Значение правильного выбора вида ламп освещения велико для создания уютной и комфортной жизненной среды, критерии подбора будут зависеть от функционального назначения помещения, требований к источнику света в конкретном месте установки, его безопасности, мощности, яркости, экономичности и многих других параметров.
Грамотный подбор этого элементарного осветительного прибора сложно переоценить в воплощении в жизнь различных дизайнерских решений жилых помещений. Применение светодиодных ламп позволяет значительно уменьшить размер платежей за электроэнергию.
Содержание:
- Виды ламп освещения и их основные характеристики
- Почему до сих пор популярны традиционные лампы накаливания
- Галогенные лампы: плюсы и минусы
- Где использовать люминесцентные лампы
- Преимущества светодиодных ламп перед другими видами ламп освещения
- Оптимальный подбор источников освещения для различных помещений
- Анализ эффективности использования ламп освещения
Виды ламп освещения и их основные характеристики
Многообразие ламп освещения затрудняет процесс их выбора, но без знания особенностей каждой разновидности приступать к проектированию систем освещения просто опрометчиво. При грамотном подходе все характеристики изделий учитываются в комплексе и сравниваются с показателями других групп.
По принципу действия и конструктивному исполнению выделяют:
- Лампы накаливания, излучающие свет за счет нагрева вольфрамовой нити, размещенной в вакууме, инертных или галогеновых газах. Тип наполняющего газа оказывает прямое влияние на долговечность и КПД изделий – в запаянных колбах с вакуумом, вольфрам сгорает в 2-3 раза быстрее, чем в лампах с криптоном или галогеном.
- Газоразрядные разновидности, выделяющие свет при прохождении электрического разряда через газ в герметично запаянных колбах, после запуска встроенного или отдельного пускорегулирующего механизма. В зависимости от вида используемого газа в системах освещениях данная группа представлена ртутными (ДРИ, ДРЛ, люминесцентные), натриевыми и инертными (неоновыми, аргоновыми или ксеноновыми) газоразрядными лампами.
- Светодиодные или LED-светильники, выделяющие свет при пропускании тока через полупроводниковые кристаллы.
В бытовых и промышленных системах освещения, при прокладке проводки в доме чаще всего используются и сравниваются четыре основные группы, включая вакуумные и галогенные лампы накаливания, люминесцентные лампы дневного света, представленные как обычными, так и улучшенными энергосберегающими видами и LED-светильники. Рабочие характеристики каждой подгруппы представлены в таблице ниже:
Цоколь | Возможная мощность одного изделия, Вт | Светооотдача лм/Вт | Цветопередача Rа | Световая t, К | Срок службы, ч | |
Лампы накаливания | ||||||
Вакуумные | Е | 5-500 | 7-17 | >90 | До 2700 | 500-1000 |
Криптоновые | Е | 8-19 | 1000-2000 | |||
Галогенные | Е или G | 20-1500 | 14-30 | 3700 | 2000-4000 | |
Газоразрядные виды | ||||||
ДРИ (они же – металло-галогенидные | Е27, Е40 или R7S | 20-2000 | 70-95 | >90 | 3500-6000 | 8000-10000 |
Люминисцентные | G,
G и Е |
4-140 | 40-90 | Зависит от типа, от 60 до >90 | 3000-6000 | До 30000 |
Натриевые | Е24, Е40 | 50-100 | 150-200 | Зависят от типа, до 59 и менее 39 | ||
LED-светильники | Е или G | 2-2000 | 40-120 | 60-89 | 4000-6000 | 30000-50000 |
Пояснения к таблице
Приведенные показатели обязательно учитываются при выборе ламп для систем освещения, начиная с типа патрона. Коэффициент светоотдачи показывает величину отдаваемых люменов света на 1 Вт мощности лампы, и учитывается при расчете количества ламп на площадь помещения. Лучшие показатели в этом плане имеют натриевые, светодиодные и люминесцентные виды, но первые практически не применяются в быту.
Коэффициент цветопередачи характеризует качество света, чем он выше, тем сильнее излучение ближе к солнечному и естественному. Так, очень хороший свет вырабатывают лампы с Ra >80, отличный – свыше 90. Нужное значение выдают все лампы накаливания, светодиодные виды и ряд люминесцентных светильников. Показатель в пределах 60-79 считается хорошим, 40-59 – достаточным, менее 39 – низким.
Здесь найдете интересную информацию – как подключить датчик движения для освещения.
Цветовая температура указывается в кельвинах и отражает градиент и теплоту оттенков света. Излучение в пределах 2700-3200 воспринимается как теплое белое и считается оптимальным для освещения гостиных, столовых и спальных, 3200-4500 – нейтральным белым (дневным), улучшающим концентрацию, 4700-6000 и выше – холодным белым, выбираемым при освещении рабочих зон кухонь, ванн и аналогичных зон.
Заявленный срок службы осветительных колб на деле не является показателем их долговечности, из-за хрупкости или зависимости от внешних условий производители не указывают его в качестве гарантийного.
На практике вакуумные нагревательные лампы действительно перегорают быстрее остальных, а LED-светильники служат дольше всех.
Почему до сих пор популярны традиционные лампы накаливания
К основным преимуществам традиционных вакуумных ламп накаливания относят простую и действенную конструкцию, дешевизну и хорошую цветопередачу. Результаты исследований показывают, что выдаваемое ими излучение практически не отличается от солнечного, т.е. привычно глазу. Данная группа появилась на рынке первой и в настоящий момент представлена лампами с разной формой и степенью прозрачности стеклянных колб, включая покрытые зеркальной краской с возможностью направления потока или декоративные изделия, не нуждающиеся в абажурах или флаконах.
Здесь найдете интересную информацию – на какой высоте от пола устанавливать выключатель.
Но на этом преимущества заканчиваются. В вакуумных лампах накаливания до 97 % полезной энергии уходит на нагрев излучающего элемента (а именно – вольфрамовой нити), при максимально высоком из всех разновидностей тепловыделении поверхности (в среднем до +150 °C, при высокой мощности – до 300 Вт) они имеют самый низкий КПД.
Остальная энергия просто рассеивается, что вкупе с укоренным выходом из строя при частой смене режима работы делает обычные лампы накаливания неэффективными и недолговечными.
Галогенные лампы: плюсы и минусы
Группа включает лампы с E- или G-цоколем, характеризующиеся повышенной светоотдачей при компактных размерах. В плане многообразия форм они не уступают обычным вакуумным но, благодаря повышенной доли кварца в стекле, и заполнению колбы газом их нити накаливания не чернеют и дольше служат. Качество выдаваемого ими света остается высоким в течение всего срока эксплуатации.
Минусы проявляются в чувствительности галогенных ламп к перепадам напряжения и загрязнениям. Такие лампы по возможности подключаются через трансформатор (в домах с частыми перепадами и падениям напряжения это условие обязательно) и монтируются исключительно в перчатках, быстро перегорая при случайном попадании жира на кварцевую колбу.
Ничем не защищенная поверхность галогенной лампы с высокой мощностью в рабочем режиме нагревается до 250 °C, эксплуатировать их без плафонов в детских или аналогичных помещениях не рекомендуется. Но лампы со средней мощностью и защищенным корпусом без проблем закрепляются в гипсокартонных конструкциях.
Где использовать люминесцентные лампы
Группа люминесцентных ламп представлена светильниками с разными типоразмерами G-цоколя, и спектром излучения – от чисто белого до естественного. Нужный вариант выбирается благодаря маркировке. На эти показатели обращается особое внимание, далеко не все цоколи ламп дневного света подходят для бытового применения, а крепления на колбах не могут меняться. Исключение составляют усовершенствованные компактные энергосберегающие виды.
К общим преимуществам люминесцентных ламп относят низкое тепловыделение корпуса, хороший КПД, мягкость и равномерность выдаваемого светового потока (обеспечивается люминофорным покрытием по всей внутренней площади колбы) и длительный срок службы.
Минусы проявляются в сравнительно высокой цене, зависимости качества света от температуры окружения (при ее уходе в минус свет начинает тускнеть), большой доли УФ в выдаваемом спектре, что в свою очередь чревато раздражениям у людей с чувствительной кожей, инерционности при включении, гуле в рабочем режиме и существенном сокращении срока службы при частом вкл/выкл светильника. Из-за паров ртути в колбе люминесцентные лампы нуждаются в дорогостоящей утилизации, возможность переработки отсутствует.
Усовершенствованным подвидом являются энергосберегающие люминесцентные лампы с электронным блоком в цоколе, регулирующим рабочие процессы. Сохранив все преимущества обычных люминесцентных ламп (широкий диапазон цветности, высокий КПД) энергосберегающие разновидности выигрывают в долговечности в 3-5 раз.
Но для освещения больших площадей они не предназначены и по понятным причинам эта разновидность стоит дороже. Требования к утилизации при их эксплуатации также неизменны: после выхода из строя энергосберегающие лампы нельзя просто выбрасывать, при случайном повреждении колбы поверхности под светильником принудительно очищаются от ртути.
Преимущества светодиодных ламп перед другими видами ламп освещения
К отличительным конструктивным особенностям LED-светильников относят наличие пластикового ударопрочного корпуса с низким (не более 70 °C) тепловыделением.
Эта разновидность является самой яркой и энергоэффективной, годовое потребление LED-аналога лампы накаливания с мощностью до 60 Вт не превышает 65 кВт. Многообразие их форм и подвидов постоянно растет.
Единственным существенным минусом полупроводниковых ламп признана высокая цена. Но высокий КПД, стабильное качество светового потока и длительный (до 30000 и 50000 ч) срок службы ее оправдывают. По истечении этого времени LED-лампы еще находятся в рабочем состоянии, но их яркость может снижаться.
Оптимальный подбор источников освещения для различных помещений
Рекомендуемая область применения разных видов ламп освещения приведена в таблице:
Вид лампы
освещения |
Оптимальное применение | Ограничения или неэффективное использование |
Вакуумные лампы накаливания | Переносные источники освещения при напряжении 12, 24 или 36 В. Стандартные стационарные светильники | Пожароопасны, запрет на постоянный прямой контакт с пластиком, бумагой и деревом |
Галогенные | Точечные системы потолочного освещения, в том числе – скрытые в конструкциях из ГКЛ. Дополнительная подсветка автомобилей и мебели. Прожекторное освещение | Зоны с высокими рисками загрязнения поверхности светильников жиром. В ряду случаев требуется подключение через понижающий трансформатор |
Натриевые | Уличное освещение, подсветка зданий и растений в зимний период | Из-за мерцания и недостоверной цветопередачи не рекомендуются для бытового применения |
Люминесцентные | Виды с G-цоколем – широкие потолочные светильники, энергосберегающие современные лампы – любые осветительные приборы. Материал конструкций роли не играет, лампы пожаробезопасны | Не подходят для систем освещения с диммерами, не предназначены для частого вкл/выл. Неэффективны при низких температурах. |
LED-светильники | Системы освещения улиц, придомовых территорий, музеев. Комбинирование с датчиками движения. Офисные и бытовые помещения. Подсветка бассейнов и аквариумов | Нет эксплуатационных недостатков |
Стоит отметить, что для систем бытового освещения лучше всего подходят улучшенные галогенные виды ламп накаливания, энергосберегающие люминесцентные и светодиодные светильники.
Ряд газоразрядных ламп используются в системах освещения теплиц или промышленных помещениях, но из-за содержания в колбах ртути и низкой цветопередачи в офисах и жилых помещениях их применение запрещено. Часть из них и вовсе выходит из потребления.
Анализ эффективности использования ламп освещения
Таблица световой отдачи в люменах на 1 Вт мощности
Основным эталоном служат вакуумные лампы накаливания, появившиеся на рынке первыми и имеющие самый низкий КПД. В сравнении с ними, галогенные виды выигрывают в величине светоотдачи в 3-5 раз, люминесцентные энергосберегающие — в 7, светодиодные – до 15. При этом все перечисленные виды имеют хороший коэффициент цветопередачи и с равным успехом подходят для освещения жилых, офисных и производственных помещений.
Здесь найдете интересную информацию – как сделать заземление правильно.
Но, как уже было отмечено ранее, высокое значение коэффициента светоотдачи не является главным критерием. При сравнительном анализе и выборе ламп для конкретной системы освещения стоит ориентироваться на:
- Срок службы излучающих элементов (минимальный у вакуумных ламп накаливания, максимальный – у LED-видов) и его зависимость от частоты выключения и выключения.
- Простоту установки и замены. Практически все современные светильники имеют удобный E-цоколь, но его типовые размеры могут быть ограничены (что приводит к проблемам при подборе или установке ламп на старые люстры). При выборе ламп для труднодоступных зон или скрытых конструкций предпочтение однозначно отдается полупроводникам.
- Качество светового потока. Помимо самого значения Ra важно учитывать склонность ламп к мерцанию (проявляется у галогенных и ряда люминесцентных ламп), инерционность и сохранение качества в процессе эксплуатации.
- Стоимость изделий. Вложения в энергосберегающие люминесцентные лампы дневного света и LED-светильники всегда окупаются в длительных проектах, но иногда они могут быть неподъемными.
Вывод: оптимальные показания энергосбережения, долговечности и качества вырабатываемого света имеют светодиодные лампы, по сути признанные универсальными и лучшими. Но при выборе этого варианта следует знать о высоких стартовых тратах и необходимости точного подбора их характеристик. Светодиодные лампы используются без ограничений, но могут иметь абсолютно разное назначение.
Перечисленные виды ламп освещения по праву вошли в нашу повседневную жизнь и трудно ее представить без этих замечательных и простейших устройств, которые удовлетворяют жизненно важную потребность человека в свете и создают для нас комфортные условия проживания в домах и квартирах.