Oświetlenie - przydatne informacje

---

Czym są oprawy oświetleniowe

Oprawa oświetleniowa jest to urządzenie służące do zamontowania w nim źródła (źródeł) światła takich jak świetlówki, inne źródła wyładowcze, żarówki, tuby lub paski LED. Oprawa zapewnia zasilenie ich energią elektryczną bezpośrednio z sieci lub poprzez odpowiedni układ zapłonowy. Optyka może zawierać klosz, raster lub odbłyśnik i ma na celu rozproszenie lub ukierunkowanie strumienia świetlnego albo zapewnienie ochrony przed oślepianiem (olśnieniem).
Zadaniem oprawy oświetleniowej jest również zabezpieczenia źródła światła przed uszkodzeniem. Uzyskuje się to przez osłonięcie źródła kloszem lub np. koszem ochronnym. W przypadku, gdy urządzenie ma zapewniać oświetlenie w miejscach wilgotnych lub zapylonych, stosuje się oprawy o podwyższonej szczelności (stopień IP).

W zależności od przeznaczenia, oprawy oświetleniowe mają różną konstrukcję oraz mogą być wykonane z różnych materiałów (metali czy tworzyw). Do biur stosuje się zwykle oprawy rastrowe lub panele LED z optyką przeciwolśnieniową wykonane ze stali lub z profili aluminiowych. Do niewysokich obiektów przemysłowych, warsztatów lub garaży można użyć opraw hermetycznych z poliwęglanu; do magazynów wysokiego składowania lub ogólnie wysokich pomieszczeń używa się opraw większej mocy. W przypadku występowania agresywnego chemicznie środowiska, należy dobrać materiały obudowy tak aby urządzenie nie ulegało uszkodzeniom lub degradacji (niektóre tworzywa jak PMMA, stal, aluminium, szkło). Należy też zwracać uwagę na występowanie skrajnych temperatur oraz stref zagrożenia wybuchem (Ex).

Źródła światła

Zasadniczo elektryczne źródła światła dzieli się na:
- żarowe
- wyładowcze
- półprzewodnikowe

Źródła żarowe

w których świecenie uzyskuje się poprzez żarzenie włókna z trudnotopliwego materiału, czyli popularne żarówki i lampy halogenowe. Ich zaletami są: bardzo wysoki współczynnik oddawania barw (Ra = 100), brak efektu stroboskopowego oraz brak konieczności stosowania specjalnych układów zapłonowych. Wadą jest niska skuteczność świetlna - do 16 lm/W.

Wyładowcze źródła światła

w których świecenie uzyskuje się poprzez wyładowania elektryczne w gazach lub oparach metali.

Niektóre rodzaje źródeł wyładowczych

Świetlówki

czyli lampy fluorescencyjne - w środku znajdują pary rtęci i argonu, w których następuje wyładowanie jarzeniowe emitujące promieniowanie UV wzbudzające luminofor pokrywający wnętrze lampy. Luminofor przetwarza promieniowanie ultrafioletowe na światło widzialne. Świetlówka może mieć różne kształty, np. liniowy (prosty), kołowy lub kompaktowy (zbliżony nieco wyglądem do tradycyjnych żarówek). Ich zaletami w stosunku do źródeł żarowych są wyższa skuteczność świetlna - do 100 lm/W, niższe wytwarzanie ciepła, mniejsza luminancja, wyższa żywotność. Wady to m. in: skomplikowany układ zapłonowy, niższy stopień oddawania barw (typowo Ra>80, w niektórych modelach Ra>90), występowanie efektu stroboskopowego (z magnetycznym układem zapłonowym).

Działanie indukcyjnego (magnetycznego) układu stabilizacyjno-zapłonowego:

Elektroniczny układ zapłonowy do świetlówek:
wyższa częstotliwość pracy = eliminacja efektu stroboskopowego,
wyższy współczynnik mocy = brak konieczności kompensowania mocy biernej

Lampy sodowe

świecą dzięki wyładowaniu elektrycznemu w parach sodu. Dzielą się na  niskoprężne i wysokoprężne.
Niskoprężne charakteryzują się wysoką skutecznością - do 206 lm/W jednak mają zły współczynnik oddawania barw (ujemny, fałszują postrzeganie naturalnych kolorów). Wysokoprężne lampy sodowe wciąż znajdują szerokie zastosowanie przy oświetleniu ulic i dużych placów ze względu na dobrą skuteczność świetlną (do 150 lm/W) przy nieco lepszym CRI (do 65, typowo 25). W charakterystycznym rudym lub pomarańczowym świetle lamp sodowych wzrasta ostrość widzenia w kurzu i we mgle. Stosuje się je także przy uprawie roślin. Tego typu lampy wymagają specjalnych układów stabilizacyjno-zapłonowych.

Lampy metalohalogenkowe

są zbudowane z kwarcowego lub ceramicznego jarznika oraz zewnętrznej bańki szklanej, na której może być napylona powłoka rozpraszającą światło i zatrzymującą promieniowanie UV. światło powstaje przez wyładowanie elektryczne w mieszaninie par metalu (zwykle rtęci) i produktów rozkładu halogenków (np. talu, indu). Współczynnik oddawania barw 65-90, skuteczność świetlna do 100 lm/W.
Wymagany specjalny układ zapłonowy.

Lampy wyładowcze

Półprzewodnikowe źródła światła

w diodach LED (ang. light-emitting diode) elektroluminescencja jest wynikiem rekombinacji nośników ładunków - elektron przechodząc z wyższego poziomu energetycznego na niższy emituje kwant światła-foton.
Do działania wymagają odpowiednich układów zasilających, tzw. driverów.
Zaletami źródeł LED są stale rosnąca wydajność (obecnie przekraczająca 150 lm/W), coraz szerszy zakres temperatury pracy oraz - w przeciwieństwie do źródeł wyładowczych nie zawierają szkodliwych substancji takich jak rtęć. Także żywotność współczesnych diod jest ich dużą zaletą - sięga nawet 100000 godzin.
Oprawy ze źródłami światła opartymi na diodach LED obecnie wypierają tradycyjne źródła z wielu obszarów zastosowań.

Pojęcia związane ze źródłami światła.

Oddawanie barw

jest ogólnym wrażeniem barwy przedmiotu oświetlanego. Wyraża się je przez wskaźnik oddawania barw (Ra, CRI). Niektóre źródła charakteryzują się nieciągłym widmem światła, przez co mają wpływ na postrzeganie kolorów.

Przykładowe źródła światła i ich stopień oddawania barw:

Źródło	CRI
Żarówka	100
Niskoprężna lampa sodowa	-44
Wysokoprężna lampa sodowa	24
„biała” soda	82
Przezroczysta lampa rtęciowa	17
Lampa rtęciowa z luminoforem	49
świetlówka 1-pasmowa	51-64
świetlówka 3-pasmowa	80-89
świetlówka 5-pasmowa	93-95
Lampa metalohalogenkowa kwarcowa	65-85
Lampa metalohalogenkowa ceramiczna	do 90
LED	do 99

Temperatura barwowa (chromatyczność)

jest to miara wrażenia barwy danego źródła podawana w kelwinach (K). Dla celów praktycznych podaje się cztery główne kategorie:
2500-3300 K - barwa ciepłobiała
3300-4300 K - barwa neutralna
4300-4900 K - barwa chłodnobiała
powyżej 4900 K - barwa dzienna (zimna)

Symulacja wpływu temperatury barwowej na postrzeganie otoczenia: 4000K
ustaw suwakiem chromatyczność

Strumień świetlny

jest to ilość energii świetlnej wysyłanej przez źródło w jednostce czasu. Wyraża się go w lumenach [lm]

Skuteczność świetlna

określa stosunek ilości światła emitowanego przez źródło światła do pobieranej przez nie mocy (lm/W).

Efekt stroboskopowy

niekorzystne zjawisko pozornego bezruchu, spowolnienia lub zmiany kierunku poruszających lub szybko obracających się przedmiotów. Powstaje, gdy poruszający się obiekt jest oświetlony źródłem migającym z określoną częstotliwością. Przykładowo, jeśli świetlówka miga z częstotliwością 50 Hz i oświetla przedmiot wirujący z taką samą częstotliwością, nie będzie możliwe zaobserwowanie jego ruchu. Jest to zjawisko występujące zwłaszcza przy wyładowczych źródłach światła zasilanych poprzez indukcyjne układy stabilizujące.

Bezpieczeństwo fotobiologiczne

dopuszczalny wpływ źródła światła na wzrok i żywotność tkanek określa norma EN 62471.
Opisane są 4 grupy ryzyka:

• RG0 – brak zagrożenia fotobiologicznego
• RG1 – brak zagrożenia przy normalnym zachowaniu
• RG2 – nie stanowi zagrożenia z powodu reakcji obronnej (np. odwrócenie głowy lub mrugnięcie oczami) na bardzo jasne źródła światłą lub z powodu dyskomfortu termicznego
• RG3 – zagrożenie występuje nawet przy krótkotrwałym lub chwilowym naświetleniu

wszystkie oferowane przez nas oprawy LED mają bezpieczne źródła

Żywotność modułów LED

w praktyce podaje się liczbę godzin z parametrem LxBy. Przykładowo 50000 h / L70B10 oznacza, że w deklarowanym czasie 50000 godzin wydajność do 10% diod może spaść poniżej 70% początkowego strumienia świetlnego.

Pozostałe pojęcia związane z oprawami oświetleniowymi

Stopień/klasa ochrony mechanicznej IK

IK, klasyfikcja wytrzymałości mechanicznej (udaroodporność).
Pomaga klaysfikować urządzenia ze względu na ich odporność na energię kinetyczną. Podawana jest za pomocą dwóch cyfr zgodnie z tabelą poniżej:

oznaczenie	ochrona przed udarami o energii:
00	brak ochrony
01	0,14 J
02	0,2 J
03	0,35 J
04	0,5 J
05	1 J, uderzenie ciężarem 500 g z wysokości 20 cm
06	2 J, uderzenie ciężarem 500 g z wysokości 20 cm
07	1 J, uderzenie ciężarem 500 g z wysokości 40 cm
08	5 J, uderzenie ciężarem 2,7 kg z wysokości 29,5 cm
09	10 J, uderzenie ciężarem 5 kg z wysokości 20 cm
10	20 J, uderzenie ciężarem 5 kg z wysokości 40 cm

IP, stopień szczelności

Parametr obudowy urządzenia elektrycznego określający stopień ochrony urządzenia przed wnikaniem pyłów i wody, także poziom zabezpieczenia przed dostępem do niebezpiecznych części przez użytkownika.

1. cyfra	ochrona przed:	2. cyfra	ochrona przed:
0	brak ochrony	0	brak ochrony
1	ciałami stałymi o średnicy powyżej 50 mm lub przed dotknięciem wierzchem dłoni	1	pionowo padającymi kroplami wody przykład: oprawa kroploodporna
2	ciałami stałymi o średnicy powyżej 12,5 mm lub przed dotknięciem palcem	2	kroplami wody padającymi pod kątem do 15°
3	ciałami stałymi o średnicy powyżej 2,5 mm lub przed dotknięciem np. śrubokrętem	3	natryskiwaniem wodą pod kątem do 60° przykład: oprawa deszczoodporna
4	ciałami stałymi o średnicy powyżej 1 mm lub przed dotknięciem drutem	4	bryzgami wody ze wszystkich kierunków przykład: oprawa bryzgoodporna
5	pyłem (możliwe wnikanie pyłu w ilościach, które nie zakłócą działania urządzenia) przykład: oprawa pyłoodporna	5	strugą wody ze wszystkich kierunków przykład: oprawa strugoodporna
6	pyłem przykład: oprawa pyłoszczelna, hermetyczna	6	silną strugą wody ze wszystkich kierunków
		7	skutkami chwilowego zanurzenia w wodzie ciśnienie wody niższe niż w stopniu 6 przykład: oprawa wodoszczelna
		8	skutkami ciągłego zanurzenia w wodzie przykład: oprawa zanurzeniowa
		9	silną struga wody [ciśnienie 80-100 bar o temperaturze +80°C] Nie oznacza szczelności wyższej niż IPx8. Jest to urządzenie o szczelności IPx6 odporne na gorącą wodę

Klasa ochronności

Klasyfikacja według zabezpieczeń przed porażeniem prądem elektrycznym

klasa		opis
	0	Ochronę zapewnia izolacja podstawowa
	1	Oprócz izolacji podstawowej, ochronę przed porażeniem zapewnia podłączenie urządzenie do zacisku ochronnego (uziemienia, PE, PEN)
	2	Ochronę zapewnia wzmocniona lub podwójna izolacji. Urządzenie nie ma dodatkowego uziemienia ani podłączenia do zacisku ochronnego.
	3	Urządzenie zasilane niskim (ELV, SELV) napięciem bezpiecznym.

Więcej o oznaczeniach stosowanych na oprawach oświetleniowych w spisie oznaczeń

Kąt świecenia oprawy

Kąt rozwarcia wiązki β - szerokość wiązki emitowanej przez źródło światła, wyrażona w stopniach. Realnie jest to kąt w płaszczyźnie osi oprawy, przy którym światłość spada do 50% wartości maksymalnej.

W powyższym przykładzie kąt świecenia w płaszczyźnie C0-C180 wynosi ponad 150°