В заключение, хочу отметить, что освещенность конкретного помещения можно измерить с помощью такого устройства, как люксометр. Например, если этот прибор показывает 30 lx, это означает, что на один квадратный метр площади приходится 30 люмен. Найдя таким образом оптимальный вариант освещения, вы сможете приобрести лампочки с правильным значением люменов, что обеспечит необходимую комфортность и функциональность пространства.
В каких единицах измеряется освещенность и яркость света – что такое люксы
Когда речь идет о проектировании систем освещения в помещениях и на открытом воздухе, важно знать, в каких единицах измеряется освещенность. Этот параметр имеет принципиальное значение для создания оптимальных условий для работы или отдыха. При недостаточном или избыточном освещении может наблюдаться повышенная утомляемость и снижение производительности труда. На упаковках светодиодных или энергосберегающих ламп, как правило, упоминается величина светового потока в люменах. В данной статье мы детально разберемся в различиях между единицами измерения, касающимися освещенности.
Рассмотрим более детально, в каких единицах измеряется освещенность. В Международной системе единиц (СИ) освещенность измеряется в люксах (lx). Также существует единица, используемая для измерения светового потока в системе СИ — это люмен (lm).
Давайте подробнее разберем эти единицы и ответим на вопрос, что такое люксы и люмены. Для этого также рассмотрим ещё одну единицу, принятую в системе СИ. Это единица измерения силы света — кандела. С латинского на русский язык её название переводится как «свеча».
Свет, испускаемый одной свечой, эквивалентен одной канделе. Более точное определение этой единицы звучит как сила света от источника, испускающего в заданном направлении электромагнитное излучение с частотой 540 трлн Гц и с незначительным диапазоном частот, причем мощность света в требуемом направлении составляет 1/683 Вт на стерадиан.
Освещенность, яркость, световой поток — в чем разница
Световой поток
Теперь перейдем к определению единицы измерения — люмен (лм). Это световой поток, который излучается источником света, сила которого равна одной канделе при температуре 25 °С и в эталонных условиях.
Световой поток измеряет количество света, который падает на поверхность за единицу времени. Другими словами, световой поток определяется как величина воздействия на селективный световой приемник с определенной спектральной чувствительностью или как общее количество света, испускаемого источником.
Яркость
Яркость определяется как отношение величины световой энергии, переносимой за единицу времени в определенном направлении, к ее проекции на плоскость, которая перпендикулярна оси наблюдения.
Яркость измеряется в системе СИ в канделах на квадратный метр. Ранее эту единицу называли нит, однако в современном использовании система СИ не включает это обозначение.
Освещенность
Определение освещенности осуществляется при помощи единицы люкс (лк), которая равна потоку света, сила которого составляет один люмен (лм), падающий на поверхность площадью один квадратный метр. При увеличении расстояния между источником света и освещаемой поверхностью освещенность уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния.
При выборе источников света разных видов нельзя использовать мощность как ориентир для определения светового потока. Этот принцип работал для ламп накаливания, но с появлением светодиодных и люминесцентных ламп соотношение между световым потоком и мощностью изменилось. Например, люминесцентные лампы имеют соотношение 60 лм на каждый ватт мощности, тогда как у светодиодных ламп с прозрачным рассеивателем это соотношение увеличивается до 100 лм на ватт.
Что такое люмен
Люмены (lm) — ключевая характеристика светодиодной лампы, используемая для измерения излучаемого светового потока. Эта характеристика указывает на количество света, производимого конкретной моделью светодиодной лампы, независимо от его направления. Когда лампы накаливания были распространены, можно было легко их заменять, зная, сколько ватт они потребляют, что позволяло приблизительно оценить, сколько света они излучают. Лампы накаливания одной мощности излучали одинаковое количество света, даже если они были произведены на разных заводах. Однако при выборе светодиодной лампы следует учитывать не только мощность, так как количество излучаемого света зависит от нескольких факторов, включая потребляемые ватт.
Так как лампы накаливания одной и той же мощности светят одинаково, это связано с materialом нити накаливания и её максимальной температурой. Эти характеристики, как правило, схожи у ламп от различных производителей, что и обеспечивает одинаковую яркость при равной мощности.
Однако в отличие от ламп накаливания, светодиодные лампы одинаковой мощности могут иметь значительно различные уровни освещения.
Главная составляющая Led-лампы — светодиод, именно он является источником света. Поэтому количество света, которое излучает светодиодная лампа, зависит от её мощности, материалa светодиодного кристалла, и режима его работы. Однако вариативность светодиодов значительно выше по сравнению с нитями накаливания. Именно по этой причине светодиодные лампы одинаковой мощности могут иметь абсолютно разные уровни яркости.
На что влияют люмены
Чем больше люменов у светодиодной лампы, тем более высокий уровень света она излучает. Эта величина также определяет энергетическую эффективность лампы — то есть, сколько света она производит на потребляемый 1 ватт. Светодиодные лампы, как правило, имеют наивысший коэффициент полезного действия среди аналогичных изделий.
Чем больше количество люменов при меньшем расходе электроэнергии, тем более экономичным является источник света.
Рассмотрим пример расчета энергоэффективности:
Предположим, у нас есть лампы накаливания мощностью 75 Вт и 150 Вт. Световой поток первой модели составляет примерно 900 люмен, а второй — 1800 люмен. Если мы разделим 900 на 75, получим 12 лм/Вт — это энергоэффективность 75-ваттной лампы. У 150-ваттной лампы этот показатель останется таким же. Теперь рассмотрим светодиодные лампы. При мощности 9 Вт модели различных производителей имеют световой поток от 650 до 850 люмен. Делая те же вычисления, мы получаем диапазон энергоэффективности светодиодных ламп от 72,2 до 94,4 лм/Вт, что свидетельствует о значимой разнице в экономичности.
| Световой поток | Энергоэффективность | |
|---|---|---|
| Лампа накаливания 75 Вт | 900 Лм | 12 лм/Вт |
| Лампа накаливания 150 Вт | 1800 Лм | 12 лм/Вт |
| Светодиодная лампа 9 Вт | 650 Лм | 72,2 лм/Вт |
| Светодиодная лампа 9 Вт | 850 Лм | 94,4 лм/Вт |
Люмены – указывают на мощность светового потока
Каждый источник света имеет свою мощность светового потока, которая описывает весь объём световых частиц, излучаемых прибором освещения за единицу времени. Современные производители, как правило, указывают на лампах соответствующие значения светового потока в люменах (lm или Лм).
Чтобы рассчитать энергоэффективность лампы, независимо от её технических характеристик и фирмы-производителя, необходимо разделить величину светового потока на количество потребляемых ватт. Полученные значения помогут определить коэффициент полезного действия осветительного прибора и, следовательно, его экономичность. Например, если обычная лампа накаливания мощностью 25 Вт имеет энергоэффективность примерно 8,8 лм/Вт, то светодиодная лампа при аналогичном потреблении сможет выдать около 90 лм/Вт. Из этого можно сделать вывод, что светильники на базе LED гораздо более экономичны по сравнению с лампами накаливания.
Светильники: как направить потоки света
Известное правило гласит, что если закрыть или закрасить часть лампы, свет, проходящий через эту часть, либо не пройдет вовсе, либо интенсивно снизит уровень светового потока. Однако, если перед осветительным прибором разместить зеркало или любую другую отражающую поверхность, свет будет направлен в противоположную сторону. Таким образом, с помощью светильника можно эффективно распределять и перенаправлять световые потоки, исходящие от лампы.
Для обычного пользователя достаточно знать, что часть света, производимого лампой, может быть потеряна из-за недостаточной прозрачности или наличия толстого слоя пыли на светильнике. В большинстве случаев использование матового стекла приводит к уменьшению уровня света лампы, хотя и делает освещение более комфортным и менее раздражающим для глаз.
Что такое ватт для прибора освещения
Когда в 90-х годах XX века человек выбирал лампочку, он ориентировался преимущественно на количество ватт, но в настоящее время эта практика изменилась.
Если в конце прошлого века люди при выборе ламп садились на единственное значение ватт (Вт или V), отражающее мощность, которую потребляет данный осветительный прибор, то сейчас это уже не так. Необходимо понимать, что ватты указывают на сумму электрической мощности, которую данное устройство потребляет от сети за один час, что в итоге отразится на показаниях нашего электрического счетчика. Например, за 10 часов работы лампочка на 100 Вт наберет на счётчике 1 кВт, что можно сравнить с расходом топлива для дизельного или карбюраторного двигателя, где принимается во внимание количество литров на 100 километров.
Нельзя сказать, что лампочка с высоким показателем ватт всегда обеспечивает лучшее освещение, что можно увидеть, обратив внимание на следующую таблицу:
| Тип лампы | Количество ватт, V | Количество люменов, lm |
| Лампа накаливания | 1 | 10-16 |
| Галогенная лампа | 1 | 14-22 |
| Люминесцентная лампа | 1 | 40-90 |
| Металлогалогенная лампа | 1 | 60-120 |
| LED лампа | 1 | 60-120 |
Что означает люкс для прибора освещения
Люкс (lx) — это единица, отражающая уровень освещенности площади, которая может представлять собой рабочий стол, комнату, торговый зал или лестничную площадку. Другими словами, свет, производимый электрической лампочкой, может варьироваться от тусклого до нормального или яркого, и для разных типов помещений установлены свои нормы освещенности, регламентируемые СП 52.13330.2016. Например, для торговых залов, учебных и медицинских учреждений указана норма в 500 lx, в то время как для лестничных площадок — всего 20 lx. В квартире вы можете самостоятельно определять наиболее подходящие параметры освещения в зависимости от ваших нужд.
Важно отметить, что люкс (лк) служит показателем освещенности, тогда как люмен (лм) рассчитан как характеристика светового потока источника света.
Необходимо понимать, что 1 (один) люкс равен 1 (одному) люмену на квадратный метр, то есть 1 lx = 1 lm/м². Люмен представляет собой количество света, испускаемого лампой за единицу времени. На упаковках современных осветительных приборов всегда должно быть указано значение лм или lm; отсутствие этих показателей говорит о низкой надежности или качестве производителя. Например, для кухни или столовой достаточно освещенности в 100-200 lx, а рабочего стола — 10-15 lx. Однако в домашних условиях такое соотношение является относительным, и вам, как владельцу, может понадобиться испытать различные варианты осветительных решений в зависимости от площади и личных предпочтений.
Сравнение: кандела vs. люмены vs. люкс
Таким образом, теперь у вас есть общее понимание единиц измерения света, и, возможно, вы пришли к выводу, что большее количество люменов означает лучший свет. Однако это не всегда соответствует действительности. Для того чтобы выбрать оптимальное освещение для вашего проекта, необходимо учитывать сочетание значений кандел, люменов и люксов.
Почему вам нужно о них знать?
Существует множество источников света — светодиоды, люминесцентные и лампы накаливания и т.д. Каждый источник света освещает пространство по-разному, и для достижения наилучших результатов в вашем проекте важно рассмотреть все факторы. Это знание станет вам полезным при проектировании освещения конкретного помещения.
Как измерить свет с помощью этих единиц?
Измерять силу света источников освещения достаточно сложно, и это делается в специально оборудованных лабораториях. Затем производители указывают эти значения на упаковке осветительных приборов. Вы можете сравнить данные между различными моделями, используя приведенную здесь информацию.
1. Люмены и кандела — как они соотносятся?
Люмены обозначают световой поток и в основном применяются производителями для обозначения первоначального потенциала источника света. Светильник с маркировкой 100 лм показывает, что лампа может излучать такое количество света во всех направлениях.
Эта величина не зависит от конструкции и геометрии изделия. То, как размещены отражатели, влияет на интенсивность света в определенных направлениях. Поэтому люмены применяются исключительно для характеристики лампочек и не предоставляют полной картины о световых возможностях источника. Чтобы лучше понять это, рассмотрим следующий график.
люмены
Если люмены описывают общий выход света, то кандела определяет интенсивность освещения в определённом направлении и под заданным углом. Кандела отражает объем и мощность света.
Угол обозначается как стерадиан — это объемный угол, образуемый при распространении конуса и представляющий площадь, равную квадрату радиуса. Ниже представлена диаграмма, соответствующая одной канделе.
кандела
Высокое значение канделы крайне полезно, если вы хотите сосредоточить освещение на определенных объектах, как в художественных галереях, для прожекторов, освещения фасадов зданий, автомобильных фар и так далее. Одна кандела соответствует одному люмену на стерадиан.
1 кандела = 12,57 люмен
Тем не менее, не стоит сравнивать канделы и люмены напрямую. Обычный лазерный фонарь может иметь незначительное значение люменов, но при этом высокое значение канделы.
2. Люмены и люксы — как они соотносятся?
Если вы выберете две светодиодные лампы с одинаковой характеристикой в 100 люмен, они не обязательно будут давать одинаковую яркость. Почему это происходит? Поскольку в рассмотрении не учтены отражатели и конструкция светильников.
В этом случае на помощь приходит люкс. Люкс — это полезная и практичная единица измерения света, обозначающая количество света, попадающего на определенную площадь поверхности. Считается, что на 1 квадратный фут стены приходит около 10 метров. На следующем рисунке показано, как освещается площадь в один квадратный метр, что эквивалентно 1 люмену.
Эффективность освещения
Световая эффективность определяется тем, насколько хорошо источник зрения излучает свет. Она выражается световым потоком на потребляемую мощность, или же просто Люменами/Ваттами. Высокая эффективность обеспечивает более яркий свет.
Это также зависит от ваших целей. Для освещения комнаты лучше использовать лампы с высоким значением люмена. Если вы хотите выделить архитектурные особенности или привлечь внимание к конкретным объектам, приоритетными будут более высокие показатели кандела и люкс. Подумайте о вашем проекте и о том, каких результатов хотите добиться. Используя приведенные рекомендации, вы сможете выбрать оптимальные осветительные решения.
3000К против 4000К: какой тип освещения подходит для дома?
Что такое цветовая температура и как ее выбрать?
