Тип оптической системы светильника

Обновлено: 04.05.2024

Тип оптической системы светильника

(Действующий) ГОСТ Р 54350-2015 Приборы осветительные. Светотехнические требования и.

Докипедия просит пользователей использовать в своей электронной переписке скопированные части текстов нормативных документов. Автоматически генерируемые обратные ссылки на источник информации, доставят удовольствие вашим адресатам.

Toggle navigation

Действующий

Ф - полный световой поток ОП, лм.

Значения величин Ф_НП и Ф определяют по результатам измерения распределения силы света ОП в соответствии с 10.3.2.1 по формуле (2) или (3), при этом верхний предел интегралов по переменной γ при расчете Ф_НП должен быть равен .

Класс светораспределения светильника определяют по значению величины по таблице 1.

10.5 Определение типа кривой силы света в меридиональной плоскости

Тип кривой силы света определяют для нижней и верхней полусферы отдельно. При определении типа кривой силы света ОП для данной полусферы рассчитывают коэффициент формы К_ф кривой силы света в выбранной характерной меридиональной плоскости по формуле

, (6)

где I_max - максимальная сила света, значение которой выбирают из измеренных значений силы света под углами γ для данной плоскости по 10.2, кд;

I _ср - средняя сила света, значение которой определяют для той же плоскости, кд.

Методика расчета I_ср приведена в приложении Ж.

Тип кривой силы света для данной полусферы и выбранной меридиональной плоскости определяют по соответствию найденных значений коэффициента формы К_ф, а при необходимости и значений осевой, максимальной и минимальной силы света, значениям, приведенным в таблице 2.

10.6 Определение типа светораспределения в зоне слепимости

Тип светораспределения светильников утилитарного наружного освещения в зоне слепимости определяют сравнением значений силы света светильников, измеренных по 10.2, для меридиональных углов γ, равных 80° и 90°, по всем меридиональным плоскостям C, со значениями максимальной силы света светильника по таблице 4.

10.7 Определение углов рассеяния прожектора

По результатам измерения распределения силы света по 10.2 в выбранной меридиональной плоскости определяют угол рассеяния 2γ₁₀, ограничивающий область меридиональных углов, в пределах которых сила света прожектора превышает 10% ее максимального значения.

Для прожекторов с круглосимметричным светораспределением (рисунок 4а) половинный угол рассеяния γ₁₀. °, определяют в одной (принимаемой за C₀) меридиональной плоскости по формуле

где I_max - максимальная сила света, кд;

I(γ₁) и - ближайшие измеренные значения силы света, между которыми находится значение 0,1 /_max т.е. , кд;

γ₁ и γ₂ - меридиональные углы, соответствующие величинам I(γ₁) и , . °.

Для прожекторов с симметричным светораспределением (рисунок 4б) углы рассеяния и определяют для обеих плоскостей симметрии по формуле (7).

Для прожекторов с асимметричным светораспределением (кососвет) углы рассеяния целесообразно определять в системе фотометрирования B, β (рисунок 4в), в которой направление максимальной силы света l_max задают меридиональным углом β₀=0 и экваториальным углом В_max, характеризующим продольную плоскость, содержащую указанное направление. Углы рассеяния отсчитывают от направления максимальной силы света и определяют углами β₁₀₊ и β_10- в главной поперечной плоскости ОП и углом β₁₀ в продольной плоскости В_max по формуле (7) с подстановкой соответствующих углов β.

Рисунок 4 - Определение углов рассеяния прожектора

10.8 Определение защитного угла светильника

Защитный угол светильника γ₃ определяют с помощью поворотного устройства гониофотометра, выполненного по схеме с неподвижной фотометрической головкой. При измерении глаз наблюдателя должен быть расположен на одном уровне с центром поворотного устройства, линия зрения наблюдателя должна проходить через край отражателя или рассеивателя, относительно которого определяют защитный угол (рисунок 5). Если конструкция поворотного устройства позволяет, то при измерении светильник устанавливают таким образом, чтобы край отражателя или рассеивателя был совмещен с центром поворота (рисунок 5, схема 1). В противном случае с центром поворота совмещают центр выходного отверстия отражателя или рассеивателя (рисунок 5, схема 2). В исходном положении плоскость выходного отверстия светильника должна быть перпендикулярна к линии, проходящей через центр поворота и глаз наблюдателя. Светильник поворачивают до момента, при котором наблюдатель впервые видит полную экранировку светящего тела ИС краем отражателя. В этот момент фиксируют угол поворота .

Рисунок 5 - Визуальный способ определения защитного угла светильника

1 - светильник; 2 - ИС; 3 - центр поворота гониофотометра; 4 - глаз наблюдателя; 5 - линия зрения

Рисунок 5 - Визуальный способ определения защитного угла светильника

Защитный угол γ₃, . °, рассчитывают по формуле (8) для схемы 1 и (9) - для схемы 2

, (8)

, (9)

Угол Δy, . °, рассчитывают по формуле

, (10)

где R - расстояние от центра поворота гониофотометра до глаза наблюдателя (для гониофотометров с поворотными зеркалами составляет полный оптический путь), мм;

r - расстояние от центра поворота гониофотометра до края отражателя, мм.

При измерении на гониофотометре ближней зоны с камерой яркости момент фиксации угла γ регистрируют по исчезновению на мониторе изображения светящего тела ИС в выходном отверстии светильника.

Допускается определение защитного угла светильника измерением конструктивных параметров по приложению И.

10.9 Определение габаритной яркости и неравномерности яркости светильника

10.9.1 Измерение габаритной яркости и неравномерности яркости светильника проводят цифровым яркомером по 10.9.2 или фотоэлектрическим яркомером по 10.9.3.

Габаритную яркость и неравномерность яркости определяют для основных плоскостей симметрии светильника в направлениях, лежащих в зоне ограничения яркости и соответствующих меридиональным углам γ с интервалом 15°.

10.9.2 При измерении цифровым яркомером расстояние от яркомера до светильника выбирают таким, чтобы проекция всей светящей поверхности светильника в измеряемом направлении вписывалась в поле зрения яркомера и заполняла как можно большую его площадь. Для указанного расстояния и направления фиксируют яркостное изображение проекции светящей поверхности светильника. С помощью компьютерной программы на полученном изображении выделяют всю светящую часть светильника и определяют ее среднюю яркость, которую принимают за габаритную яркость светильника в данном направлении.

Для определения максимальной яркости светильника на полученном изображении выделяют область с максимальной яркостью. Размеры этой области выбирают такими, при которых площадь соответствующего участка проекции светящей поверхности светильника лежит в пределах от 450 до 550 мм2 [4]. Среднюю яркость этой области принимают за максимальную яркость светильника L_max_. Значение неравномерности яркости в данном направлении определяют отношением .

10.9.3 При измерении габаритной яркости с выбранным угловым размером поля измерения фотоэлектрический яркомер устанавливают на таком расстоянии от светильника, чтобы поле измерения вписывалось в проекцию светящей поверхности светильника в измеряемом направлении. Распределение яркости по светильнику измеряют перемещением поля измерения по проекции светящей поверхности светильника, при этом каждое последующее поле должно примыкать к предыдущему. Результаты измерений яркости для каждого положения поля измерения усредняют для получения габаритной яркости по формуле

, (11)

Тип оптической системы светильника

ГОСТ Р 54350-2015

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Светотехнические требования и методы испытаний

Light devices. Light requirements and test methods

Дата введения 2016-01-01

1 РАЗРАБОТАН Обществом с ограниченной ответственностью "Всероссийский научно-исследовательский, проектно-конструкторский светотехнический институт им.С.И.Вавилова" (ООО "ВНИСИ")

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 332 "Светотехнические изделия"

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на осветительные приборы (светильники и/или прожекторы) внутреннего и наружного освещения, предназначенные для работы в сетях переменного или постоянного тока напряжением до 1000 В включительно.

Стандарт устанавливает классификацию, светотехнические требования и методы испытаний осветительных приборов (ОП) с электрическими источниками света.

Стандарт не распространяется на ОП:

- для транспортных средств (автомобильных, железнодорожных, авиационных, морских);

- устанавливаемые на строительных и дорожных машинах;

- для рудников и шахт;

- с индивидуальными источниками питания;

- специальные медицинские, театральные, для фото-, кино- и телесъемок.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 8.023 Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений световых величин непрерывного и импульсного излучения

ГОСТ 8.332 Государственная система обеспечения единства измерений. Световые измерения. Значения относительной спектральной световой эффективности монохроматического излучения для дневного зрения

ГОСТ 16962.1 Изделия электротехнические. Методы испытаний на устойчивость к климатическим внешним воздействующим факторам

ГОСТ Р 54814-2011/IEC/TS 62504:2011 Светодиоды и светодиодные модули для общего освещения. Термины и определения

ГОСТ Р 55392 Приборы и комплексы осветительные. Термины и определения

ГОСТ Р 55702 Источники света электрические. Методы измерений электрических и световых параметров

ГОСТ Р 56228 Освещение искусственное. Термины и определения

ГОСТ Р 56231-2014/IEC/PAS 62722-2-1:2011 Светильники. Часть 2-1. Частные требования к характеристикам светильников со светодиодными источниками света

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ Р 55392, ГОСТ Р 54814, ГОСТ Р 56228, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 светильник утилитарного наружного освещения: Светильник для освещения магистралей, дорог, улиц, велосипедных дорожек, тротуаров и пешеходных зон.

3.2 светильник наружного функционально-декоративного освещения: Светильник наружного освещения, совмещающий функции утилитарного и декоративно-ландшафтного освещения.

3.3 гониофотометр: Прибор для измерения пространственного распределения силы света ОП или источника света (ИС), состоящий из поворотного устройства и фотоприемника.

3.4 ближняя зона: Область пространства, центр которой совмещен с фотометрическим центром измеряемого ОП или ИС, в пределах которой не выполняется закон обратных квадратов с заданной погрешностью.

3.5 гониофотометр ближней зоны: Гониофотометр, в котором в качестве фотоприемника используют цифровой яркомер, позволяющий получать распределения силы света ОП или ИС по измерениям распределения яркости в ближней зоне.

3.6 цифровой яркомер: Измерительный оптико-электронный прибор с ПЗС матрицей для получения распределения яркости на изображении измеряемого поля.

3.7 фотоэлектрический яркомер: Прибор для измерения яркости измеряемого поля на основе преобразования видимого излучения в электрический ток.

цветовая температура T, К: Температура излучателя Планка (черного тела), при которой его излучение имеет ту же цветность, что и излучение рассматриваемого объекта

Примечание - Цветовая температура ИС определяется точкой, соответствующей его цветности на линии черного тела, нанесенной на цветовом графике международной комиссии по освещению (МКО).

коррелированная цветовая температура, К; КЦТ: Температура излучателя Планка (черного тела), имеющего координаты цветности, наиболее близкие к координатам цветности, соответствующим спектральному распределению рассматриваемого объекта

3.10 коэффициент полезного действия ОП R; КПД: Величина, определяемая отношением светового потока ОП к суммарному световому потоку установленных в нем ИС.

1 За суммарный световой поток ИС принимают сумму световых потоков каждого ИС, которые они создают независимо друг от друга вне осветительной арматуры при питании от устройства управления ОП, в положении и при температуре окружающей среды, оговоренных в стандартах или технических условиях на отдельные группы или типы этих ИС.

2 Характеристику не применяют для ОП, у которых оптическая система и ИС представляют собой единое целое, например лампы-светильника, неразборного ОП со светодиодами.

4 Маркировка

- символ, подтверждающий соответствие ОП требованиям настоящего стандарта. Форма и размеры символа приведены в приложении А;

- значение КЦТ для ОП, поставляемых с ИС.

Пример - 4500 К.

5 Классификация

5.1 Общая классификация светильников

5.1.1 Светильники подразделяют по классам светораспределения в зависимости от доли светового потока в нижнюю полусферу в соответствии с таблицей 1 и по типу кривой силы света в одной или нескольких характерных меридиональных плоскостях в нижней и/или верхней полусферах, в зависимости от коэффициента формы кривой силы света - К, в соответствии с таблицей 2 и рисунком 1.

Примечание - Здесь и далее под характерными плоскостями понимают плоскости, кривой силы света в которых в наибольшей степени характеризует светораспределение светильника. К ним относят плоскости симметрии распределения силы света, а также плоскости, содержащие направление максимума силы света.

Допускается классификация светильников только по классу светораспределения, если указание формы кривой силы света нецелесообразно, например, для светильников местного освещения, светильников для жилых помещений, декоративных светильников и т.п.

Тип оптической системы светильника

ГОСТ Р 54350-2011

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Светотехнические требования и методы испытаний

Lighting fittings. Light requirements and test methods

Дата введения 2012-07-01

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0-2004 "Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения"

Сведения о стандарте

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 332 "Светотехнические изделия"

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

ВНЕСЕНА поправка, опубликованная в ИУС N 8, 2012 год

Поправка внесена изготовителем базы данных

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на осветительные приборы (светильники и/или прожекторы) для наружного и внутреннего освещения, предназначенные для работы в сетях переменного или постоянного тока напряжением до 1000 В включительно.

Стандарт устанавливает классификацию, светотехнические требования и соответствующие методы испытаний осветительных приборов с электрическими источниками света.

Стандарт не распространяется на осветительные приборы:

- для транспортных средств (автомобильных, железнодорожных, авиационных, морских);

- устанавливаемые на строительных и дорожных машинах;

- для рудников и шахт;

- с индивидуальными источниками питания;

- специальные медицинские, театральные, для фото-, кино- и телесъемок.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 2.601-2006 Единая система конструкторской документации. Эксплуатационные документы

ГОСТ 8.023-2003 Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений световых величин непрерывного и импульсного излучений

ГОСТ 8.195-89 Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений спектральной плотности энергетической яркости, спектральной плотности силы излучения и спектральной плотности энергетической освещенности в диапазоне длин волн от 0,25 до 25,00 мкм; силы излучения и энергетической освещенности в диапазоне длин волн от 0,2 до 25,0 мкм

ГОСТ 8.207-76 Государственная система обеспечения единства измерений. Прямые измерения с многократными наблюдениями. Методы обработки результатов наблюдений. Основные положения

ГОСТ 8.332-78 Государственная система обеспечения единства измерений. Световые измерения. Значения относительной спектральной световой эффективности монохроматического излучения для дневного зрения

ГОСТ 16703-79 Приборы и комплексы световые. Термины и определения

ГОСТ 17616-82 Лампы электрические. Методы измерения электрических и световых параметров

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 16703, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 светодиод: Источник света, основанный на испускании некогерентного излучения в видимом диапазоне длин волн при пропускании прямого тока через переход полупроводникового прибора.

3.2 светодиодный модуль: Сборка из двух или более светодиодов с полным набором электрических, оптических, механических и тепловых компонентов без устройства управления.

3.3 светодиодная лампа: Светодиодный модуль, снабженный устройством управления и стандартным цоколем.

3.4 осветительный прибор со светодиодами: Осветительный прибор, в котором в качестве источника света используют светодиоды.

3.5 неразборный осветительный прибор со светодиодами: Осветительный прибор со светодиодами, из которого светодиодный модуль не может быть изъят без применения специальных инструментов или без нарушения его герметизации.

3.6 световая отдача осветительного прибора: Отношение светового потока осветительного прибора при установившемся тепловом режиме к потребляемой электрической мощности.

3.7 коэффициент световой отдачи осветительного прибора со светодиодами: Отношение световой отдачи осветительного прибора к световой отдаче содержащихся в нем светодиодов одного типа в номинальном режиме.

3.8 утилитарное наружное освещение: Наружное освещение, предназначенное для обеспечения безопасного и комфортного движения транспортных средств и пешеходов.

3.9 функционально-декоративное освещение: Наружное освещение, предназначенное для создания безопасной, комфортной и эстетичной обстановки преимущественно для пешеходных зон (тротуаров, парков, скверов, ландшафтов и т.д.).

3.10 гониофотометр ближней зоны: Распределительный фотометр, предназначенный для измерения распределения яркости в ближней зоне светового поля осветительного прибора и использующий в качестве приемника излучения цифровую камеру-яркомер со сменными объективами и нейтральными светофильтрами, обеспечивающими динамический диапазон измерения.

Примечание - Измерительный комплекс гониофотометра снабжен автоматической системой сканирования и программным обеспечением, позволяющим по измеренным данным рассчитывать основные светотехнические параметры: распределение силы света, световой поток, коэффициент полезного действия (КПД), габаритную яркость и др.

3.11 цветовая температура: Температура черного тела, при которой его излучение имеет ту же цветность, что и излучение рассматриваемого источника света.

Примечание - Цветовая температура источника света определяется точкой, соответствующей его цветности на линии черного тела, нанесенной на цветовом графике Международной комиссии по освещению (МКО).

3.12 коррелированная цветовая температура; КЦТ; : Температура черного тела, при которой координаты цветности его излучения близки в пределах заданного допуска к координатам цветности рассматриваемого излучения на цветовом графике МКО.

4 Маркировка

- символ, подтверждающий соответствие осветительных приборов требованиям настоящего стандарта;

- значение КЦТ, , для неразборных осветительных приборов со светодиодами, кроме светильников утилитарного наружного освещения.

Пример - 4500 К.

5 Классификация

5.1 Общая классификация светильников

5.1.1 Светильники подразделяют по классам светораспределения в зависимости от доли светового потока в нижнюю полусферу в соответствии с таблицей 1 и по типу кривой силы света в одной или нескольких характерных меридиональных плоскостях в нижней и/или верхней полусферах - в соответствии с таблицей 2 и рисунком 1.

Примечание - Здесь и далее под характерными плоскостями понимают плоскости, светораспределение в которых в наибольшей степени характеризует светильник. К ним относят плоскости симметрии распределения силы света, а также плоскости, содержащие направление максимума силы света.

Оптика для светодиодных светильников наружного освещения

Любому световому прибору (СП) присуща та или иная диаграмма направленности излучения, отражающая решаемые СП задачи. Порой, собственная диаграмма направленности светодиода и применяемого рассеивателя удовлетворяет требованиям, предъявляемым этой задачей, порой — нет. Тогда встаёт вопрос: «Как должен светить СП, и как этого добиться?». Таким образом, возникает необходимость осознанного формирования КСС светильника. В наиболее простых случаях, например, когда требуется сформировать конический световой пучок с необходимым углом, требуемой направленности излучения можно добиться применением стандартной вторичной оптики или светотехнической арматуры СП. Но некоторые области применения ставят более сложные задачи и требуют углублённого подхода, например, область установок наружного освещения (УНО).
К светильникам наружного освещения предъявляется ряд требований, основными из которых являются светотехнические. Эти требования выдвигают условия обеспечения светильником нормируемого уровня яркости дорожного покрытия с необходимым уровнем её распределения и ограничения слепящего действия УНО. Нормируемые показатели для улиц и дорог городских поселений с регулярным транспортным движением с асфальтобетонным покрытием (см. табл. 1) приведены в СП 52.13330.2011 «Свод правил. Естественное и искусственное освещение», который является актуализированной редакцией действовавшего ранее СНиП 23-05-95. Этот свод правил приводит в соответствие нормируемые показатели и классы дорог и улиц.
Классификация улично-дорожной сети городских поселений также приведена в СП 52.13330.2011.

Таблица 1. Нормируемые показатели для улиц и дорог городских поселений с регулярным транспортным движением с асфальтобетонным покрытием

Категория
объекта

Класс
объекта

Средняя

яркость

дорожного

покрытия

L_ср, кд/м 2 , не менее

Общая

равномерность

распределения

яркости

дорожного

покрытия

Продольная

равномерность

распределения

яркости

дорожного

покрытия

L_мин/L_макс, не менее

Средняя

освещенность

дорожного

покрытия

Е_ср, лк, не менее

Равномерность

распределения

освещенности

дорожного

покрытия

менее

Согласно своду правил, освещение проезжей части дорог и улиц со стандартной геометрией с регулярным транспортным движением следует проектировать исходя из норм средней яркости дорожных покрытий L_ср, слепящего действия и общей продольной равномерности распределения яркости дорожного покрытия L_мин/L_ср и L_мин/L_макс.
Нормы средней горизонтальной освещённости дорожного покрытия Е_ср, слепящего действия и равномерности распределения освещённости Е_мин/Е_ср следует применять при освещении проезжей части дорог, улиц и площадей с нестандартной геометрией либо расположенных в северной строительно-климатической зоне азиатской части России и севернее 66° северной широты европейской части России.
В зависимости от того количественного критерия, который выступает основой формирования светораспределения, оптимальная (эффективная) КСС светильника принимает разный вид. Критерием эффективности КСС является наилучшее обеспечение количественных и качественных показателей светильника при минимальных затратах электроэнергии. К количественным критериям относится уровень средней яркости или освещённости дорожного покрытия, к качественным — их равномерное распределение и ограничение слепящего действия. Вид рассчитанных оптимальных КСС в относительных единицах (о.е.) приведён на рисунке 1 с шагом дискретизации 5°.

Рис. 1. Оптимальные КСС УНО

КСС светильников наружного освещения относятся к широкому или полуширокому типам, с максимумом силы света в диапазоне углов 45—70°. Световой поток, излучаемый под углами 70—90°, вносит наибольший вклад в формирование яркости дорожного покрытия, но при этом в максимальной степени участвует в создании слепящего действия. Поэтому эта часть КСС ограничивается и регламентируется в соответствии с ГОСТ 8045-82, что относит подобные кривые к типу полуограниченных. Упомянутый выше ГОСТ регламентирует значения силы света в диапазоне углов 75—90° для светильников с широкой и полуширокой кривой сил света с условной лампой, световой поток которой равен 1000 лм (см. табл. 2).

Таблица 2. Регламентируемые значения сил света светильников для освещения улиц и дорог в зоне углов 75–90º

α, град

Сила света, кд, не более

В международной классификации по типу наложения ограничений на силу света под большими углами разделяют три типа кривых: ограниченные, полуограниченные и неограниченные. Применение светильников с ограниченной КСС полностью исключает слепящее действие, но при этом добиться равномерного распределения яркости сложнее и экономически невыгодно. Поэтому в наружном освещении чаще всего применяются светильники с полуограниченной КСС с регламентируемыми значениями силы света.
Таким образом, формирование требующейся кривой силы света светильника наружного освещения является нетривиальной задачей. Добиться необходимого распределения можно очень сложным путём, рассчитывая оптическую часть самостоятельно или воспользовавшись продукцией компаний, специализирующихся на производстве вторичных оптических элементов.
Итак, посмотрим, что предлагают производители оптических элементов для светодиодов при необходимости получить оптимальные кривые, т.к. собственные КСС светодиодов далеки от приведённых на рисунке 1.
Поскольку статья не ставит перед собой задачу охватить всех производителей светодиодов и вторичной оптики, остановимся для определённости на наиболее эффективном на сегодняшний день светодиоде — XM-L компании Cree. Также рассмотрим оптические элементы двух производителей — финской компании Ledil и тайваньской Ledlink. Оба производителя предлагают свои решения данной задачи.
В первом случае применяются две линзы — Strada-SQ-T-DW и Strada-SQ-T-DN с различными диаграммами направленности, меняя соотношение между которыми, можно изменять вид результирующей кривой. Их вид и КСС на фоне оптимальных кривых в о.е. представлены на рисунке 2.

Рис. 2. Линзы Strada-SQ-T-DW (а) и Strada-SQ-T-DN (б) и их КСС

Создание одной линзы для светодиода, КСС которой полностью удовлетворяет требованиям к УНО, является весьма нетривиальной задачей. Поэтому Ledil разрабатывает уличные оптически элементы двух типов, которые следует использовать совместно. Первый тип линз Strada-SQ-T-DW отвечает за засветку периферийной части дорожного полотна (относительно светильника). Максимум силы света в вертикальной плоскости приходится на диапазон углов 61–64° от оптической оси. Максимум силы света линзы Strada-SQ-T-DN находится в диапазоне 30–35°. Кроме того, подобное разделение линз позволяет гибче формировать результирующую кривую.
Ledlink предлагает обойтись одной линзой LL01CR-OW70130L. Вид её кривой приведён на рисунке 3.

Рис. 3. КСС линзы Ledlink LL01CR-OW70130L

Приведённые кривые указывают на небольшой недостаток линзы LL01CR-OW70130L — невысокое значение силы света под углами более 60° относительно оптической оси: световой поток, излучаемый под большими углами, вносит основной вклад в формирование яркости дорожного покрытия. Таким образом, светильник с этой линзой априори несколько менее эффективен, но применение данной линзы полностью исключает слепящее действие.
Помимо требующейся КСС светильник должен обладать необходимым световым потоком. Для простоты будем отталкиваться от светового потока повсеместно применяемых сегодня светильников наружного освещения на основе ламп ДНаТ мощностью 250 Вт. Световой поток такого светильника составляет около 20000 лм.
На сегодняшний день наиболее перспективный светодиод Cree XM-L, например, набор XMLAWT-00-0000-0000T6053 с максимальным рабочим током 3 А при его эксплуатации на токе 2 А излучает 692 лм светового потока (280 лм при токе 0,7 А) при температуре перехода 25°. Учтём потери при нагреве перехода до 70°, потери в оптике и на плоском защитном стекле. Нагрев до 70° снизит излучаемый световой поток данного светодиода до 623 лм. Потери в оптике составляют 10—15%; примем для определённости 12%.
Потери на плоском защитном стекле требуют дополнительной оценки, но в первом приближении можно ограничиться учётом потерь на отражение от раздела сред. Коэффициент отражения зависит от показателя преломления среды и угла падения на границу раздела, поэтому следует учитывать, что применение плоского защитного стекла вносит искажение в КСС, которую мы ожидаем получить. Для иллюстрации влияния плоского защитного стекла возьмём весьма усреднённый показатель преломления 1,6. На рисунке 4 приведена зависимость коэффициента отражения от угла падения излучения на плоское защитное стекло. Коэффициент отражения начинает существенно возрастать при падении под углами более 40—50°, а при угле падения 70° 35% излучённого под этим углом светового потока возвращается в светильник. Часть этого излучения, переотразившись, всё же выйдет из светильника, но уже не в соответствии с расчётной КСС. В свою очередь, применение плоского защитного стекла полностью исключает слепящее действие, обусловленное запылением стекла, при котором оно становится вторичным излучателем.

Рис. 4. Зависимость коэффициента отражения от угла падения излучения на плоское защитное стекло

При использовании плоского защитного стекла потери можно оценить на уровне 15—20%. В случае применения защитных стёкол специальной формы можно не только снизить потери до 10—12%, связанные с прохождением излучения сквозь стёкла, но и уменьшить его влияние на результирующую КСС светильника.
Таким образом, при учёте всех потерь один светодиод XMLAWT-00-0000-0000T6053 излучает около 430—490 лм светового потока при работе на токе 2 А. Для достижения требуемого светового потока необходимо использовать 40—44 светодиода XML (бин Т6, 280 лм при 0,7 А) на токе 2 А.
Перейдём непосредственно к расчёту нормируемых показателей, для чего воспользуемся программой Dialux. Контрольный участок объекта со стандартной геометрией представляет собой прямолинейный участок дорожного полотна шириной во всю проезжую часть и длиной, равной шагу между опорами. Для примера возьмём четырёхполосную дорогу с разделительной полосой шириной 2 м; ширина проезжей части в каждом направлении — 7 м. Схема расположения опор освещения — двухрядная прямоугольная, шаг между опорами 30 м, высота установки светильника 12 м, угол наклона консоли 15° для оптики, симметричной в горизонтальной и вертикальной плоскостях (LL01CR-OW70130L), и 0° для оптики, несимметричной в горизонтальной плоскости (Strada-SQ-T-DN и Strada-SQ-T-DW). Тип покрытия — шероховатый асфальтобетон (R2 по R-классификации, Q₀ = 0,055). Расчёт произведём для дорог класса А2.
Визуализация в псевдоцветах освещённости дорожного полотна с применением линзы производства Ledlink LL01CR-OW70130L представлена на рисунке 5, а на рисунке 6 приведено расчётное распределение яркости на контрольном участке глазами наблюдателя, расположенного на правой полосе.

Рис. 5. Распределение освещённости на контрольном участке при использовании линзы LL01CR-OW70130L

Рис. 6. Распределение яркости и нормируемые показатели на контрольном участке при использовании линзы LL01CR-OW70130L

Сравним этот результат с решением другого производителя вторичной оптики — Ledil. В этом случае необходимо использовать два типа оптических элементов, обеспечивающих засветку периферийной (Strada-SQ-T-DW) и центральной (Strada-SQ-T-DN) частей дорожного покрытия. Результирующие КСС на фоне оптимальной и распределение яркости дорожного покрытия приведены на рисунке 7.

Рис. 7. КСС, формируемая разными соотношениями линз Strada-SQ-T-DW и Strada-SQ-T-DN, и распределение яркости дорожного покрытия

Что такое ассиметричная оптика в светильнике

Светильники с асимметричной диаграммой направленности (кривой силы света) определяются нормативными документами (ГОСТ Р 54350-2011) как светильники с одной осью симметрии излучаемого светового потока и одним максимумом в этой области.

Приборы освещения с асимметричной кривой силы света (КСС) особенно популярны в Европе, где в уличном освещении применяются дорожные осветительные опоры с горизонтальным расположением консоли. В России используется консоль с углом наклона 15 градусов.

Области применения светильников с асимметричной КСС

Светильники с асимметричной КСС находят свое применение на объектах, где при стандартном размещении источника света необходимо осветить конкретную область в стороне от оси симметрии самого светильника.

В торговле или выставочной деятельности такие источники света используются для акцентной подсветки товаров и экспонатов, а в наружном освещении светильники с такой кривой силы света чаще всего используют в архитектурном освещении различных объектов.

Способы формирования асимметричной диаграммы направленности

Для формирования асимметричного угла рассеивания светового луча чаще всего используются три основных способа, каждый из которых имеет существенные отличия:

часто при формировании асимметричной КСС используют рефлекторы из металлизированного поликарбоната или пластика с высокой отражательной способностью. Такие рефлекторы формируют нужный угол рассевания луча, а к преимуществам этого способа можно отнести его невысокую стоимость;

еще одним способом формирования несимметричной диаграммы направленности выступает широко известная в физике линза Френеля, малые габариты которой позволяют создавать компактные источники света. К недостаткам этого способа относится сложность оборудования для изготовления линз и их высокая цена;

перспективным способом формирования асимметричной КСС выступают линзы из полимерных материалов, основными из которых выступают силикон, метакрилат или боросиликатное стекло. Метакрилат плохо подходит для мощных источников света, а линзы из боросиликатного стекла достаточно дороги. По этой причине самым распространенным материалом для изготовления линз выступает оптически прозрачный силикон.

Механическое или электронное формирование различных диаграмм направленности не нашло широкого распространения и используется только в сценических системах освещения.

Заключение

Выбор в пользу способа формирования асимметричной КСС зависит от конкретного места и технических требований, предъявляемых к светильникам. Для торгового освещения чаще применяются линзы Френеля, для дорожного освещения хорошо подходят силиконовые линзы, а для светильников общего освещения — рефлекторы.

Классификация осветительных приборов по характеру светораспределения

Дизайн и величина светового потока являются важными, но не единственным параметрами выбора осветительного прибора. Важной характеристикой светильника выступает тип его светораспределения, который учитывает направление светового потока.

Основным документом классификации осветительных приборов по характеру светораспределения выступает ГОСТ 17677-82, последние изменения в котором утверждены в январе 2002 года. Данный документ полностью соответствует международному стандарту МЭК 598.

Распределение светильников по классам

Нормативные документы выделяют 5 основных классов светораспределения, каждый из которых характеризуется определенной величиной доли светового потока, направляемого в нижнюю полусферу:

светильники прямого света (П) направляют в нижнюю полусферу больше 80% светового потока;

доля потока в нижней полусфере осветительных приборов преимущественно прямого света (Н) находится в пределах от 60 до 80% включительно;

источники рассеянного света (Р) излучают вниз от 40 до 60% общего светового потока;

приборы освещения с долей излучения в прямом направлении от 20 до 40% называются светильниками преимущественно отраженного света (В);

источники отраженного света (О) излучают в нижнюю полусферу не больше 20% включительно.

Наиболее часто в классификации осветительных приборов используются обозначения П, Р и О, которые соответствуют светильникам прямого, рассеянного и отраженного света.

Кривые силы света и их место в классификации

Процентная доля излучаемого светового потока в нижнюю полусферу не дает возможности точно рассчитать освещенность конкретного места или помещения. Чтобы устранить этот недостаток, в классификацию осветительных приборов были добавлены кривые силы света (КСС). Этот параметр светильника, наравне с классом светораспределения, позволяет точно рассчитать освещенность конкретного объекта.

Более подробно об углах рассеивания и кривых силы света можно прочитать в двух статьях на нашем сайте, первая из которых подробно описывает классификацию, а вторая больше ориентирована на практическое применение КСС.

Варианты вторичной оптики в светильниках

Вторичная оптика получила свое название от уже установленной на светодиодах первичной оптики, которая формирует угол рассеивания светового потока примерно 120 градусов. Первичная оптика защищает светодиодные кристаллы и люминофор от внешних воздействий, а элементы вторичной оптики формируют требуемую диаграмму направленности.

Оптические элементы в виде рефлектора позволяют только фокусировать световой луч, тогда как возможности оптических линз существенно выше. Они дают возможность как фокусировать луч, так и расширять диаграмму направленности — например для освещения автомобильных дорог.

Оптические линзы изготавливаются из прозрачного акрила или поликарбоната. Оптические свойства и надежность первого материала существенно превышают параметры второго.

Виды формируемых кривых силы света

Формируемые с помощью оптических элементов углы рассеивания светового луча определены в нормативных документах и обозначаются следующими буквами и значениями в градусах:

К — концентрированная КСС показывает угол рассеивания 30°;

Г — глубокая кривая формирует луч с углом рассеивания 60°;

Д — косинусная диаграмма распределения светового потока имеет угол 120° и соответствует светодиоду без вторичной оптики;

Л — полу широкая КСС формирует угол 140°;

Ш — широкая диаграммы растягивает угол излучения до 160°;

М — равномерная кривая обеспечивает рассеивание светового луча до 180°;

С — синусная диаграмма обеспечивает концентрацию светового потока с углом 90°.

Большую популярность в освещении автодорог и архитектурных объектов приобретают оптически линзы с асимметричными кривыми силы света, особенности которых описаны в этой статье.

Формирование отличных от нормативных значений диаграмм направленности связано с особенностями эксплуатации конкретных светильников, а их параметры подробно описываются в инструкциях по эксплуатации.

Тип оптической системы светильника

(Действующий) ГОСТ Р 54350-2015 Приборы осветительные. Светотехнические требования и.

Toggle navigation

Действующий

Класс светораспределения

Для светового потока в нижнюю полусферу, %

Наименование

Обозначение

Тип кривой силы света*

Зона направлений максимальной силы света*

Наименование

Обозначение

2 3

1,3 2

1,5 3,5

1,3 при I >0,7I

К >1,3, при I 80°.

Определение углов рассеяния прожекторов приведено в 10.7.

6 Светотехнические требования к светильникам внутреннего освещения

6.1 Светильники для производственных помещений

6.1.1 Светильники общего освещения

6.1.1.1 Класс светораспределения и тип кривой силы света светильников должны соответствовать 5.1.

6.1.1.2 Светильники с открытым выходным отверстием должны иметь в нижней полусфере защитный угол не менее 15°:

- в любой меридиональной плоскости - для круглосимметричных светильников;

- в главной продольной и поперечной плоскости - для симметричных и асимметричных светильников.

Допускается изготовление светильников с защитным углом менее 15° и без защитного угла с указанием условий их применения в технических условиях и эксплуатационной документации на светильники конкретных типов или групп.

Читайте также: