Уличные светодиодные светильники. Часть 4. Светотехнические требования

В светотехнической практике основными спектральными характеристиками источников света является цветовая температура и индекс цветопередачи. Визуальная эффективность будет зависеть от этих параметров.

По цветности излучения все источники света разделены на три группы:
теплые {Тцв < 3500 К),
средние {Тцв = 3500 — 5300 К)
холодные {Тцв > 5300 /С)

Установлены допустимые отклонения значений коррелированной цветовой температуры в отношении светодиодных ламп направленного света (ретрофитов), модулей светодиодных источников света и компактных люминесцентных ламп согласно Постановлению Правительства РФ от 20 июля 2011 г. №602 «Об утверждении требований к осветительным устройствам и электрическим лампам, используемым в цепях переменного тока в цепях освещения» и ГОСТ Р 54350-2011 (вступивший в силу с 7 июля 2012 г). Также указана эффективность светильников относительно значений цветовой температуры.

Номинальное значение коррелированной
цветовой температуры, Кельвин   
Область допустимых значений
коррелированной цветовой температуры, К
2700 2700+-145
3000    3000+-175
3500    3465+-245
4000    3985+-275
4500    4503+-243
5000    5028+-283
5700    5665+-355
6500    6530+-510

Значение не разборных осветительных приборов со светодиодами должно соответствовать номинальному значению из области допустимых значений КЦТ, указанных в таблице ГОСТ Р 54350-2011.
Восприятие окружающего пространства существенно зависит от спектрального состава источника света.

В мире принята система оценки качества цветопередачи:

Ra > 90 — отличное;
90 > Ra > 80 — очень хорошее;
80 > Ra > 70 — хорошее;
70 > Ra > 60 — удовлетворительное;
60 > Ra > 40 — приемлемое;
Ra < 40 — плохое.

Для наглядного сравнения возьмем внутреннее освещения.

Сравнен6ие цветовых температур традиционного и светодиодного светильников

Светодиодные светильники серии УСС 90 магистраль «Ш»: Номинальное значение коррелированной цветовой температуры, К 4700 К, индекс цветопередачи Ra > 75.
У светильников УСС 120 Магистраль «Ш» на светодиодах Nichia, область допустимых значений коррелированной цветовой температуры, К 450+243. Параметры светодиодных светильников соответствуют требования ГОСТ 53350 -2011.

Значение сумеречной яркости для источников света ДНаТ и СИД и индекс цветопередачи.


Источники света Дневная яркость кд/м2 Индекс
цветопередачи
Ra
0,4 0,6 0,8 1
СИД 3500К 0,45 0,66 0,87 1,08 80
СИД 4500К 0,47 0,68 0,9 1,11 75
СИД 6000К 0,48 0,7 0,92 1,13 75
ДНаТ 0,37 0,56 0,75 0,94 30

Дорожное покрытие отражает свет в длинноволновой части спектра лучше, чем в коротковолновой. Спектральная чувствительность глаза с понижением яркости сдвигается в коротковолновую область. Из этого следует, что применение светодиодные светильники с Тцв=6500 -7000 К могут приводить к большему ослеплению, чем светодиодные светильники с Тцв=4500К -5000К, поскольку глаз будет более чувствителен к излученному свету. Более холодный свет будет хуже отражаться от дорожного покрытия.

Примечание:

В России дорожное покрытие подразделяют в зависимости от наибольшего размера минеральных зерен. Согласно классификации, дорожное покрытие бывает: крупнозернистое, мелкозернистое и песчаное. Светотехнические требования по яркости предъявляют только к разметкам и знакам.
В светотехнической практике расчет и измерение яркости ведется исходя из двух типов дорожного покрытия: мелкозернистый и шероховатый (параметры асфальта были измерены в 60-70 гг).

Для повышения характеристик сцепления асфальта в зависимости от технологии могут быть использованы составляющие различной геометрии, что несомненно, сказывается на светотехнических параметрах, таких как спектральная характеристика отражения и индикатора отражения асфальта.

Асфальт имеет много неровностей, поэтому лучи начинают отскакивать в разных направлениях. Цвет отвечает за характер отражений. Абсолютно черный цвет отсутствие отражений, белый - максимальное отражение.

Для большинства типов дорожного покрытия спектральный коэффициент отражения зависит от длины волны. Современное дорожное покрытие не нормируется по светотехническим характеристикам. Над этим вопросом еще необходимо работать.


Световое загрязнение: Распространённые источники белого света с большим удельным весом голубого света в спектре мешают ориентации многих видов насекомых и птиц, ведущих ночной образ жизни. Согласно наблюдениям, каждый уличный светильник ежесуточно является причиной гибели 150 насекомых (http://ru.wikipedia.org)
Эффективных способов борьбы со светом пока нет — правда, считается, что манипуляции с освещением могут снизить риск жертв: так некоторые предлагают освещать маяки и башни снаружи — такой свет не ослепляет и дает более-менее реалистичные представления о расстоянии, размерах и масштабах птичьего препятствия. «Light pollution» - световое загрязнение.

Эксперименты, целью которых было изучение воздействия искусственного освещения на человека, проводились и раньше — тогда было доказано, что искусственный свет в ночное время сбивает биологические «паттерны», отвечающие за сон, температуру тела и так далее, негативно отражаясь и на психике.

Борцы со световой грязью рекомендуют фокусировать свет и делать его фрагментарным— чтобы световые пятна нескольких больших объектов не расплывались в одно. Они требуют, чтобы фонари и прожекторы освещали какую-то конкретную зону, причем луч никогда не должен быть направлен в небо без необходимости. Главный принцип борцов со световой грязью— Dark Sky (чёрное, или тёмное, небо).

световое загрязнение

Согласно наблюдениям, каждый уличный светильник, с традиционными источниками света ежесуточно является причиной гибели 150 насекомых. Искусственный свет в ночное время полностью меняет среду обитания всех ночных существ и ведёт к гибели птиц, земноводных, насекомых и млекопитающих— ночных хищников.

Многие животные виды, дезориентированные ночным освещением, не способны вести себя адекватно — добывать пищу и воспроизводиться, что тоже сокращает их численность и — по «пищевой цепочке»— численность тех, кто ими питается, параллельно нарушая ритмы и объёмы опыления. Ведь известно, что малейший перекос в экосистеме ведёт к колебанию всей цепочки: порванное звено крушит целостность. (Насекомые — лагушки -птицы и т.д)

Раньше перелётные птицы ориентировались по созвездиям, теперь же светлое марево городов сбивает систему птичьей навигации. Стаи резко меняют курс и направляются к светящимся высотным зданиям, башням, маякам и ярко освещённым судам. Дезориентированные, они бьются об оконные стёкла, стены, иллюминаторы, прожекторы и землю.
Орнитологи считают, что ослеплённые птицы перестают воспринимать препятствие на своём пути и на скорости 75 км/час (скворец) или 120 км/час (чирок-свистунок) врезаются в препятствие. Ежегодно только в США гибнет около 4 миллионов мигрирующих птиц при столкновении с освещенными башнями телекоммуникаций.

1998 году появилась «Международная ассоциация за темные небеса» (International Dark-Sky Association, IDA). «Выключайте свет!»

Европе законы, запрещающие избыточное освещение, уже есть. Правда, их начали принимать вовсе не из любви к космосу— просто, кроме всего прочего, надо экономить и рационально использовать электроэнергию. В частности, эти законы не разрешают светить прожекторами в небо и требуют направлять свет только на конкретные объекты. Правительства регулярно издают циркуляры, в которых рекомендуют изменять конструкции фонарей и сократить подсветку зданий ночью.
В России данной теме, внимание не уделяется.

В отличие от традиционных светильников, уличные светодиодные светильники не создают светового загрязнения. Абсолютно безопасны для насекомых и птиц.

сравнение цветовой температуры уличных светильников

Слева: (светильники с лампой ДНАТ) неправильное освещение (свет расфокусирован). Свет от светильников излучается во все стороны. Коэффициент по использованию светового потока 0,4 -0,5. Изначально большие потери светового потока 50%. Отсутствие защитного угла у светильников.
Чтобы получить необходимую освещенность , производители традиционных источников света создают светильники с более мощным световым поток. Это связано также и со световыми потерями у лампы во время короткого срока эксплуатации (менее 0.5 -1 года потери светового потока до 30%), а также в следствии загрязнения на отражателе.

Справа: (светодиодные светильники УСС) правильное освещение (свет направлен на поверхность и сфокусирован на участках, которые необходимо было осветить). Конструкция светильника обладает защитным углом. Уличные светодиодные светильники УСС -Магистраль абсолютно безопасны в применении.

Коэффициент по использованию светового потока 0,7 -0,8. Потери не выше 20%. Белый свет светодиодного светильника УСС -120 магистраль «Ш» на Nichia, с
хорошим индексом цветопередачи улучшает ночное видение до 70% относительно освещения, создаваемого светильниками с лампами ДНАТ;

Уличные светодиодные светильники УСС абсолютно безвредны и безопасны в использовании.



Читайте также:
Уличные светодиодные светильники. Часть 1. Световой поток
Уличные светодиодные светильники. Часть 2. Энергоэффективность
Уличные светодиодные светильники. Часть 3. Кривая силы света
Уличные светодиодные светильники. Часть 4. Светотехнические требования
Уличные светодиодные светильники. Часть 5. Электромагнитная совместимость
Уличные светодиодные светильники. Часть 6. Защита



Романовский А.Н.