LED spinduliavimo kampas paaiškintas: 60°, 90° ar 120° – kurį pasirinkti halei ar lauko teritorijai?

Du LED halės šviestuvai su ta pačia galia ir tuo pačiu šviesos srautu gali apšviesti halę visiškai skirtingai. Priežastis – spinduliavimo kampas: jis lemia, ar šviesa krenta ant grindų kaip ryški, sutelkta dėmė, ar plačiai pasiskirsto ant lentynų ir sienų. Netinkamas kampas reiškia tamsius praviaus, akinimą ar iššvaistytą šviesą – ir daugiau vatų čia nepadės. Šiame gide paaiškinama, ką iš tikrųjų reiškia spinduliavimo kampas, kaip jis susijęs su montavimo aukščiu ir kokį kampą rinktis halėms, sandėliams, lauko teritorijoms ir sporto objektams.

Ką iš tikrųjų matuoja spinduliavimo kampas

LED šviestuvas neskleidžia tolygaus, aštrius kraštus turinčio šviesos kūgio. Šviesos stipris (kandelomis) didžiausias tiesiai į priekį ir palaipsniui mažėja į šonus. Spinduliavimo kampas – tai visas kampas tarp dviejų krypičių, kuriose šviesos stipris sumažėjo iki 50 % maksimumo. Fotometrijos standartai tai vadina FWHM (full width at half maximum).

Kai kuriuose duomenų lapuose nurodomas ir lauko kampas: kampas, kuriame šviesos stipris nukrenta iki 10 %. Jis visada platesnis už spinduliavimo kampą ir parodo, kaip toli siekia naudinga išsklaidyta šviesa. 90° halės šviestuvo lauko kampas dažnai būna 110–130°.

Spinduliavimo kampą sukuria optika prieš LED:

• Lęšiai (PC arba PMMA) virš kiekvieno LED ar LED grupės – įprasti 60°, 90° ir 120° halės šviestuvuose. Tikslūs, kompaktiški, gaminami ir siaurų bei asimetrinių variantų.
• Atvėšai (aliuminis) aplink LED modulį – klasika UFO šviestuvuose. Atvėšas susiaurina pluoštą ir pridengia šviesos šaltinį, todėl mažėja akinimas.
• Sklaidųai (opaliniai gaubtai) – paneliuose ir hermetiškuose šviestuvuose. Jie suteikia labai platų, švelnu maždaug 110–120° pasiskirstymą su mažu akinimu.

Kodėl tie patys liumenai duoda skirtingus liuksus

Liumenų vertė parodo, kiek iš viso šviesos skleidžia šviestuvas. Spinduliavimo kampas parodo, kokioje erdvėje ta šviesa pasiskirsto. Sutelkus tuos pačius liumenus į siauresnį kūgį, šviesos stipris – taigi ir apšvieta (liuksais) ant grindų – padidėja, o apšviestas plotas sumažėja.

Supaprastintame pavyzdyje parodytas vienas 15 000 lm halės šviestuvas 8 m aukštyje. Neįvertinti sienų atspindžiai ir persidengimas su gretimais šviestuvais, todėl tai tik principo iliustracija:

Spinduliavimo kampas	Apšviestas skersmuo ant grindų	Apie lx tiesiai po šviestuvu	Tipinis poveikis
60°	apie 9 m	apie 280 lx	Ryški dėmė, tamsios zonos tarp šviestuvų, jei jie nekabo tankiau
90°	apie 16 m	apie 130 lx	Subalansuota: geras persidengimas esant įprastam atstumui
120°	apie 28 m	apie 75 lx	Labai tolygu, bet šiame aukštyje daug šviesos ant sienų ir lentynų

Realioje instaliacijoje šviestuvai persidengia, o tikslas yra vidutinė apšvieta su minimaliu tolygumu, o ne smailės vertė po vienu šviestuvu. Todėl tinkamas kampas priklauso ir nuo montavimo aukščio, ir nuo atstumo – žr. Kiek liuksų reikia? apšvietos vertėms pagal patalpas ir Šviesos srautas ir efektyvumas apie efektyvumą.

Apšviesto ploto skaičiavimas

Greitam skersmens, apšviesto spinduliavimo kampo ribose, įvertinimui:

Skersmuo ≈ 2 × montavimo aukštis × tg(spinduliavimo kampas ÷ 2)

Montavimo aukštis	60°	90°	120°
4 m	4,6 m	8 m	13,9 m
6 m	6,9 m	12 m	20,8 m
8 m	9,2 m	16 m	27,7 m
10 m	11,5 m	20 m	34,6 m
12 m	13,9 m	24 m	41,6 m

Montavimo aukštis čia reiškia atstumą nuo šviestuvo iki darbo plokštumos (dažnai grindų arba 0,75–0,85 m virš jų prie darbastalių), o ne stogo aukštį.

Kokį spinduliavimo kampą kokiai paskirčiai?

Paskirtis	Rekomenduojamas kampas	Kodėl
Dirbtuvės, žemos halės iki maždaug 6 m	120°	Platus persidengimas, tolygi šviesa, mažai šešėlių ant darbastalių
Gamybos ir sandėliavimo halės 6–10 m	90°	Geriausia pusiausvyra tarp tolygumo ir šviesos ant grindų
Aukštos halės virš 10 m	60° arba 90°	Pakankamai šviesos ant grindų be nuostolių ant sienų ir stogo
Siaurūs praviai tarp aukštų lentynų	Siauras (30–60°) arba asimetrinė pravių optika	Šviesa ant lentynų priekinių paviršių ir į pravią, o ne ant lentynų viršaus
Sporto salės	60–90°, dažnai su akinimą ribojančiu atvėšu	Vertikali šviesa kamuolio žaidimams, ribotas žaidėjų akinimas
Kiemai, pakrovimo zonos, automobilių stovėjimo aikštelės	Asimetriniai arba platūs (90–120°) prožektoriai	Didelis plotas su nedaug stulpų, mažai šviesos kaimynų link
Sporto aikštynės	Siaura ir asimetrinė prožektorių optika	Didelis siekis nuo stiebo iki aikštelės vidurio su kontroliuojamu akinimu
Biurai ir klasės	Sklaidi (paneliai, apie 110–120°)	Švelni, mažai akinanti šviesa esant žemoms lubom

Visam halių ir sandėlių planavimui žr. mūsų LED halių apšvietimo vadovą ir sandėlių apšvietimo vadovą.

LED halės šviestuvai su 90° ir 120° optika – Philips arba Sosen maitinimo šaltiniai, IP65:

Atstumas ir tolygumas: kampas ir tinklelis susiję

Tolygumas (U₀) – tai mažiausios ir vidutinės apšvietos santykis. EN 12464-1 paprastai reikalauja U₀ ≥ 0,4 sandėliavimo zonose ir ≥ 0,6 darbo vietose. Ar jį pasieksite, priklauso nuo atstumo tarp šviestuvų, palyginti su montavimo aukščiu – atstumo ir aukščio santykio.

• Esant siauriems kampams (60°), atstumas turėtų būti maždaug lygus montavimo aukščiui arba mažesnis. Didesnis atstumas sukuria matomas tamsias juostas.
• Esant 90°, atstumas, lygus maždaug 1–1,3 montavimo aukščio, paprastai užtikrina gerą tolygumą.
• Esant 120°, atstumas gali siekti maždaug 1,5 aukščio – naudinga žemose halėse, tačiau aukščiau daug šviesos krenta ant sienų ir lentynų.

Tai pradiniai dydžiai. Lentynos, antresolės, sienų atspindžio koeficientai ir tiksli šviesos pasiskirstymo kreivė keičia rezultatą. Todėl vienintelis patikimas patikrinimas – apšvietimo skaičiavimas su tikru fotometriniu failu (LDT arba IES).

Spinduliavimo kampas ir akinimas

Platus kampas siunčia daugiau šviesos mažais kampais – būtent tomis kryptimis, kuriomis žmonės žiūri pakėlę akis ar žvelgdami per halę. Tai didina akinimo riziką, išreiškiamą UGR. Siauresni lęšiai ir ypač atvėšai nupjauna mažo kampo šviesą ir padaro darbą po šviestuvu patogesnį. Halėse su darbo vietomis, krūvinių karščių eismu ar kamuolio žaidimais optika todėl tokia pat svarbi kaip šviesos srautas. Daugiau – UGR vertė paaiškinta.

Lauko teritorijos: simetriškai ar asimetriškai?

Prožektorius su simetriniu 120° kampu, nukreiptas tiesiai žemyn, apšviečia apskritimą. Sumontuotas ant fasado ar stulpo ir pakreiptas, jis didelę dalį šviesos siunčia į dangų arba kaimynų link. Asimetrinė optika nukreipia šviesą į priekį ir žemyn, todėl šviestuvas gali likti horizontalus: daugiau šviesos kieme, mažiau akinimo vairuotojams ir mažiau šviesos taršos.

Dėl kiemų ir pakrovimo zonų žr. Įmonių teritorijų lauko apšvietimas; dėl aikštynių – Sporto aikštynų apšvietimas.

Dažnos klaidos

• Pasirinkimas tik pagal galią. 200W šviestuvas su netinkama optika apšviečia halę blogiau nei 150W su tinkama.
• 120° aukštose halėse. 10–12 m aukštyje didelė šviesos dalis atsiduria viršutiniuose lentynų lygiuose ir ant sienų, o ne ant grindų.
• 60° žemose halėse. 4–5 m aukštyje siaurūs kampai sukuria ryškias dėmes ir tamsias zonas, nebent sumontuosite žymiai daugiau šviestuvų.
• Lentynų ignoravimas. Sandėliuose su siaurais praviais šviesa ant lentynų viršaus prarandama; naudokite pravių optiką ir šviestuvus montuokite virš pravių.
• Nėra fotometrinio failo. Be LDT ar IES duomenų kampas ant dėžės yra vienintelė informacija – ir ji nieko nesako apie kreivės formą.

Dažniausiai užduodami klausimai

Ką reiškia 90° spinduliavimo kampas?

90° kūgyje (po 45° į abi ašies puses) šviesos stipris yra ne mažesnis kaip pusė maksimumo. 8 m aukštyje šis kūgis ant grindų dengia apie 16 m skersmens apskritimą. Už jo ribos šviestuvas vis dar skleidžia šviesą, tačiau silpniau.

Ar platesnis spinduliavimo kampas geresnis?

Nebūtinai. Platesnis kampas suteikia tolygesnę šviesą ir leidžia didesnį atstumą žemose patalpose, tačiau didesniame montavimo aukštyje daugiau šviesos prarandama ant sienų ir lentynų, didėja akinimo rizika. Tinkamas kampas priklauso nuo aukščio, atstumo ir to, ką reikia apšviesti.

Kokį kampą rinktis sandėliui su 8 m montavimo aukščiu?

Atviroms sandėliavimo zonoms paprastai 90°. Siauriems praviams tarp aukštų lentynų geriau tinka siaura arba asimetrinė pravių optika virš pravių.

Kuo skiriasi spinduliavimo kampas nuo lauko kampo?

Spinduliavimo kampas matuojamas ties 50 % maksimalaus šviesos stiprio, lauko kampas – ties 10 %. Lauko kampas visada platesnis ir rodo, kaip toli siekia naudinga išsklaidyta šviesa.

Ar siauresnis kampas padaro šviestuvą ryškesnį?

Bendras šviesos srautas (liumenai) išlieka toks pat, bet sutelkiamas mažesniame plote, todėl tiesiai po šviestuvu liuksų daugiau. Halė apskritai negauna daugiau šviesos – ji tik kitaip pasiskirsto.

Kaip apskaičiuoti, kiek šviestuvų reikia?

Pradėkite nuo reikalaujamos vidutinės apšvietos ir tolygumo, patalpos matmenų ir montavimo aukščio, tada pasirinkto šviestuvo fotometrinį failą naudokite skaičiavime, pavyzdžiui, DIALux programoje. Šiuos skaičiavimus atliekame nemokamai.