Raspodela svetlosti i spektralno filtriranje — uloga sočiva

Šta tip optičke raspodele znači u praksi

Ulična svetiljka ne emituje svetlost jednako u svim pravcima. Raspodela, odnosno obrazac projekcije svetlosti na kolovoz i okolinu, određena je geometrijom sočiva. Svi proračuni rasvete (DIALux, Relux) zasnovani su na konkretnoj raspodeli. Pogrešno zadat tip raspodele daje pogrešan rezultat, bez obzira na preciznost ostatka proračuna.

IES (Illuminating Engineering Society) razvrstava bočnu raspodelu uličnih svetiljki u pet tipova: LEDiL — beam guide

EN 13201 koristi klase M, C i P kao zahteve performansi kompletnih instalacija rasvete. To nisu tipovi optičke raspodele. U nabavci, IES tip može opisati raspodelu svetiljke, dok klasa M, C ili P izražava zahtev projekta.

Kada su visina i razmak stubova fiksni, izbor sočiva određuje da li se zahtevi za srednju luminansu (L_m) i ravnomernost (U₀, U_L) mogu ispuniti. Pogrešna raspodela, na primer tip IV na uskom putu, rasipa svetlost bočno i može dovesti do neispunjavanja zahteva za ravnomernost u sredini kolovoza. Pogledajte Model naspram stvarnosti — ono što DIALux ne izračunava.

Tri tehnologije sočiva — njihov uticaj na svetlost

Pored geometrijske raspodele, sočivo danas sve više utiče i na spektralni sastav svetlosti. Postoje tri suštinski različita pristupa:

1. Providna optika (referenca)

Providna optika usmerava svetlost bez namernog filtriranja plave komponente. Fluks i eventualni mali pomak boje zavise od materijala, geometrije i LED. Za referencu porediti isti LED i raspodelu.

2. Apsorpcioni filter (amber sočivo)

LEDiL navodi da AMBER smanjuje oko 99% LED svetlosti u opsegu 380–500 nm. Objavljeni CCT primeri koriste AMBER-2X2 sa Osram Duris S8: na primer 3000 K na ulazu i približno 2200 K na izlazu. To su primeri komponente, ne merenja VALDUR-a. LEDiL AMBER

AMBER smanjuje plavu svetlost i ukupan fotopski fluks. Relativni fluks komponente poredi se sa istom LED bez sočiva; to nije automatski isti procentualni gubitak u odnosu na providno sočivo. Potrebna je fotometrija svetiljke za izabranu LED, sočivo i struju.

Apsorpcioni filteri pogodni su za sredine u kojima je smanjenje plave svetlosti prioritet, a manja efikasnost prihvatljiva: na primer stambene zone, parkove i staništa u kojima je ekološko svetlosno zagađenje glavno pitanje. (O tome da li je stvarni ekološki uticaj plave svetlosti kvantifikovan u terenskim instalacijama, pogledajte otvorena pitanja, pitanje 4.)

3. Sočivo sa spektralnom preraspodelom

SPECTRE menja spektar i, prema LEDiL-u, smanjuje plavu komponentu za približno 99%. Proizvođač opisuje tehnologiju kao vlasničku. Javni podaci ne potvrđuju određeni fosforni premaz niti tačnu strukturu materijala. LEDiL SPECTRE

Objavljeni primeri LEDiL za SPECTRE-Y-2X2-T2 koriste Luxeon 5050 Square i pokazuju fotopski fluks blizak nivou same LED bez sočiva. Proizvođač navodi zavisnost od LED, spektra i raspodele. To nije 100% radiometrijska transmisija niti izmerena vrednost VALDUR-a.

Poređenje tehnologija sočiva

Tabela razlikuje primere komponente od performansi kompletne svetiljke. Pri poređenju navesti LED, struju i geometriju sočiva. LEDiL AMBER · LEDiL SPECTRE

Značaj izbora sočiva za proračune prema EN 13201

Uticaj promene sočiva na proračun:

• AMBER: u proračunu koristite filtrirani fluks i odgovarajuću raspodelu.
• SPECTRE: primer komponente ne zamenjuje fotometriju kompletne svetiljke.
• Zamena sočiva menja i profil raspodele ako se promeni geometrija sočiva: promena klasifikacije (npr. iz tipa III u tip II) zahteva novi proračun sa odgovarajućom IES/LDT datotekom.

Koristite IES/LDT datoteku kompletne svetiljke za tačno sočivo, LED izvor i struju. Procenat komponente ne određuje srednju luminansu, ravnomernost ili blještanje. Posle promene sočiva ponoviti proračun; nijedna porodica sočiva automatski ne garantuje klasu.

Smanjenje plave svetlosti i odnos S/P — stvaran kompromis

Visok odnos S/P (skotopski/fotopski) znači da izvor relativno više doprinosi vidu pomoću štapićastih ćelija, a time i perifernom uočavanju u mezopskim uslovima. Plava svetlost značajno doprinosi visokom odnosu S/P. Apsorpcioni filter ili sočivo sa spektralnom preraspodelom koje uklanja plavu svetlost zato snižava odnos S/P.

To stvara kompromis:

• Viši S/P može pomoći pojedinim perifernim zadacima pri mezopskoj adaptaciji. CCT ne određuje S/P, a rezultat nije opšta mera bezbednosti saobraćaja. CIE TN 005:2016
• Nizak plavi udeo može biti deo ekoloških zahteva lokacije. Proceniti i nivo, smer, radno vreme i pogođene vrste. Topla boja ili nizak S/P ne garantuje određeni ekološki ili zdravstveni efekat. DarkSky / IES

Nijedna opcija nije univerzalno ispravna; izbor zavisi od konteksta instalacije. Pogledajte Mezopska fotometrija i noćni vid za osnovu i Šta ne znamo? Pitanje 1 za aktuelno stanje istraživanja optimuma CCT.

Pet pitanja pri izboru sočiva

1. Koja klasa rasvete (M, C ili P) važi za saobraćajnu površinu i koja IES/LDT raspodela je potrebna da je ispuni u geometriji projekta?
2. Ako je potrebno spektralno filtriranje, koji spektar, fluks i reprodukcija boje su dokumentovani za izabranu kombinaciju?
3. Da li proračun koristi odgovarajuću IES/LDT datoteku, odnosno datoteku stvarnog sočiva, a ne providne reference?
4. Da li su podaci o propustljivosti potvrđeni nezavisnim akreditovanim merenjem ili se poređenje zasniva samo na tehničkom listu proizvođača?
5. Kako izbor sočiva utiče na odnos S/P i da li je to važno za zahteve mezopskih performansi instalacije?

Izvori

1. LEDiL — Product catalogue 2019, street and area beam guide
2. LEDiL — Create biologically sustainable lighting with LEDiL AMBER lenses
3. LEDiL — SPECTRE: Eliminate blue light, with efficiency you won’t believe
4. LEDiL — SPECTRE
5. CIE TN 005:2016 — Specifying Product Performance for Mesopic Applications
6. DarkSky / IES — Five Principles for Responsible Outdoor Lighting