Як вибрати вуличний світлодіодний LED прожектор

  1. Як правильно вибрати вуличний світлодіодний світильник або прожектор Прожектор - це світловий електроприлад,...
  2. Пристрій вуличного світлодіодного матричного світильника
  3. Вибір вуличного світлодіодного світильника або прожектора
  4. По класу захисту IP
  5. За освітленості на рівні покриття
  6. Технічні характеристики вуличних світильників
  7. Формула і онлайн калькулятор для розрахунку параметрів
  8. Приклад розрахунку параметрів

Як правильно вибрати
вуличний світлодіодний світильник або прожектор

Прожектор - це світловий електроприлад, що забезпечує випромінювання світлового потоку високої концентрації всередині малого тілесного кута.

Прожектор - це світловий електроприлад, що забезпечує випромінювання світлового потоку високої концентрації всередині малого тілесного кута

Види і класифікація
вуличних світлодіодних світильників і прожекторів

За призначенням прожектори бувають:

  • Дальньої дії (застосовуються для освітлення об'єктів, розташованих на великій відстані).
  • Світла, що заливає (для освітлення великих площ, наприклад стадіонів, театральних майданчиків).
  • Сигнальні (для передачі інформації).
  • Акцентні (для локального освітлення об'єктів).

Як джерела світла в вуличні світильники і прожектори встановлюють:

  • Світлодіоди.
  • Світлодіодні матриці.
  • Металогалогенні лампи.
  • Ртутні лампи.
  • Ксенонові лампи.

По класу захисту (IP) від попадання в корпус вуличного світильника або прожектора пилу і води вони випускаються для роботи:

  • У закритих приміщеннях (IP40).
  • На вулиці під відкритим небом (IP64).
  • Під водою (IP68).

В сучасних вуличних світильниках і прожекторах замість ламп встановлюють світлодіоди або світлодіодні матриці, так як вони за всіма технічними характеристиками багаторазово перевершують лампи будь-якого типу. Головною перевагою світлодіодних джерел світла є низька споживана потужність і великий термін служби. Завдяки цим показникам, не дивлячись на більш високу закупівельну ціну вуличних світлодіодних освітлювальних приладів, експлуатаційні витрати виходять низькими, що забезпечує велику економію грошей в довгостроковій перспективі.

Світлодіоди і світлодіодні матриці через конструктивних особливостей мають вузький кут випромінювання світлового потоку (близько 120 °), в результаті чого однозначно класифікувати світлові прилади стало складно. Якщо в світлодіодному світильнику світлодіоди або світлодіодні матриці встановлені на одній площині, то він вже за визначенням є прожектор.

За призначенням світлодіодні прожектори бувають:

  • Ландшафтні (застосовуються для підсвічування зелених насаджень в парках або на дачних ділянках).
  • Архітектурні (встановлюються для декоративного підсвічування будівель, споруд або пам'ятників).
  • Освітлювальні (служать для освітлення дворових територій, відкритих майданчиків, тротуарів і доріг).

Як світлодіодного джерела світла в вуличних світильниках і прожекторах застосовуються:

  • Точкові світлодіоди.
  • Світлодіодні матриці.

На фотографії представлена ​​лінійка світлодіодних вуличних світильників типу Діус, виготовлених із застосуванням світлодіодів потужністю 1 ват. Ці вуличні світильники комплектуються драйвером, що представляє собою герметичний самостійний блок, який підключається до світлодіодному блоку за допомогою роз'єму. Закріплений драйвер на корпусі світильника за допомогою гвинтів і в разі необхідності його заміни для ремонту легко від'єднується від друкованої плати зі світлодіодами.

Вуличні світильники з точковими світлодіодами легко ремонтувати, так як є можливість оперативно замінити драйвер, а в разі виходу з ладу одного з світлодіодів його можна замінити справним самостійно, як при ремонті світлодіодним лампочки .

На цій фотографії показаний класичний світлодіодний вуличний прожектор, в якому в якості джерела випромінювання світла застосована світлодіодна матриця. Зазвичай потужність світлодіодної матриці не перевищує 50 ват, тому в більш потужних матричних світильниках встановлюють кілька світлодіодних матриць. Драйвер у цього виду світильників встановлено всередині його корпусу, що вимагає в разі відмови драйвера демонтувати світильник з місця установки.

Драйвер у цього виду світильників встановлено всередині його корпусу, що вимагає в разі відмови драйвера демонтувати світильник з місця установки

Світлодіодна матриця являє собою підкладку, на якій змонтовано безліч світлодіодних кристалів і в разі виходу з ладу одного з них вся матриця приходить в непридатність. На фотографії, згоріла від перегріву світлодіодна матриця з світлодіодного прожектора, який мені довелося ремонтувати . На ній добре видно квадратики, в яких розміщені світлодіодні кристали. Варто світлодіодна матриця дорого, тому з точки зору витрат на ремонт вуличні світильники з точковими світлодіодами купувати економічно вигідніше.

Варто світлодіодна матриця дорого, тому з точки зору витрат на ремонт вуличні світильники з точковими світлодіодами купувати економічно вигідніше

На фотографії представлений світлодіодний прожектор, в якому в якості випромінювача світла використані smd світлодіоди . Використання в прожекторах світлодіодів замість світлодіодної матриці дозволяє замінювати тільки перегоріли світлодіод, а не матрицю цілком, що істотно знижує експлуатаційні витрати.

Пристрій вуличного світлодіодного матричного світильника

Зовнішній вигляд світлодіодного прожектора з боку установки світлодіодної матриці показаний на фотографії вище. Якщо відкрутити чотири гвинти і зняти захисну кришку з оптичним склом і відображає рефлектором, то з'явиться доступ до світлодіодним матриці.

Якщо відкрутити чотири гвинти і зняти захисну кришку з оптичним склом і відображає рефлектором, то з'явиться доступ до світлодіодним матриці

Як видно з фотографії прожектор є литий з алюмінієвого сплаву корпус, який одночасно служить для відводу тепла від матриці. Матриця закріплена до корпусу за допомогою двох гвинтів, хоча конструкція корпусу і матриці передбачає кріплення за допомогою чотирьох гвинтів. Схоже, виробник заощадив на гвинтах. Відсутність зазору між корпусом прожектора і підкладкою матриці в сукупності з теплопроводящей пастою забезпечує хороше відведення тепла від кристалів і як наслідок, надійну роботу прожектора в цілому.

Відсутність зазору між корпусом прожектора і підкладкою матриці в сукупності з теплопроводящей пастою забезпечує хороше відведення тепла від кристалів і як наслідок, надійну роботу прожектора в цілому

А так виглядає прожектор з тильного боку. Мережевий провід, для герметизації обтиснутий спеціальною гайкою, входить в кришку, закріплену чотирма гвинтами через силіконову прокладку до корпусу прожектора. Для закріплення прожектора на стовпі або стіні передбачена обертається скоба. На корпусі прожектора зроблені вертикальні ребра, службовці для більш ефективного відводу виділяється матрицею тепла.

На корпусі прожектора зроблені вертикальні ребра, службовці для більш ефективного відводу виділяється матрицею тепла

Під задньою кришкою прожектора перебувати драйвер, що перетворює мережеве напруга 220 В в напругу зі стабілізованою струмом, необхідне для роботи світлодіодної матриці.

Як бачите, влаштований світлодіодний прожектор зовсім просто і складається з корпусу, драйвера і світлодіодної матриці. Так само влаштований і будь-який світлодіодний вуличний світильник і відрізняється тільки зовнішнім виглядом і конструктивним виконанням.

Вибір вуличного світлодіодного світильника або прожектора

Для того щоб правильно вибрати вуличний світильник, який тривалий час працював і ефективно висвітлював необхідну територію, необхідно розбиратися в його технічних характеристиках і параметрах.

По класу захисту IP

Головною технічною характеристикою, на яку в першу чергу слід звернути увагу при виборі будь-якого вуличного світильника, є клас його захисту від попадання в корпус твердих частинок і води. Маркуються світлодіодні світильники усіма виробниками, за єдиним міжнародним стандартом. Клас захисту в маркіровці позначається відповідно до вимог стандарту захисту електрообладнання від впливу зовнішніх факторів IEC-952.

Скориставшись даними таблиці легко визначити, який клас захисту від впливу зовнішніх факторів повинен мати світлодіодних світильник і зробити правильний вибір. Наприклад, при установці світильника на стовпі під відкритим небом в його корпус можуть проникати тверді частинки у вигляді пилу і вода від дощових опадів. Отже, необхідно вибрати вуличний світильник з класом захисту не нижче IP64, де цифра 6 позначає неприпустимість потрапляння в корпус пилу, а 4 позначає забезпечення захисту від води, розбризкується під будь-яким кутом.

За освітленості на рівні покриття

На наступному етапі вибору вуличного світильника необхідно визначити, виходячи з об'єкта освітлення, величину освітленості на поверхні, що освітлюється.

На наступному етапі вибору вуличного світильника необхідно визначити, виходячи з об'єкта освітлення, величину освітленості на поверхні, що освітлюється

Освітленість поверхонь прийнято вимірювати в люксах, які коротко позначаються лк і вимірюється за допомогою приладу, який називається Люксметр. Для уявлення освітленості поверхонь у люксах (слово походить від латинського слова lux, перекладається на російську мову - світло), можна порівняти її з освітленістю, яку забезпечує повний місяць в ясну погоду, це всього 0,2 лк. А прямі сонячні промені створюють на поверхні землі освітленість 100 000 лк. Для виконання тонких робіт, наприклад ювелірних, досить освітленості 300 лк.

Норми освітленості поверхонь регламентуються державним документом: «Природне і штучне освітлення» - СНиП 23-05-2010, які є актуалізованої редакцією СНиП 23-05-95 (Будівельні норми і правила затверджені наказом Мінрегіону Росії і введені в дію в 2011р.). Для вибору вуличного світильника цілком достатньо інформації, наведеної в таблиці нижче.

З таблиці випливає, що якщо буде забезпечена освітленість поверхні будь-якої території, за винятком пішохідних тунелів і ведуть до них сходів, не менше 10 лк, то вимоги СНиП 23-05-2010 будуть задоволені.

При виборі рівня освітленості поверхні слід врахувати, що з часом відбувається зниження яскравості світіння світлодіодів, і світловий потік від світильника буде зменшуватися. Тому, щоб гарантувати відповідність освітлення поверхні вимогам СНиП протягом усього терміну служби світильника слід вибирати світильник не менше, ніж з двох кратним запасом по світловому потоку. Наприклад, якщо по таблиці потрібно середня горизонтальна освітленість 10 лк, то для розрахунків при виборі світильника потрібно брати значення 20-30 лк.

Технічні характеристики вуличних світильників

Після вибору класу захисту, яким повинен відповідати світильник і визначення рівня освітленості, який потрібно забезпечити на освітлюваної поверхні можна переходити до вибору світлодіодного світильника по інших технічних характеристиках.

Виробники в документації на світлодіодні світильники призводить не всі перераховані в таблиці технічні характеристики, хоча перелік не є повним. Це зазвичай пов'язано з бажанням приховати справжній рівень якості вуличного світильника. Чим більше приведено параметрів в паспорті або технічному описі світильника, тим з більшою впевненістю можна стверджувати, що він високої якості.

Формула і онлайн калькулятор для розрахунку параметрів

При підборі вуличного світлодіодного світильника потрібно, виходячи з необхідної освітленості поверхні, яка вимірюється в люксах, визначити величину світлового потоку світильника, який вимірюється в люменах. І на цьому етапі вибору світильника зазвичай виникають труднощі, так як не всі уявляють, як залежать один від одного ці фізичні величини.

Світловий потік позначається латинською буквою Ф, виражається в люменах і визначає величину світловий потужності, яку випромінює джерело світла, в вуличному світильнику це лампа, світлодіод або світлодіодна матриця.

Освітленість поверхні, позначається латинською літерою Е, вимірюється в люксах і пропорційно залежить від величини світлового потоку Ф. Чим більше у будь-якого світильника потужність світлового потоку, тим яскравіше він буде світити.

Чим більше у будь-якого світильника потужність світлового потоку, тим яскравіше він буде світити

Освітленість на рівновіддаленою від джерела світла поверхні площею 1 м2 величиною 1 люкс створюється в разі падіння на неї світлового потоку величиною 1 люмен. При видаленні світильника від освітлюваної поверхні її освітленість знижується, обернено пропорційна квадрату відстані. Наприклад, освітленість поверхні на відстані одного метра від світильника становить 900 люкс. Якщо підняти світильник на висоту 2 метри, то освітленість поверхні зменшиться в 4 рази, а якщо на 3 метри, то вже зменшитися в 9 разів і складе всього 100 люкс.

Таким чином, щоб визначити світловий потік світильника, необхідно необхідний рівень освітленості поверхні помножити на її площа, виходить наступна формула: Ф = Е × S.

де: Ф - світловий потік, вимірюється в люменах, позначається лм; Е - освітленість поверхні, вимірюється в люксах, позначається лк; S - площа освітлюваної поврехності, ізмерется в квадратних метрах, позначається м2;

Знаючи вище наведені закони і шкільний курс геометрії нескладно скласти повну формулу для оцінки необхідної потужності світлового потоку світильника виходячи з необхідної освітленості поверхні, висоти його підвісу і кута світлового потоку.

де: Ф - світловий потік, вимірюється в люменах, позначається лм; Е - освітленість поверхні, вимірюється в люксах, позначається лк; π - число Пі, так само 3,14; h - відстань від світильника до освітлюваної поверхні, вимірюється в метрах, позначається м; а - кут випромінювання світлового потоку світильника, вимірюється в градусах, позначається °;

Розраховувати світловий потік зручно за допомогою онлайн калькулятора, який виробляє обчислення відповідно до поданої вище формулою.

У формулу я не став вводити коефіцієнти, що враховують нерівномірність освітлення, яка відображає здатність поверхні, що освітлюється території і об'єктів, розташованих на ній, зниження потужності світлового потоку світильника з часом, так як дізнатися їх точні значення неможливо.

Приклад розрахунку параметрів

Як відомо, чим краще освітлена територія в темний час доби, тим комфортніше людині. Тому для обліку всіх можливих втрат потужності світлового потоку, в тому числі і зменшення з часом яскравості джерела випромінювання світильника (виробники вважають, що світильник виробив свій ресурс, коли потужність світлового потоку знизилася на 50% від початкової), рекомендую збільшити обрану освітленість території як мінімум в три рази.

Наприклад, є територія перед ґанком заміського дачного будиночка або гаражем площею 10 м2 З особистого досвіду стверджую, що для комфортної освітленості майданчика двору необхідний світильник, що забезпечує освітленість не менше 10 лк, хоча за вимогами СНиП 23-05-2010 досить і 2 лк. З урахуванням вище перерахованих факторів, що впливають на освітленість, замість 10 люкс в онлайн калькуляторі прописуємо 30. Зручне місце на стіні дачного будиночка знаходиться на висоті 4 м.

Підставами дані до відповідних віконця онлайн калькулятора. Отримуємо, що для відмінного освітлення майданчика необхідний світильник з кутом випромінювання 120 ° забезпечує світловий потік 1508 лм. При цьому площа території буде освітлена з великим запасом - 50 м2.

Якщо такий розмір площі є зайвим, то можна зменшити кут випромінювання вуличного світильника, наприклад до 80 °. У такому випадку потрібно світильник зі світловим потоком 470 лм і площа складе 23,5 м2.

Якщо є можливість, то можна підібрати висоту підвісу світильника. Наприклад, підвісити світильник на висоті 2 м. Тоді освітлювана площа складе 12,6 м2, а потужності світлового потоку буде досить 337 лм. Чим менше потужність світлового потоку світильника, тим менше він буде споживати електроенергії. Це особливо актуально при тривалому часу роботи вуличного світильника або прожектора.

В середньому, за даними наведеної нижче таблиці, світлодіодні світильники випромінюють світловий потік 100 люмен на один ват споживаної потужності (100 лм / Вт), тому нескладно по величині випромінювання світлового потоку світильником оцінити, якої потужності він буде потрібно. Для цього потрібно величину розрахованого світлового потоку поділити на 100. Для останнього прикладу вийде: 377 лм: 100 лм / Вт = 3,7 Вт. Для більш точного розрахунку потрібно скористатися технічними характеристиками обраної моделі світильника.

З урахуванням того, що в розрахунку закладено достатній запас по освітленості поверхні, то для повноцінного освітлення території площею 10 м2 перед ґанком заміського будинку можна сміливо купувати будь-який вуличний світлодіодний світильник з потужністю споживання 4 Вт за умови, що він буде підвішений на висоті 2 м і мати кут випромінювання світлового потоку 80 °.

Якщо в результаті розрахунку потужність світильника вийшла великий, то доцільно встановити кілька світильників меншої потужності, сумарна потужність яких повинна бути не менше розрахункової. Таким чином, буде досягнуто більш рівномірне освітлення поверхні і в разі поломки одного з світильників територія все одно буде освітлена.