LED starojuma leņķis izskaidrots: 60°, 90° vai 120° – kuru izvēlēties hallei vai āra teritorijai?

Divi LED halles gaismekļi ar vienādu jaudu un vienādu gaismas plūsmu var apgaismot halli pilnīgi atšķirīgi. Iemesls ir starojuma leņķis: tas nosaka, vai gaisma uz grīdas krīt kā spilgts, koncentrēts plankums vai plaši izkliedējas pa plauktiem un sienām. Ar nepareizu leņķi rodas tumšas ejas, žilbināšana vai izšķiesta gaisma – un vairāk vatu to neatrisina. Šajā ceļvedī skaidrots, ko patiesībā nozīmē starojuma leņķis, kā tas saistīts ar montāžas augstumu un kādu leņķi izvēlēties hallēm, noliktavām, āra teritorijām un sporta objektiem.

Ko starojuma leņķis patiesībā mēra

LED gaismeklis neizstaro vienmērīgu gaismas konusu ar asu malu. Gaismas stiprums (kandelās) ir vislielākais tieši uz priekšu un pakāpeniski samazinās uz sāniem. Starojuma leņķis ir pilnais leņķis starp diviem virzieniem, kuros gaismas stiprums ir samazinājies līdz 50 % no maksimuma. Fotometrijas standartos to sauc par FWHM (full width at half maximum).

Dažās datu lapās norādīts arī lauka leņķis: leņķis, pie kura gaismas stiprums samazinās līdz 10 %. Tas vienmēr ir platāks par starojuma leņķi un parāda, cik tālu sniedzas noderīgā izkliedētā gaisma. 90° halles gaismeklim lauka leņķis bieži ir 110–130°.

Starojuma leņķi veido optika LED priekšā:

• Lēcas (PC vai PMMA) virs katras LED vai LED grupas – ierastas 60°, 90° un 120° halles gaismekļos. Precīzas, kompaktas un pieejamas arī šaurās un asimetriskās versijās.
• Atstarotāji (alumīnijs) ap LED moduli – klasika UFO gaismekļos. Atstarotājs sašaurina gaismas kūli un aizsedz gaismas avotu, tādējādi samazinot žilbināšanu.
• Izkliedētāji (opāla pārsegi) – paneļos un hermētiskos gaismekļos. Tie nodrošina ļoti platu, maigu aptuveni 110–120° sadalījumu ar zemu žilbināšanu.

Kāpēc tie paši lūmeni dod atšķirīgus luksus

Lūmenu vērtība norāda, cik daudz gaismas gaismeklis izstaro kopumā. Starojuma leņķis norāda, cik lielā telpā šī gaisma sadalās. Ja tos pašus lūmenus koncentrē šaurākā konusā, gaismas stiprums – un līdz ar to apgaismojums (luksos) uz grīdas – palielinās, bet apgaismotais laukums samazinās.

Vienkāršotajā piemērā parādīts viens 15 000 lm halles gaismeklis 8 m augstumā. Nav ņemti vērā sienu atstarojumi un pārklāšanās ar blakus gaismekļiem, tāpēc tas ilustrē tikai principu:

Starojuma leņķis	Apgaismotais diametrs uz grīdas	Aptuveni lx tieši zem gaismekļa	Tipiskā ietekme
60°	aptuveni 9 m	aptuveni 280 lx	Spilgts plankums, tumšas zonas starp gaismekļiem, ja tie nav izvietoti blīvāk
90°	aptuveni 16 m	aptuveni 130 lx	Līdzsvarots: laba pārklāšanās pie ierasta attāluma
120°	aptuveni 28 m	aptuveni 75 lx	Ļoti vienmērīgs, taču šajā augstumā daudz gaismas uz sienām un plauktiem

Reālā instalācijā gaismekļi pārklājas, un mērķis ir vidējais apgaismojums ar minimālu vienmērīgumu, nevis maksimālā vērtība zem viena gaismekļa. Tāpēc pareizais leņķis vienlaikus ir atkarīgs no montāžas augstuma un attāluma – skatiet Cik luksu nepieciešams? vērtībām pa telpām un Lūmeni pret lm/W par efektivitāti.

Apgaismotā laukuma aprēķins

Ātram diametra novērtējumam, kas apgaismots starojuma leņķa robežās:

Diametrs ≈ 2 × montāžas augstums × tg(starojuma leņķis ÷ 2)

Montāžas augstums	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

Montāžas augstums šeit nozīmē attālumu no gaismekļa līdz darba plaknei (bieži grīdai vai 0,75–0,85 m virs tās pie darbagaldiem), nevis jumta augstumu.

Kāds starojuma leņķis kādam pielietojumam?

Pielietojums	Ieteicamais leņķis	Kāpēc
Darbnīcas, zemas halles līdz aptuveni 6 m	120°	Plaša pārklāšanās, vienmērīga gaisma, maz ēnu uz darbagaldiem
Ražošanas un noliktavu halles 6–10 m	90°	Labākais līdzsvars starp vienmērīgumu un gaismu uz grīdas
Augstas halles virs 10 m	60° vai 90°	Nodrošina pietiekami daudz gaismas uz grīdas bez zudumiem uz sienām un jumta
Šauras ejas starp augstiem plauktiem	Šaurs (30–60°) vai asimetriska eju optika	Gaisma uz plauktu priekšpusēm un ejā, nevis uz plauktu augšas
Sporta zāles	60–90°, bieži ar pretžilbināšanas atstarotāju	Vertikāla gaisma bumbu spēlēm, ierobežota spēlētāju žilbināšana
Pagalmi, iekraušanas zonas, autostāvvietas	Asimetriski vai plati (90–120°) prožektori	Liels laukums ar nedaudziem stabiem, maz gaismas kaimiņu virzienā
Sporta laukumi	Šaura un asimetriska prožektoru optika	Liels sniegums no masta līdz laukuma vidum ar kontrolētu žilbināšanu
Biroji un klases	Izkliedēta (paneļi, aptuveni 110–120°)	Maiga, maz žilbinoša gaisma pie zemiem griestiem

Pilnīgai halles un noliktavu plānošanai skatiet mūsu LED halles apgaismojuma ceļvedi un noliktavu apgaismojuma ceļvedi.

LED halles gaismekļi ar 90° un 120° optiku – Philips vai Sosen barošanas bloki, IP65:

Attālums un vienmērīgums: leņķis un režģis ir saistīti

Vienmērīgums (U₀) ir attiecība starp mazāko un vidējo apgaismojumu. EN 12464-1 parasti prasa U₀ ≥ 0,4 uzglabāšanas zonās un ≥ 0,6 darba vietās. Vai to sasniegsiet, ir atkarīgs no attāluma starp gaismekļiem attiecībā pret montāžas augstumu – attāluma un augstuma attiecības.

• Ar šauriem leņķiem (60°) attālumam jābūt aptuveni vienādam ar montāžas augstumu vai mazākam. Lielāks attālums rada redzamas tumšas joslas.
• Ar 90° attālums aptuveni 1–1,3 reizes lielāks par montāžas augstumu parasti dod labu vienmērīgumu.
• Ar 120° attālums var sasniegt aptuveni 1,5 reizes augstumu – noderīgi zemās hallēs, taču augstāk daudz gaismas krīt uz sienām un plauktiem.

Tie ir sākuma lielumi. Plaukti, starpstāvi, sienu atstarošanas koeficienti un precīzā gaismas sadalījuma līkne maina rezultātu. Tāpēc vienīgā uzticamā pārbaude ir apgaismojuma aprēķins ar reālo fotometrisko failu (LDT vai IES).

Starojuma leņķis un žilbināšana

Plats leņķis sūta vairāk gaismas zemos leņķos – tieši tajos virzienos, kur cilvēki skatās, paceļot acis vai raugoties pāri hallei. Tas palielina žilbināšanas risku, ko izsaka ar UGR. Šaurākas lēcas un īpaši atstarotāji nogriež zema leņķa gaismu un padara darbu zem gaismekļa ērtāku. Hallēs ar darba vietām, iekrāvēju satiksmi vai bumbu spēlēm optika tāpēc ir tikpat svarīga kā gaismas plūsma. Vairāk rakstā UGR vērtība izskaidrota.

Āra teritorijas: simetriski vai asimetriski?

Prožektors ar simetrisku 120° leņķi, kas vērsts tieši uz leju, apgaismo apli. Uzstādīts uz fasādes vai staba un sasvērts, tas lielu daļu gaismas sūta debesīs vai kaimiņu virzienā. Asimetriska optika virza gaismu uz priekšu un uz leju, tāpēc gaismeklis var palikt horizontāls: vairāk gaismas pagalmā, mazāk žilbināšanas vadītājiem un mazāk gaismas piesārņojuma.

Par pagalmiem un iekraušanas zonām skatiet Uzņēmumu teritoriju āra apgaismojums; par laukumiem – Sporta laukumu apgaismojums.

Biežākās kļūdas

• Izvēle tikai pēc jaudas. 200W gaismeklis ar nepareizu optiku apgaismo halli sliktāk nekā 150W gaismeklis ar pareizo.
• 120° augstās hallēs. 10–12 m augstumā liela daļa gaismas nonāk plauktu augšējos līmeņos un uz sienām, nevis uz grīdas.
• 60° zemās hallēs. 4–5 m augstumā šauri leņķi rada spilgtus plankumus un tumšas zonas, ja vien neuzstāda daudz vairāk gaismekļu.
• Plauktu ignorēšana. Noliktavās ar šaurām ejām gaisma uz plauktu augšas tiek zaudēta; izmantojiet eju optiku un izvietojiet gaismekļus virs ejām.
• Nav fotometriskā faila. Bez LDT vai IES datiem leņķis uz kastes ir vienīgā informācija – un tas neko nesaka par līknes formu.

Biežāk uzdotie jautājumi

Ko nozīmē 90° starojuma leņķis?

90° konusā (45° uz katru pusi no ass) gaismas stiprums ir vismaz puse no maksimuma. 8 m augstumā šis konuss uz grīdas aptver apli ar aptuveni 16 m diametru. Ārpus tā gaismeklis joprojām izstaro gaismu, taču ar mazāku stiprumu.

Vai platāks starojuma leņķis ir labāks?

Ne vienmēr. Platāks leņķis dod vienmērīgāku gaismu un ļauj lielāku attālumu zemās telpās, taču lielākā montāžas augstumā vairāk gaismas tiek zaudēts uz sienām un plauktiem, un pieaug žilbināšanas risks. Pareizais leņķis ir atkarīgs no augstuma, attāluma un tā, kas jāapgaismo.

Kādu leņķi izvēlēties noliktavai ar 8 m montāžas augstumu?

Atvērtām uzglabāšanas zonām parasti 90°. Šaurām ejām starp augstiem plauktiem labāk der šaura vai asimetriska eju optika virs ejām.

Kāda ir atšķirība starp starojuma leņķi un lauka leņķi?

Starojuma leņķi mēra pie 50 % no maksimālā gaismas stipruma, lauka leņķi – pie 10 %. Lauka leņķis vienmēr ir platāks un parāda, cik tālu sniedzas noderīgā izkliedētā gaisma.

Vai gaismeklis spīd stiprāk ar šaurāku leņķi?

Kopējā gaismas plūsma (lūmeni) paliek tāda pati, taču tiek koncentrēta mazākā laukumā, tāpēc tieši zem gaismekļa luksu ir vairāk. Halle kopumā nesaņem vairāk gaismas – tā tikai sadalās citādi.

Kā aprēķināt, cik gaismekļu nepieciešams?

Sāciet ar prasīto vidējo apgaismojumu un vienmērīgumu, telpas izmēriem un montāžas augstumu, pēc tam izmantojiet izvēlētā gaismekļa fotometrisko failu aprēķinā, piemēram, programmā DIALux. Šos aprēķinus veicam bez maksas.