Люмен это единица измерения светового потока. Ранее она не применялась в быту, поскольку всюду использовались только лампы накаливания, светимость которых пропорциональна потребляемой мощности. Для сравнения осветительных приборов, использующих разные технологии, потребовалось обращение к этой единице.
Что за величина люмены
Часть электромагнитного излучения, получившая название оптический диапазон, воспринимается глазом человека. Измеряется поток в люменах (лм). Излучение в 1 лм создается источником в одну канделу, направленное в угол 1 стерадиан. Полный поток, идущий во всех направлениях, равен 4х3,14 люменам.
Сила света обыкновенной свечи соответствует одной канделе.
Параметры светового потока
В светотехнике используются следующие понятия:
- Оптическое излучение, занимающее длины волн от 380 до 760 нм. По краям этого участка располагаются ИК (инфракрасный) и УФ (ультрафиолетовый) диапазоны.
- Поток света (Ф), выражаемый в люменах (лм). Он характеризует силу воздействия волн на зрение человека. Величина потока не зависит от своей направленности.
- Люмен (лм), это излучение, созданное калиброванным источником при заданных условиях окружающей среды. Поверочные и контрольные измерения проводятся при температуре 25 °C.
- Освещенность (Е), описываемая соотношением излучения, падающего на плоскость, к охватываемой площади и измеряемая в люксах (лк). Формула Е=Ф/А, где, А площадь. При полной луне освещенность составляет 0,2 лк, уличные фонари поднимают E до 20 лк, в помещении величина достигает 5000 лк, E в пасмурный день колеблется в пределах 5 000 10 000 лк и на солнце E может достигать 100 000 лк.
- Сила света (I) характеризует световой поток, проходящий внутри объемного угла, I=Ф/?. Ее единицей измерения установлена кандела (кд). Вольфрамовая лампа 100 Вт создает излучение, соответствующее 100 кд. Распределение освещенности в пространстве характеризуется кривой силы света (КСС).
- Яркость (L) показывает соотношение потока излучения, проходящего в телесном углу, к своему сечению. Выражение L производится в кд/м2 по формуле L=I/A (L=I/Cos A). Восприятие яркости находится под влиянием субъективных ощущений. Человек в темноте способен регистрировать яркость в микроканделах на кв.м. (мкд/м2). Обычный газоразрядный источник создает яркость до 11000 кд/м2.
- Световая отдача (H) есть световой поток, деленный на мощность источника по формуле Н=Ф/Р. Единица измерения определяется как лм/Вт. Она характеризует энергетическую эффективность источника. Замена вольфрамовой лампы (светоотдача 10-20 лм/Вт) на газоразрядную (90 лм/Вт) сокращает расход электрической энергии в 7 раз при сохранении уровня освещенности.
- Цветовая температура (Тц) задает тональность источника излучения и освещаемых объектов. Измеряется в Кельвинах (К), которые соотносятся со шкалой Цельсия по формуле Тс = Тц -273.
- Индекс передачи цветности (Ra или CRI) определяет воспроизводимость различными материалами излучения с разной длиной волн. Сравнение производится с калибровочным источником. Индекс CRI имеет сверху максимальное ограничение равное 100.
Показатель Ra делится на градации:
- 90 и более отличная передача цвета, уровень 1А;
- 80-89 1В, хорошая передача цвета;
- 70-79 лучше среднего, уровень 2А;
- 60-69 средний показатель, 2В;
- 40-59 достаточный уровень, 3;
- до 39 низкий показатель, <3.
Для распространенных источников света Тц в градусах Кельвина:
- огонь свечи 1900;
- вольфрамовая лампа 2700;
- лампа газоразрядная с парами ртути от 3000 до 6500;
- солнце 5000;
- небо, закрытое облаками 6500;
- солнечный день от 10 000 до 20 000.
Color rendering index (CRI) введен в оборот для сопоставления источника излучения с непрерывным спектром. Приемлемая для глаз величина индекса располагается в диапазоне от 80 до 100 CRI.
Перевод люменов в ватты
Чтобы не ошибиться в выборе мощности лампы, не следует смотреть на этот показатель, но нужно принимать во внимание количество излучения, величину потока, выраженную в люменах. Соотношение ватт и люмен зависит от технологии получения потока излучения.
Для вольфрамовых ламп 1 Вт соответствует 10 лм, а для светодиодных ламп на основе LED 1 Вт эквивалентен потоку света в 80 100 лм.
Газоразрядная лампа мощностью 18 Вт создает поток величиной 1350 лм, при удвоении расхода электроэнергии до 36 Вт пропорционально растет излучение до 3350 лм. При частой необходимости в таких операциях лучше прибегать к услугам онлайн-калькулятора или заранее составить подсказку.
Таблица соответствия мощности и светового потока ламп
В быту распространены 3 технологии получения светового излучения.
В таблице приведены их соответствия, чтобы покупатель не ошибся при выборе осветительных ламп.
Излучение, лм | Вольфрамовые, Вт | Люминесцентные, Вт | LED, Вт |
250 | 25 | 5 | 2 |
400 | 40 | 10 | 4 |
700 | 60 | 15 | 8 |
900 | 75 | 18 | 10 |
1200 | 100 | 25 | 12 |
1800 | 150 | 40 | 20 |
2500 | 200 | 60 | 25 |
Видно, что затраты электроэнергии на создание потока в 400 лм различаются на порядок для вольфрамовых ламп и LED. Их люминесцентный аналог занимает промежуточное положение по энергетической эффективности.
При необходимости постоянно замеряйте освещенность помещения. Полагайтесь не только на заявленные значения, приобретите люксометр и самостоятельно оценивайте интересующий параметр.