A múltban a világítást, különösen az izzókat a “teljesítmény” – az adott izzó teljesítménye vagy energiafogyasztása – alapján választottuk ki. Mivel minden volfrámizzó fényhasznosítása nagyjából azonos volt (10-15lm/W), a választás a „minél több watt, annál több fény” elven működött. Ma már nem ez a helyzet.
A különböző LED lámpatestek fényhasznosítása többszörösen eltérő lehet (általában 70 és 160lm/W között). A wattok száma tehát nem árulja el, hogy mennyi fényt termel – a különbség akár több mint kétszeres is lehet. Ezért a megfelelő világítás kiválasztásakor a fényáram – lumen legyen a fő szempont.
Fényáram – lumen (lm)
A fényáram alapegysége a lumen (lm). Ez határozza meg, hogy a lámpatest milyen fényerővel világít, és megtalálható az egyes lámpatestek csomagolásán, vagy a webshop oldalain a lámpatest paraméterei között. Egy klasszikus 100W-os izzó fényárama nagyjából 1000-1500lm volt, egy LED izzó ezt az értéket nagyjából 15-18W-os bemeneti teljesítmény mellett éri el, 70lm/W fényhasznosítással. A jobb minőségű LED izzók azonban ezt a fényáramot mindössze 6-9W energiafogyasztás mellett érik el (160lm/W fényhasznosítás mellett).
Egyszerűen fogalmazva: ha egy lámpatest 1000lm-es, akkor 2-szer jobban “világít”, mint egy 500lm-es lámpatest. Míg pontosan ugyanolyan fogyasztásuk lehet wattban kifejezve.
Az elképzelés érdekében, itt van egy táblázat a régi és az új lámpák fényhasznosításáról:
| Fényforrás | Fényhatékonyság |
|---|---|
| volfrám izzó | 10-15lm/W |
| halogén izzó | 15-25lm/W |
| LED izzó | 80-160lm/W |
A fényáramlással a fényhőmérséklet is összefügg. A LED világításnál a hidegfehér színű fénynek van a legnagyobb fényáramlása. A semleges fehér szín kb. 5%-kal, a meleg fehér szín pedig kb. 10%-kal kevesebb fényáramot eredményez. Az ilyen különbségek azonban az emberi szem számára észrevehetetlenek. A tanulmányok azt mutatják, hogy az emberek kevesebb mint 30%-os különbséget nem vesznek észre.
A fényhőmérséklet mellett a LED világítás fényáramát más tényezők is befolyásolják, például a diódák száma vagy optika alkalmazása. Figyelembe kell venni a világítás romlását is, azaz azt a tényt, hogy a LED lámpatestek fényáramlása az idő múlásával csökken.
Fényintenzitás- lux (lx)
A fényerő önmagában nem ad választ arra a kérdésre, hogy milyen mértékben megvilágított egy adott helyiség (nappali, parkoló, bármi). Nem mindegy, hogy ugyanazt a lámpatestet egy 3×3 méteres fürdőszoba vagy egy 6×5 méteres nappali megvilágítására használjuk. A fényintenzitás értéke adhat választ erre a kérdésre.
A fényintenzitás mértékegysége a lux (lx). Azt fejezi ki, hogy hány lumen fényáram esik 1 négyzetméterre, tehát lux = lm / m². A fényintenzitás a fényforrás távolságától is függ, azaz minél távolabb van a fényforrás a tárgytól, annál kevesebb lux világítja azt meg.
Egyszerűen fogalmazva: ha azt szeretné, hogy valami 2-szer jobban “világítson”, akkor 2-szer több luxot kell, hogy kapjon. A lámpatestek fényáramát, a megvilágított területet és a fényforrásnak a területtől való távolságát kell figyelembe venni a számítás során.
A lux értéket speciális világítástervező programokban, például a Dialuxban számoljuk ki (ha szüksége van ilyen számításra, vegye fel velünk a kapcsolatot). Példaként egy 16m²-es gyerekszobát világítunk meg egy 12W-os LED panellel, amelynek fényáramát 1000lm-es fényerősségűnek tekintjük. Gyerekszobák megvilágításakor a szabvány 150-200lx = 150-200lm/m² fényerősséget ír elő. 2,8m magasságig történő telepítés esetén javasoljuk, hogy ezeket a paneleket egymástól kb. 2m távolságra helyezze el – egy 16m²-es helyiséghez kb. 4 darabra lesz szüksége.
Ahogy a példában említettük, a fényforrások helyes elhelyezése, illetve azok száma is fontos. Egyetlen lámpatest nem biztos, hogy elegendő az egész tér megvilágításához, mert még ha a szükséges fényáramot biztosítja is, sötét és árnyékos területek alakulhatnak ki.
Minden helyiség vagy tér más lux értéket igényel, amelyet a szabványok adnak meg nekünk. A szükséges fényerősség mérésére egy lux mérő műszert használunk, lásd a képen.
Az alábbi táblázatban felsoroljuk azokat az értékeket, amelyeket az egyes helyiségeknek vagy tereknek teljesíteniük kell:
| Helyiség/tér | Világítás szintje |
|---|---|
| nappali | 180-220lx |
| konyha | 200-250lx |
| gyerekszoba | 180-220lx |
| hálószoba | 150-180lx |
| fürdőszoba | 160-200lx |
| iroda | 280-330lx |
| raktár | 200-250lx |
| tantermek | 450-500lx |
| parkoló | 20-80lx |
Fényerősség – kandela (cd)
A fényerő értékét kandelában (cd) adják meg. A fényerősség kifejezést gyakran összekeverik a fényáramlással, amelyet lumenben vagy luxban adnak meg, ami a megvilágítás intenzitását fejezi ki. A név a latin candela, azaz gyertya szóból ered. A normál gyertya fényerőssége, vagyis a láng vízszintes irányban mért fényerőssége eredetileg a fényerősség egysége = 1 candela volt. Mivel azonban nem minden gyertya világít egyformán, a fizikában a candela fogalmát végül úgy határozták meg, hogy a fényerősség egy adott irányban egy olyan forrásból származó fényerősség, amely 540×1012Hz frekvenciájú monokromatikus sugárzást bocsát ki, és sugárzási intenzitása (fényerőssége) az adott irányban 1/683W/szteradián (térszög).
Leegyszerűsítve: ha egy lámpa fényereje 100cd, az olyan, mintha 100 gyertyát gyújtanánk meg egy irányba.
Ezt az értéket elsősorban olyan fényforrásoknál használják, amelyeknél a fényt egy adott irányba bocsátják ki (pl. szűkszögű reflektorok, spotlámpák, autófényszórók, kerékpárlámpák). Fontos, hogy a teljes fénymennyiséget (lm) egy keskeny kúpba irányítsuk, hogy nagy fényerősséget (cd) érjünk el, és így növeljük a kívánt megvilágításhoz szükséges távolságot (lx).
Fénysűrűség – fényesség (L)
A fényesség egy fotometriai mennyiség, amelyet a fénysűrűség mértékeként határoznak meg. A fénysűrűséget L (luminance) jelöli, cd/m2-ben (kandela/négyzetméter) megadva. Egy világító, fényvisszaverő vagy fényt áteresztő felület azon képességét jellemzi, hogy vizuális érzetet keltsen. Lényegében ez a területhez kapcsolódó fénysugarak sűrűsége (azaz fényesség).
Leegyszerűsítve: mennyire fényesnek tűnik számunkra a fény, vagy tárgyról, vagy fényforrásról visszavert fény erőssége.
Lumen, lux és kandela átváltása
A fényáram szabályzása
A lámpatestek fényáramának csökkentésére vagy növelésére többféle módszer létezik:
- optikával – a fény elé helyezett lencse intenzívebb fényáramú sugarat hozhat létre,
- szűrővel – egy sötét szűrő vagy árnyékoló csökkentheti a lámpa által kibocsátott fény mennyiségét,
- fényerőszabályozókkal – javasoljuk, hogy LED kompatibilis fényerőszabályzókat használjon.
Vegye figyelembe a wattban megadott ekvivalens értékeket
A hagyományos volfrámlámpák watt ekvivalens értékét a LED világításhoz megadott értékek gyártónként eltérő módon kerülnek kiszámításra. Előfordulhat, hogy míg az egyik gyártó 60W-os teljesítményt ad meg egy 10W-os LED izzónak, addig egy másik 100W-ot. Ezért a lumenben kifejezett fényáramot is figyelembe kell venni a régi világítási típusok kiválasztásakor vagy cseréjekor, lásd a fenti magyarázatot.
A következő táblázatban az energiafogyasztás és a fényáram hozzávetőleges értékeit adjuk meg, hogy érzékeltessük, milyen nagyok lehetnek a különbségek:
| LED izzó | Klasszikus izzó (feltüntetett ekvivalens) | Lumenek |
|---|---|---|
| 3-5W | 30-45W | 250-500lm |
| 6-8W | 50-70W | 500-800lm |
| 9-11W | 75-90W | 800-1100lm |
| 12-15W | 100-120W | 1100-1300lm |
| 16-18W | 125-140W | 1300-1500lm |
| 19-22W | 150-160W | 1500-1800lm |
Hasonlóan nagy különbségek tapasztalhatók a neoncsövek, a halogén- és fémhalogénlámpák, valamint a nátriumgőz utcai lámpák teljesítmény-egyenértékei között. Hasonlóképpen a LED szalagok és reflektorok esetében is.