Podstawy oświetlenia · 04

Co to jest lumen?

Lumen, luks i kandela to trzy różne wielkości fotometryczne, które opisują różne aspekty światła — mimo to terminy są rutynowo łączone w arkuszach danych, dokumentach przetargowych i rozmowach między klientami a specyfikatorami. Zrozumienie, co mierzy każdy z nich i kiedy każdy z nich jest istotny, jest warunkiem wstępnym napisania znaczącej specyfikacji oświetlenia.

ok. 5 min czytania

Udostępnij

Lumen — całkowity strumień świetlny źródła

Lumen (lm) to jednostka strumienia świetlnego w układzie SI. Integruje fotopowo ważony wkład światła; 1 lm = 1 cd·sr. Wartość lumenów opisuje całkowity strumień świetlny, a nie jego rozkład na drodze. BIPM — SI

Źródło światła emitujące identyczne ilości energii promieniowania w kolorze czerwonym i zielonym zostałoby zmierzone jako wytwarzające znacznie mniej lumenów w przypadku światła czerwonego niż zielonego — ponieważ nasze oczy są na nie mniej wrażliwe, w mniejszym stopniu przyczynia się to do postrzeganej jasności.

Odróżnij strumień źródła LED od strumienia opuszczającego całą oprawę. Straty optyczne i zmiany widmowe zależą od rzeczywistej konstrukcji; porównać wartości w tych samych warunkach pracy i pomiaru.

W praktyce

  • Sprawdź, czy w cytacie podano LED lumenów czy lumenów kompletnej oprawy. Nie ma uniwersalnej różnicy procentowej.
  • Skuteczność świetlna (lm/W) mierzy, jak skutecznie oprawa przekształca energię elektryczną w światło. Oblicza się go na podstawie strumienia świetlnego oprawy podzielonego przez moc wejściową, a nie strumienia świetlnego LED podzielonego przez moc znamionową LED.
  • EN 13201 wykorzystuje stałą luminancję dla klas M oraz natężenie oświetlenia dla klas C i P, z ich odpowiednimi wymaganiami dotyczącymi jednorodności i innymi obowiązującymi kryteriami. Całkowita liczba lumenów nie może zapewnić zgodności z klasą.

Lux — natężenie oświetlenia na powierzchni

Luks (symbol: lx) jest jednostką SI natężenia oświetlenia — strumień świetlny docierający do powierzchni na jednostkę powierzchni. Jeden luks równa się jednemu lumenowi przypadającemu na metr kwadratowy. Ponieważ ten sam strumień świetlny rozprzestrzenia się na większym obszarze w miarę oddalania się źródła, natężenie oświetlenia szybko maleje wraz z odległością od źródła.

EN 13201 wykorzystuje stałą luminancję dla klas M oraz natężenie oświetlenia dla klas C i P, z ich odpowiednimi wymaganiami dotyczącymi jednorodności i innymi obowiązującymi kryteriami. Całkowita liczba lumenów nie może zapewnić zgodności z klasą. EN 13201-2

Oprawa o strumieniu świetlnym 10 000 lm może generować bardzo różne poziomy luksów na nawierzchni drogi, w zależności od jej optyki: szeroki, płaski rozsył światła rozłożony na dużym obszarze wytwarza mniejszy luks niż węższy, bardziej ukierunkowany rozsył skupiający te same lumeny na mniejszym obszarze.

Kandela — światłość w określonym kierunku

Kandela (symbol: cd) jest jednostką SI światłości — strumień świetlny źródła w określonym kierunku. W przeciwieństwie do lumenu (który sumuje się we wszystkich kierunkach) lub luksów (który mierzy to, co dociera do powierzchni), kandela opisuje, ile światła jest wysyłane w określonym kierunku.

Plik fotometryczny opisuje światłość według kąta. Wraz z geometrią montażową obsługuje obliczenia natężenia oświetlenia oraz, w przypadku danych odbicia od drogi, obliczenia luminancji. Ocena olśnienia wymaga również określonego obserwatora i geometrii; sama kandela nie wystarczy.

Obok siebie: lumen, luks, kandela

Obok siebie: lumen, luks, kandela
WielkośćJednostkaCo mierzyTypowe zastosowanie
Strumień świetlnyLumen (lm)Całkowity strumień świetlny ze źródła, łącznie we wszystkich kierunkachPorównanie całkowitego strumienia świetlnego źródeł; obliczenie skuteczności (lm/W)
Natężenie oświetleniaLuks (lx)Strumień świetlny padający na jednostkę powierzchniObliczenia oświetlenia drogowego; zgodność z EN 13201; pomiary w miejscu instalacji
ŚwiatłośćKandela (cd)Strumień światła w określonym kierunkuPliki danych fotometrycznych; analiza olśnienia; kierunkowa konstrukcja optyczna

Skuteczność świetlna — lumenów na wat

Skuteczność świetlna (lm/W) to stosunek strumienia świetlnego do pobranej mocy elektrycznej. Jest to kluczowy wskaźnik efektywności w branży oświetleniowej. Oprawa o wydajności 12 000 lm pobierająca 80 W ma skuteczność 150 lm/W.

EN 13201-5 definiuje uzupełniające się wskaźniki: PDI odnosi moc systemu do oświetlanej powierzchni i utrzymanego średniego natężenia oświetlenia, a AECI odnosi roczne zużycie energii do oświetlanej powierzchni. Porównuj rozwiązania dla tego samego projektu i wymagań oświetleniowych; sama skuteczność oprawy w lm/W nie opisuje efektywności energetycznej instalacji.

Początkowe vs utrzymane: dlaczego współczynnik utrzymania ma znaczenie

Udokumentuj współczynnik utrzymania dla wybranego okresu i warunków pracy. Powinien on w spójny sposób uwzględniać utrzymanie strumienia świetlnego, zabrudzenia oraz strategię konserwacji i wymiany. Utrzymanie strumienia LED oznacza się zwykle jako LLMF; nie należy mylić tego z wpływem zabrudzenia oprawy. ISO/CIE TS 22012:2019

Obliczenia pokazujące tylko wartości początkowe nie wykazują utrzymanej wydajności. Dane komponentów LM-80 mogą stanowić podstawę utrzymania strumienia świetlnego, ale same w sobie nie ustalają współczynnika konserwacji całej instalacji.

Zrozumienie lumenów pomaga zrozumieć utrzymanie strumienia świetlnego

Co właściwie mówią L70 i L90 — i kiedy każdy próg ma znaczenie dla oświetlenia drogowego.

Same L70 lub L90 nie określają, kiedy instalacja utraci zgodność. Zależy to od początkowego marginesu projektu, dystrybucji, konserwacji i wszystkich mających zastosowanie wymagań klasowych.

Trwałość i niezawodność

Co oznaczają L70 i L90?

Wartości L, wartości B i metodologia projekcji TM-21 — wyjaśnione dla odbiorców zamówień.

→

Podsumowanie

Lumen (lm) to jednostka strumienia świetlnego w układzie SI. Integruje fotopowo ważony wkład światła; 1 lm = 1 cd·sr. Wartość lumenów opisuje całkowity strumień świetlny, a nie jego rozkład na drodze.

EN 13201 wykorzystuje stałą luminancję dla klas M oraz natężenie oświetlenia dla klas C i P, z ich odpowiednimi wymaganiami dotyczącymi jednorodności i innymi obowiązującymi kryteriami. Całkowita liczba lumenów nie może zapewnić zgodności z klasą.

Źródła

  1. BIPM — Międzynarodowy Układ Jednostek Miar (SI), wydanie 9
  2. SIS — SS-EN 13201-2:2016 / EN 13201-2:2015, Oświetlenie drogowe — Wymagania eksploatacyjne
  3. ISO/CIE TS 22012:2019 — Światło i oświetlenie — Określanie współczynnika konserwacji — Sposób pracy

Potrzebujesz danych fotometrycznych do obliczeń projektowych?

Pliki IES i LDT dla wszystkich wariantów optycznych VALDUR dostępne są na zamówienie.

Użyj plików fotometrycznych VALDUR bezpośrednio w oprogramowaniu do projektowania oświetlenia, aby uzyskać obliczenia zgodne z EN 13201.