Typy rozsyłu światła i filtracja widmowa — soczewka kształtuje światło

Co typ rozsyłu światła oznacza w praktyce

Oprawa uliczna nie wysyła światła równomiernie we wszystkich kierunkach. Rozkład — wzór, według którego światło jest rzucane na nawierzchnię drogi i otoczenie — jest wbudowany w geometrię soczewki. Wszystkie obliczenia oświetlenia (DIALux, Relux) są obliczane w oparciu o konkretny rozkład. Określenie nieprawidłowego typu rozkładu daje błędny wynik, niezależnie od tego, jak dokładne byłyby obliczenia.

IES (Illuminating Engineering Society) dzieli rozsył poprzeczny opraw ulicznych na pięć typów: LEDiL — przewodnik po rozsyłach światła

EN 13201 wykorzystuje klasy M, C i P jako wymagania eksploatacyjne dla kompletnych instalacji oświetleniowych. Nie są to typy dystrybucji optycznej. W zamówieniu typ IES może opisywać rozsył oprawy, natomiast klasa M, C lub P określa wymagania projektu.

Gdy wysokość słupów i odstępy między słupami są stałe, to wybór soczewki określa, czy wymagania dotyczące średniej luminancji (L_m) i jednorodność (U₀, U_L) mogą zostać spełnione. Niewłaściwy typ rozsyłu światła — na przykład typ IV na wąskiej drodze — marnuje światło na boki i może nie spełniać wymagań dotyczących jednorodności na środku jezdni. Zobacz Model a rzeczywistość — czego DIALux nie oblicza.

Trzy technologie soczewek — co robią ze światłem

Oprócz rozkładu geometrycznego, obecnie soczewka w coraz większym stopniu wpływa również na skład widmowy światła. Istnieją trzy zasadniczo różne podejścia:

1. Przezroczysta optyka (odniesienie)

Przezroczysta optyka kieruje światło bez celowego filtrowania światła niebieskiego. Moc świetlna i wszelkie niewielkie przesunięcia kolorów zależą od materiału, geometrii i LED. Porównaj ten sam LED i rozkład, jeśli używasz przezroczystej optyki jako odniesienia.

2. Filtr absorpcyjny (soczewka bursztynowa)

LEDiL stwierdza, że AMBER zmniejsza o około 99% światła LED w zakresie 380–500 nm. Opublikowane przykłady CCT wykorzystują AMBER-2X2 z Osram Duris S8, na przykład wejście 3 000 K i w przybliżeniu wyjście 2 200 K. To są przykłady komponentów, a nie pomiary VALDUR. LEDiL AMBER

AMBER redukuje światło niebieskie i całkowity fotopowy strumień świetlny. Składowy względny strumień świetlny odnosi się do tego samego LED bez soczewki; nie jest to automatycznie taka sama procentowa strata w porównaniu z przezroczystą soczewką. Oprawa wymaga fotometrii dla wybranej kombinacji LED, soczewki i prądu sterującego.

Filtry absorpcyjne nadają się do środowisk, w których redukcja światła niebieskiego jest priorytetem i akceptowalna jest niższa wydajność — na przykład obszary mieszkalne, parki i siedliska, gdzie głównym problemem jest ekologiczne zanieczyszczenie światłem. (Czy ilościowo określa się rzeczywisty wpływ ekologiczny światła niebieskiego w instalacjach polowych – zob pytania otwarte, pytanie 4.)

3. Soczewka redystrybucyjna widma

SPECTRE zmienia kształt widma i zgodnie z LEDiL zmniejsza składową niebieską o około 99%. Producent opisuje technologię jako zastrzeżoną. Publiczne informacje o produkcie nie potwierdzają konkretnej powłoki fosforowej ani dokładnej konstrukcji materiału. LEDiL SPECTRE

Opublikowane przez LEDiL przykłady SPECTRE-Y-2X2-T2 wykorzystują Luxeon 5050 Square i pokazują fotopowy strumień świetlny zbliżony do poziomu gołego LED. Producent twierdzi, że wydajność zależy od LED, widma i dystrybucji. To nie jest transmisja radiometryczna 100% ani zmierzona wartość VALDUR.

Porównanie technologii soczewek

Tabela odróżnia przykłady komponentów od wykonania kompletnej oprawy. Podczas porównywania wartości zidentyfikuj LED, prąd sterujący i geometrię soczewki. LEDiL AMBER · LEDiL SPECTRE

Co oznacza wybór soczewki dla obliczeń EN 13201

Konsekwencje obliczeniowe zmiany soczewki:

• AMBER: w obliczeniach zastosuj przefiltrowany strumień świetlny i poprawny rozkład.
• SPECTRE: przykładowy komponent nie zastępuje pełnej fotometrii oprawy.
• Zmiana soczewki zmienia również profil dystrybucji, jeśli zmienia się geometria soczewki: reklasyfikacja (np. z Typu III na Typ II) musi zostać przeliczona z prawidłowego pliku IES/LDT.

Użyj kompletnego pliku IES/LDT oprawy dla właściwej soczewki, źródła LED i prądu sterującego. Procent składnika nie może ustalić średniej luminancji, jednolitości ani olśnienia. Przelicz instalację po zmianie soczewki; żadna rodzina soczewek nie gwarantuje automatycznie zgodności z klasą.

Redukcja niebieskiego światła i współczynnik S/P — prawdziwy kompromis

Wysoki stosunek S/P (skotopowy/fotopowy) oznacza, że źródło ma stosunkowo większy udział w widzeniu opartym na pręcikach, a tym samym wykrywaniu peryferyjnym w warunkach mezopowych. Niebieskie światło jest ważnym składnikiem powodującym wysoki współczynnik S/P. Filtr absorpcyjny lub soczewka redystrybucyjna widma, która usuwa niebieskie światło, obniża zatem współczynnik S/P.

To stwarza kompromis:

• Wyższe S/P może przynieść korzyści niektórym peryferyjnym zadaniom wzrokowym w ramach adaptacji mezopowej. Samo CCT nie jest w stanie określić S/P, a wynik nie jest ogólną miarą bezpieczeństwa drogowego. CIE TN 005:2016
• Niska zawartość koloru niebieskiego może być częścią wymagań środowiskowych obiektu. Oceń także poziom światła, kierunek, godziny pracy i gatunki, na które działa. Ciepła barwa lub niski współczynnik S/P nie gwarantują określonego efektu ekologicznego i zdrowotnego. DarkSky / IES

Żadne z nich nie jest obiektywnie poprawne — wybór zależy od kontekstu instalacji. Zobacz Fotometria mezopowa i widzenie w nocy w tle i Czego nie wiemy? pytanie 1 dla aktualnego stanowiska badawczego w sprawie optymalnego CCT.

Pięć pytań, które należy zadać przy wyborze soczewki

1. Jaka klasa oświetlenia (M, C lub P) dotyczy obszaru komunikacyjnego i jaki rozsył IES/LDT jest potrzebny, aby spełnić to w geometrii projektu?
2. Jeśli wymagane jest filtrowanie widmowe, jakie widmo, strumień świetlny i oddawanie barw są udokumentowane dla wybranej kombinacji?
3. Czy obliczenie wykorzystuje właściwy plik IES/LDT — czyli plik dotyczący właśnie tej soczewki, a nie przezroczystego wariantu odniesienia?
4. Czy dane dotyczące transmitancji zostały potwierdzone niezależnym akredytowanym pomiarem, czy też porównanie opiera się wyłącznie na arkuszu danych producenta?
5. Jak wybór soczewki wpływa na współczynnik S/P i czy ma to znaczenie dla wymagań mezopowych instalacji?

Źródła

1. LEDiL — Katalog produktów 2019, przewodnik po rozsyłach dla ulic i terenów
2. LEDiL — Stwórz biologicznie zrównoważone oświetlenie za pomocą soczewek LEDiL AMBER
3. LEDiL — SPECTRE: Wyeliminuj niebieskie światło z wydajnością, w którą nie uwierzysz
4. LEDiL — SPECTRE
5. CIE TN 005:2016 — Określanie wydajności produktu dla zastosowań mezopowych
6. DarkSky / IES — Pięć zasad odpowiedzialnego oświetlenia zewnętrznego