Расчет уличного освещения

Содержание

История развития светодиодных светильников уличного освещения

Уличное освещение появилось еще в XVI веке. В зажиточных кварталах Лондона устанавливали фонари со свечами. Спустя два столетия на смену свечам пришли керосиновые лампы. Такой вид фонарей был значительно дешевле, а свет излучал более яркий. Уличное освещение становится массовым, его организовывают во всех крупных городах. В XIX веке изобрели газовые фонари, которые отличались, с одной стороны, колоссальной экономичностью, а с другой, – повышенной взрывоопасностью. В некоторых городах такой вид освещения улиц просуществовал до середины прошлого столетия.

Светодиодные светильники начали масштабно применять в конце ХХ столетия

Иллюминация в глобальных масштабах началась с приходом ХХ века, когда изобрели электричество. Лампы накаливания долго не сдавали лидирующих позиций, пока им на смену не пришли газоразрядные и люминесцентные лампы. Их и сейчас активно применяют во всем прогрессивном мире. Постепенно их начинают вытеснять более экономичные и экологичные LED-лампы. Изобрели светодиоды около двух десятилетий тому назад, и их популярность стремительно возрастает. Большинство развитых стран уже перешло на уличное освещение светодиодными фонарями.

Светильники такого типа гарантируют хороший уровень освещенности и обеспечивают приличную экономию средств. Светодиодные лампы уличного освещения популярны среди владельцев частных домов и дачных участков. Их используют в качестве подсветки водоемов, деревьев, цветников и ограждений. В последнее время такие приборы широко применяют на автомагистралях, улицах и дорогах, во дворах многоэтажных домов, для подсветки торговых и административных зданий, в парках и других зонах отдыха.

Важно знать! На английском языке лампы на диодах обозначают LED, что значит “light-emitting diode”. Прижилась аббревиатура и в русском языке. Таким образом, светодиод и LED – это слова-синонимы.

Преимущества светодиодного уличного освещения

Эффект излучения света из твердого тела открыли еще в начале прошлого века в Англии, но долгое время разработка не усовершенствовалась и являлась чрезмерно дорогостоящей. Лишь в начале ХХІ века технологию упростили, а светильники такого типа запустили в серийное производство. Они значительно отличаются от предшественников, имея ряд конкретных преимуществ, среди которых выделяются следующие:

LED-лампы безопасны, работают бесшумно и экономично выгодны

  1. Значительная экономичность – это основное достоинство приборов такого типа, делающее их популярными. Они потребляют в десять раз меньше электричества, чем лампы накаливания, и вдвое – по сравнению с люминесцентными светильниками.
  2. Долгий срок службы. При условии использования светодиодных светильников для улицы строго в ночное время их период эксплуатации может продлиться до 25 лет.
  3. Автономность, предполагающая устойчивость к циклическим нагрузкам. Приборы с LED-лампами выдерживают бесчисленные испытания режимами включение/выключение – без ущерба для функционирования светильника.
  4. Широкий диапазон рабочих температур. Светодиодные светильники наружного освещения можно эксплуатировать в температурных условиях от -50 до 50 °C. Для использования в суровых условиях лучше приобретать приборы спецназначения.
  5. Устойчивость к механическим воздействиям. Такие светильники даже при падении не разбиваются и продолжают работать.
  6. В светильниках данного типа отсутствует инертность. Прибор начинает работать на полную мощность сразу после включения в сеть.
  7. LED-лампы работают бесшумно.
  8. Материалы для производства светодиодов являются экологически чистыми, поэтому не требуются особые условия утилизации для вышедших из строя ламп.
  9. Светодиодные приборы не несут угрозы пожара и не создают взрывоопасность.

Светодиодные светильники можно использовать в диапазоне температур от -50 до 50 °C

Недостатки светодиодных светильников для уличного освещения

Перечень недостатков значительно меньше, чем список достоинств, но они все-таки имеются, основные из них следующие:

  1. Цена светодиодных светильников уличного освещения довольно высокая в сравнении со стоимостью других типов ламп. Окупается такое оборудование в течение первых лет эксплуатации, но первоначальные вложения очень ощутимы.
  2. Светодиоды, обладающие большой мощностью (от 50 Вт и выше), поддаются тепловой деградации, поэтому для успешного их применения необходимо позаботиться о подключении качественного теплоотвода. Экономия неуместна, если светильник предназначен для работы в жарком климате.
  3. Чувствительность уличных светодиодных ламп к перепадам в напряжении. Единственный скачок в сети, который превышает предельные значения для конкретного прибора, способен вывести его из строя. Предотвратить неисправность поможет использование блоков питания или стабилизаторов напряжения в электросети.
  4. Металлические электроды светильников поддаются диффузии. В результате этого частички металла могут попасть в поле действия полупроводника, что в итоге приведет к поломке прибора.

Одним из главных минусов LED-ламп является их высокая стоимость

Полезный совет! Высокое качество светодиодных светильников непосредственно отражается на стоимости приборов. Чем качественнее материалы были использованы в изготовлении, тем выше цена устройства, тем дольше будет срок эксплуатации приборов, даже в самых суровых условиях.

Принцип работы светодиодных ламп уличного освещения

Светодиоды имеют довольно высокий уровень коэффициента полезного действия (КПД). Эта характеристика отличает такой тип светильников от газоразрядных ламп, в которых свет излучается в результате газового электроразряда. Если привести сравнение в цифрах, то вырисовывается такая картина: лампа на диодах мощностью 10 Вт по характеристикам равна лампе накаливания 40 или 60 Вт. Такая особенность возникает благодаря переходу проводимости между разными типами полупроводников и возникновению рекомбинации фотонов с электронами.

Говоря проще, электрическая энергия превращается в энергию света. При этом процесс является малозатратным, так как основан на последних достижениях и открытиях в физике. Таким образом, на смену энергозатратным недолговечным лампам накаливания и ненадежным газоразрядным светильникам пришли более надежные, супермощные, компактные, а главное, экономичные приборы освещения.

Благодаря своему принципу действия LED-лампа мощностью 10 Вт соответствует лампе накаливания 40-60 Вт

Кроме того, технология изготовления светильников для уличного освещения позволяет изменить цвет и теплоту света лампы. Такие технические характеристики оправдывают высокую популярность светодиодов как в осветлении частных домов, так и для наружного освещения улиц городов и автомобильных путей.

Что касается конструкции светильников уличного освещения со светодиодами, то она существенно отличается от устройства ламп для внутреннего освещения. Из-за различной структуры электроустановок приборы имеют разный принцип крепления. Уличные светильники рассчитаны на высокое размещение и вертикальное освещение. Сама LED-лампа – это набор светодиодов, которые вмонтированы в алюминиевый корпус со специальной защитой.

Светодиодный светильник уличный: классификация и видовое разнообразие

Приборы, употребляемые для освещения на улице, характеризуются широкой сферой применения и, соответственно, имеют свою систему классификации. Светильники группируют по типовому сходству, их распределяют на разные виды и модели в зависимости от конкретных характеристик. Классифицируют светоустройства на диодах по таким основным признакам:

Светодиодные уличные светильники по способу оформления делятся на фонари, прожекторы и декоративные лампы

  1. По доле светопотока полусферы светильника в нижней части. К данному виду относятся светильники прямого, рассеянного или отраженного света. Разделяют на конкретные типы в зависимости от процентного количества направленного вниз потока света.
  2. По уровню установленной защиты от внешних воздействий, таких как пыль и ветер. В этой категории светильники могут быть открытыми, с оболочкой, пылезащитой и полностью пыленепроницаемыми.
  3. По степени защиты от воды устройства разделяют на незащищенные, с защитой от дождя и брызг и абсолютно влагозащищенные светодиодные уличные светильники.
  4. По способу монтажа и роду крепления различают подвесные, консольные, потолочные, настенные, напольные и встраиваемые осветительные уличные приборы.
  5. По функциональному принципу светильники делят на промышленные устройства, приборы для освещения дорог, дворов и частных территорий, сцен, стадионов, подсветки зданий и декоративных объектов, а также для использования в условиях повышенной влажности.
  6. По показателю мощности. Например, уличный светодиодный светильник 50 Вт подойдет для освещения небольшой приусадебной территории. Оптимальными и самыми распространенными по мощности считаются уличные светодиодные светильники 100 Вт.
  7. По способу оформления делят на прожекторы, фонари, декоративные лампы.

LED-лампы бывают отраженного, рассеянного или прямого света

Полезный совет! Именно три последних критерия, такие как функциональное назначение, мощность и оформление, лежат в основе видовой классификации приборов и их выбора для освещения в частных условиях.

Индекс защиты и маркировка наружных светильников

С целью определения уровня защиты светильников от внешних факторов была разработана специальная международная система Ingress Protection (IP). Данный показатель включает всего две цифры, где первая указывает на степень защиты от проникновения пыли, а вторая является индексом защищенности от попадания влаги. Степень защиты, как и другие видовые критерии, определяется с помощью специальной международной маркировочной таблицы. Маркировку наносят на все изделия серийного производства, без нее товар не пропускают в продажу. Индекс представляет собой определенный набор букв и цифр, где каждый символ имеет свое значение.

Первая буква указывает на тип лампы, установленной в светильнике (накаливания, люминесцентная, ртутная или светодиодная). Второй символ обозначает вид установки прибора, например, подвесной, консольный, опорный, напольный, встраиваемый, потолочный или уличный светодиодный светильник на стену. Третья буква определяет назначение устройства (например, для уличного освещения или для промышленных объектов).

Индекс в светодиодных лампах указывает на уровень защиты от влаги и пыли

Далее следует цифра, указывающая на номер серии, а следующая – на количество лампочек в светильнике. Шестое значение – это максимальная мощность прибора. Модификацию изделия определяет трехзначное число, расположенное седьмым в общей отметке. Шифр из букв и цифр в конце маркировки обозначает условия климата, в которых допустимо использование изделия.

Светодиодные приборы для наружного применения бывают разных видов и используются для декоративной подсветки или основного освещения. Также маркировка может указывать на дополнительные функции, например, на то, что данное устройство – это уличный светодиодный светильник с датчиком движения.

Уличные светодиодные фонари: сфера применения и конструктивные особенности

Основная отличительная черта фонаря – это способность равномерного рассеивания потока света. Приборы бывают разной формы и габаритов, но главным различием в перечне моделей является их мощность, определяющая место расположения светильника.

В освещении автомагистралей и шоссе применяют фонари мощностью от 400 Вт. Для дорог второстепенного значения устанавливают светильники с данным показателем от 150 до 250 Вт. На тротуарах, пешеходных зонах, а также в парках, скверах, дворах многоэтажек, на тротуарах допустимо использование фонарей мощностью до 150 Вт. Для освещения дорог наиболее подходящими являются рефлекторные светодиодные фонари уличного освещения, способные изменить направление светопотока.

Светодиодные фонари способны рассеивать потоки света равномерно

Чтобы правильно организовать освещение, применяя такой вид светильников, необходимо усвоить ряд правил. Самостоятельно установить такие приборы можно только на маленьком приусадебном участке. Поэтому все работы, начиная с выбора мощности фонарей, рекомендуется доверить профессионалам. Они спроектируют уличное освещение, рассчитают общую яркость светильников, определят технологию управления системой освещения. Сами специалисты, согласно проекту, подберут фонари и осуществят их монтаж.

Полезный совет! Не рекомендуется самостоятельно осуществлять ремонт светодиодных светильников, тем более что на большинство изделий с диодами производители устанавливают долгосрочную гарантию.

Устройство диодных фонарей уличного освещения похоже на структуру светодиодного фонарика. Конструкция включает корпус с отражающим элементом, блок диодов, теплоотводящий радиатор. Пространство между деталями заполняют специальной термопастой. Светильники наружного освещения снабжают прочными плафонами. Для регулировки напряжения в середине устанавливают трансформатор.

Светодиодные прожекторы для уличного освещения: безопасная жизнь в ярких лучах

Технические параметры и особенности подключения. Преимущества и недостатки. Сфера применения, виды, критерии удачного выбора.

Консольный светодиодный уличный светильник: практичность и надежность

Консольные светильники – приборы, которые широко используют для обеспечения высококачественного освещения улиц. Чаще всего их устанавливают на автодорогах, открытых площадках разного предназначения, на заправках и придомовых территориях. Отличительная черта таких светильников – это их конструкция, причем осветительный прибор крепится к опоре или другой поверхности с помощью консоли.

Консольный светодиодный светильник является максимально экономичным

В настоящее время консольные светодиодные светильники уличного освещения справедливо считаются самыми популярными в этой категории. Приборы данного типа максимально подходят для наружного освещения, позволяя при этом значительно сэкономить электроэнергию и средства. Согласно расчетам экспертов при анализе наиболее подходящих приборов в соотношении качества и цены, консольные уличные светильники светодиодного типа занимают лидирующие позиции.

Кроме того, такие приборы производители обычно оснащают дополнительной пылезащитной функцией, которая позволяет использовать фонари на консолях не только на улицах с асфальтированным покрытием, но и на периферийных грунтовых дорогах вдалеке от города. Светильники имеют высокие характеристики влагозащиты, что актуально при освещении улиц во время осадков.

Светодиодный уличный консольный светильник 100 Вт – это настоящая инновация в освещении. Прибор в несколько раз экономнее многочисленных предшественников. Кроме того, его просто использовать, а сфера применения очень широкая. Такие приспособления устанавливают на стадионах, спортплощадках и гостиничных комплексах.

Типичным представителем современных консольных моделей является светодиодный уличный светильник «Кобра». Он не требует спецобслуживания и отлично подходит для освещения разных объектов.

Чаще всего консольные светодиодные светильники используют для освещения автодорог и открытых площадок

Промышленные светодиодные светильники: характеристики и сфера применения

Благодаря высокой степени освещения, экономному потреблению электроэнергии и долгому сроку службы, светодиодные лампы широко используют в промышленности. В частности, их устанавливают:

  • во дворах центров;
  • на открытых промышленных площадках;
  • в цехах и на сборочных линиях;
  • на территории фабрик и заводов;
  • для освещения открытых складов;
  • в выставочных комплексах;
  • на вокзалах, аэродромах и в портах.

Полезный совет! Ряд экспертов заверяют, что по таким характеристикам, как яркость, коэффициент полезного действия, качество потока света, КПД и цена, уличные светодиодные светильники уступают металлогалогенным лампам. Но что касается срока службы, то по этому критерию они действительно превосходят все другие аналоги. Поэтому еще до покупки прибора необходимо все взвесить и тщательно рассчитать.

Светодиодные светильники благодаря высокой степени освещения используют в промышленности

Промышленную группу светодиодных светильников представляет широкий ряд моделей, которые способны создать эффективное освещение больших площадей, обеспечив при этом равномерное покрытием светопотоком. Приборы различной мощности можно устанавливать на разной высоте. Наиболее популярными в этой категории считаются уличные светодиодные прожекторы 100 Вт. Цена изделий довольно большая, что оправдано высоким качеством и экономным энергопотреблением. Таким образом, светильники на диодах достаточно быстро окупаются.

Важным плюсом промышленных светильников считается самостоятельная настройка углов подсвечивания, что позволяет решить любую задачу в создании эффективного освещения объектов.

Виды светильников в зависимости от размещения ламп для уличного освещения

С учетом места расположения светильники делятся на следующие виды:

  • подвесные или потолочные;
  • настенные;
  • встраиваемые;
  • приборы для установки на столбах.

Светильники, установленные на столбах, широко применяют для территорий частных домов

Подвесные или потолочные уличные светодиодные светильники имеют вид герметичного кожуха со спрятанным внутри светодиодом. Такие приборы подвешивают к балке, расположенной горизонтально на большой высоте, используя специальный трос или цепочку. По внешнему виду это хрупкая конструкция, но в то же время она способна выдержать все нагрузки, которые предполагает эксплуатация на улице, в частности, испытания морозом и жарой, повышенную влажность от проливных дождей и обледенение зимой.

Настенный светодиодный уличный светильник считается универсальным прибором, который легко монтируется фактически на любую вертикальную поверхность, выдерживающую нагрузку в виде фонаря и креплений. Такой прибор отлично подходит для применения на придомовой территории в частном дворе. Он может быть не только объектом освещения, но и элементом декора. Такие фонари изготавливают во всевозможных вариациях, что позволяет их устанавливать в разном стилевом оформлении.

Все настенные светодиодные уличные светильники влагозащищенные, они имеют степень защиты IP 44. Таким образом, в середину приборов не попадают брызги воды, что позволяет устанавливать их не только под навесом, но и на открытой территории.

Также среди многочисленных видов данных приспособлений следует назвать встраиваемые уличные светодиодные светильники. Такие приборы монтируют в элементы уличной мебели, стены зданий. Их установка однозначно требует профессионального подхода.

LED-светильники бывают подвесные, настенные, встраиваемые, потолочные и размещенные на столбах

Светодиодные светильники на батарейках для уличного освещения

Кроме различных перечисленных выше признаков классификации светильников, необходимо отметить еще один – это источник питания, от которого работают приборы. Прямое подсоединение к сети бесперебойного тока – самый лучший вариант, но в случае отсутствия такой возможности проблему отлично решают аккумуляторы и батарейки.

Полезный совет! Выбирая светильник для улицы, нужно обратить внимание на наличие дополнительных функций у прибора, таких как оснащение солнечной батареей, датчиком света и движения или дистанционным управлением.

Главная особенность таких устройств – это полная энергетическая автономия. В качестве электропитания могут служить обычные батарейки, разные по форме и размерам, а также аккумуляторы, предусматривающие подзарядку по истечении определенного времени использования. Аккумуляторный блок может быть встроенным в светильник или располагаться отдельно от него. Его местонахождение определяет способ подзарядки светодиодного светильника.

Уличные LED-лампы на батарейках идеальный вариант для случаев, когда невозможно подключить светильник напрямую к сети

Говоря об автономных приборах светоизлучения, следует упомянуть их отдельную категорию – уличные светодиодные светильники на солнечной батарее. Для их подзарядки не нужен доступ к электросети, она осуществляется во время попадания солнечных лучей на специальные панели.

Именно автономные приборы чаще всего используют в оформлении ландшафтного дизайна и в качестве аварийной подсветки.

Таким образом, любой тип светодиодного уличного светильника имеет определенный перечень преимуществ. При этом сложность установки компенсирует отсутствие необходимости обслуживания в процессе эксплуатации. Светоисточник такого типа не только обеспечит хорошее освещение, но и значительно сэкономит средства, затрачиваемые на использование электроэнергии другими видами светильников.

>3.3 Расчёт наружного освещения

3.3.1 Расчёт освещения дорог

Нормирование освещения территории имеет существенное отличие от нормирования освещения помещений цехов.

Освещенность открытых площадок предприятий на уровне земли нормируется в соответствии с требованиями .

Нормируемая освещенность дорог, проездов с интенсивностью движения автомобилей в обоих направлениях 10 – 50 машин в час по оси дороги принимается равной 2 лк; пожарных проездов, дорог для хозяйственных нужд, подъездов к зданиям, железнодорожных путей, переездов, пешеходных дорожек – 0,5 лк. Для освещения площадок промышленных предприятий и мест производства постоянных работ рекомендуется применять газоразрядные лампы высокого давления типа ДРЛ, МГЛ, НЛВД, ДКсТ, а также лампы накаливания (галогенные или общего назначения). Для ограничения слепящего действия установок наружного освещения высота подвески светильников с защитным углом менее 150 определяется по табл. 3.6, с защитным углом 150 и более принимается не меньше 3,5 м над уровнем земли при любых источниках света.

Таблица 3.6 – Наименьшая высота установки светильников

Характер

светораспределения и тип светильника

Максимальный световой поток ламп в светильниках, установленных на одной опоре, лм

Наименьшая высота установки, м

При лампах накаливания

При

газоразрядных лампах

Полуширокое

КСС — Л

СПОР-250

Менее 500

500 – 10 000

10 000 – 20 000

20 000 – 30 000

6,5

7,0

7,5

7,0

7,5

8,0

9,0

Широкое, КСС – Ш

РКУ-125, РКУ-250, СЗПР-250М, РСУ-250, СППР-125М

Менее 500

500 – 10 000

10 000 – 20 000

20 000 – 30 000

7,0

8,0

9,0

7,5

8,5

9,5

10,5

Светильники для освещения дорог крепятся на металлических или железобетонных опорах. Опоры на пересечении дорог рекомендуется устанавливать до начала закругления тротуаров и не ближе 1,5 м от различного рода въездов.

Расчёт производится точечным методом. На рис. 3.1 представлена расчётная схема для определения расстояния между светильниками

Рисунок 3.1– Расположение светильников и контрольной точки

L– расстояние между светильниками, м; а – половина ширины дороги, м;d– расстояние от точки подвеса светильника до контрольной точки А, расположенной на оси дороги, м

Исходными данными для расчета являются: схема расположения светильников; тип светильников и мощность лампы; высота подвеса светильников; ширина дороги; нормированная освещенность, а также коэффициент запаса и тип КСС.

— Нормативная минимальная освещённость Ен, лк, выбирается по табл. П.Г.8 в зависимости от интенсивности движения транспорта.

— Коэффициент запаса светильника Кз зависит от источника света и принимается для газоразрядных ламп равным 1,5 и для ламп накаливания – 1,3.

— Световой поток ламп ДРЛ, обычно используемых для освещения дорог внутри предприятия равен: при мощности лампы 125 Вт – 5900 лм, при мощности 250 Вт –13 000 лм;

— Минимальная высота подвеса светильника hсв зависит от величины светового потока и определяется по табл. 2.6.

— Тип светильников для освещения внутризаводских дорог – РКУ 01.

— Искомой величиной является расстояние между опорами.

Для расчета относительной освещённости предварительно определяется коэффициент ρ3 по отношению а/hсв. По величине этого отношения с помщью таблицы 9.7 определяются значения ρ3 и ξ .

Суммарная относительная освещённость

. (3.6)

Минимальная освещённость в точке А создаётся одновременно двумя ближайшими светильниками, отсюда

Σε = 2·ε. (3.7)

С помощью графиков условных изолюкс (рисунок 9.33 ) по величинам ε и ξ определяется η. Далее, снова с помощью таблицы 9.7 по полученному значению η определяется с интерполяцией данных отношение , отсюда находится значение «y».

Тогда шаг светильника

На чтение: 4 минуты

Ни одна рассада, посаженная даже в самый качественный грунт, не будет расти, если ей не будет хватать достаточного количества света.

Чтобы ростки окрепли к весне, их приходится сажать зимой, когда количество дневного света не достаточно. Именно в этом случае обращаются за помощью к подсветке.

Блок: 1/7 | Кол-во символов: 322

Польза искусственного освещения

Нехватка света отрицательно сказывается на развитии рассады. В растениях затормаживается фотосинтез, начинают увядать листья и стебли. Овощеводы решают проблему установкой искусственного освещения из ламп. Желтое или белое свечение положительно влияют на процесс фотосинтеза, но другой пользы не приносят. Весь необходимый спектр содержит солнечный свет, способствующий развитию клеток, листовых пластин, образованию соцветий. Максимально приблизиться к показателю позволяет освещение рассады светодиодными лентами разного свечения.

Светодиоды излучают нужный рассаде спектр, имеющийся в естественном свете. Рассеянные лучи лучше улавливаются растениями. Для их получения устанавливают отражатели из зеркал или фольги. Из всего излучаемого спектра для рассады особенно полезны три цвета:

  • синий – стимулирует рост;
  • красный – ускоряет процесс образования соцветий;
  • розовый – совмещает полезные функции синего и красного цвета.

Чтобы получить полный спектр, стали использовать ленты для подсветки рассады из светодиодов разного свечения.

На видео подсветка рассады светодиодной лентой:

Это интересно: Лучшие производители светодиодных лент: освещаем суть

Какая подсветка нужна для растений

Качество освещения для домашних цветов зависит от:

  • Спектра освещения;
  • интенсивности освещенности;
  • длительности освещения в течение суток.

Также влияют температура в помещении и концентрация углекислого газа, но в пределах квартиры влиять на эти параметры трудно, потому опустим их.

Требования к подсветке цветов и растений:

  • Отсутствие сильного тепловыделения, растения не должны перегреваться;
  • наличие в спектре излучения красного и синего света, необходимого для нормального процесса фотосинтеза.

Нагрев лампы

Из-за большого нагрева колбы, лампы накаливания непригодны для использования.

Натриевые лампы высокого давления (ДНАТ) лучше подходят для подсветки растений и широко применяются в теплицах. Но для домашних условий они мало пригодны из-за высокой мощности и соответственно значительного тепловыделения (колба может нагреваться до 600 градусов). Также они дорогие в эксплуатации (высокая стоимость трансформаторов розжига).

Светодиоды практически не греются (подробнее про нагрев светодиодов), потому подойдут для квартирного использования.

Спектр излучаемого света

Хлорофилл, находящийся в зелёных листьях, способен активно поглощать свет с длинной волны 380-710 нанометров, остальной спектр не активирует процессы фотосинтеза.

График эффективной длины волн для растения

Более короткие волны в спектре 380-500 нанометров стимулируют процессы деления клеток и увеличение зелёной массы, а излучение с длинной волны 500-700 нанометров необходимо для интенсивного цветения и плодоношения.

На графике наглядно видно, какой цветовой диапазон более эффективный для роста растения. Теперь сравним со спектром, излучаемым разными типами ламп.

Сравнение спектров разных источников света

Обыкновенные лампы накаливания мало подходят для подсветки комнатных растений, поскольку у них преобладает теплый спектр (700+ нанометров). Люминесцентные, которым отдают предпочтения за счет их стоимости, по спектру совсем бедные и уступают даже лампам накаливания.

Спектр излучения светодиодов для растений будет идеальным. Особенно при объединении холодного белого – 400-500нм и теплого белого 500-700нм цветов.

Преимущества подсветки цветов светодиодами

Минимальный срок службы светодиодов 50 000 часов при минимальных потерях в яркости.

Светодиоды более экономичны и расходуют меньше электроэнергии (по сравнению с лампами накаливания в несколько раз). Обладают крайне высоким КПД и выдают около 100 Лм на 1Вт потребленной энергии.

Светодиодные ленты излучают свет под углом 120 градусов, что позволяет сконцентрировать излучение на растениях, а не освещать комнату.

Компактные размеры позволяют создавать освещение для цветов любых форм.

Специализированные светодиодные фитолампы для растений

Фитолампы – это красные и синие светодиоды с пиком интенсивности в диапазоне 440 и 660 нанометров, т.е. вся мощность излучения находится в эффективном для растений диапазоне.

Такой светодиодный светильник для растений применяется, если необходимо освещать небольшую площадь в 30-50 см2 (одно растение или один горшок), т.к. светоизлучающий модуль имеет угол светового потока 120 градусов. Для подсветки большого количества растений (рассада) более рентабельно использовать светодиодные ленты и модули.

Фитолампа – хороший выбор для роста одного комнатного цветка, но цена на них неоправданно выше чем на обычные светодиодные ленты. При комбинировании теплого и холодного света светодиодных лент, вы получите тот же результат, но за меньшие деньги.

Важно. Решив использовать фитолампы, не покупайте формфактор типа «кукуруза». Большая часть излучения будет тратится впустую, даже при наличии рефлектора, снижая общую эффективность освещения.

Выбор формы светодиодной фитолампы

Варианты размещения освещения для рассады

  • Индивидуальная подсветка растений светодиодами.
  • Стеллажи для растений.

Индивидуальная подсветка растений.

Точечное освещение растений позволит не только избежать ежегодной передислокации всех горшков и вазонов к месту зимовки, но и создать уникальный, неповторимый дизайн интерьера. В качестве источника освещения можно использовать миниатюрные, но мощные светодиоды.

Светодиоды для подсветки растений способны выдавать до 120 люмен и быть как подсветкой для растения, так и ночником.

Для индивидуальной подсветки можно купить специализированную светодиодную фитолампу, о которых мы писали выше. Метод расчета тот же, что и для светодиодной ленты.

Стеллажи для растений.

При большом количестве объектов освещения более целесообразно сделать полки снизу которых будет монтироваться светодиодная лента для растений.

Стеллажи можно оградить светоотражающими материалами: фольгой, металлизированным утеплителем. Это позволит обеспечить круглосуточную подсветку, но не будет мешать отдыхать в вечернее время. Также такая ширма увеличит освещенность растений на 10-15 процентов.

Делаем светодиодную подсветку для цветов своими руками

Изготавливать светодиодные лампы под цоколь нет смысла. Это не практично. Мы будем использовать светодиодную ленту. Изготовление самодельной фитолампы для цветов сводится к трем пунктам:

  1. Рассчитать необходимую мощность светодиодного освещения для цветов.
  2. Подобрать модель ленты.
  3. Подобрать блок питания.

Расчет мощности светодиодного освещения

Необходимая освещенность для полноценного роста цветов составляет 10000-15000 Люкс. Исходя из этих цифр следует отталкиваться при расчёте подсветки для растений из светодиодов.

Разберем на конкретном примере. Делаем подсветку рассады в коробке размером 0,75 x 0,3 метра. Обеспечим растения освещением 15 000 Люкс.

15 000 Люкс – интенсивность излучения 15 000 Люмен, освещающего поверхность 1 м2 с высоты 1 метр.

Наша освещаемая площадь:

0,75м * 0,3м = 0,225 м2

Значит наша требуемая интенсивность света:

15000 Лм/м2 * 0,225м2 = 3375 Люмен

Определим высоту расположения освещения. Полученная интенсивность освещения в 3375 Лм нужна при расположении светодиодных ламп для растений на высоте 1м. Уменьшив высоту в два раза, требуемая интенсивность упадет в 4 раза (закон обратных квадратов). Разместив освещение на высоте 0,5м, получим интенсивность света:

Закон обратных квадратов — при увеличении расстояния до источника света в 2 раза, интенсивность светового излучения падает в 4 раза.

3375 / 4 = 845 Лм

Осталось подобрать LED ленту по этим параметрам.

Подбираем светодиодную ленту для подсветки цветов

Из расчета мы получили необходимую интенсивность света 845 Лм. При наших размерах коробки с цветами, лучше взять 2-4 отрезка ленты, длиной 0,75 м, чтобы равномерно покрыть всю площадь.

Световой поток LED ленты указывается из расчета на 1м. Если нам нужно только 0,75м, то необходимо добавить 25% к заявленной производителем интенсивности светового потока.

845 / 2 * 1,25 (компенсируем длину ленты) = 530 Люмен (для двух отрезков)

845 / 4 * 1,25 = 265 Люмен (для четырех отрезков)

Итоговые параметры ленты:

  • Интенсивность света (яркость) 465 Лм;
  • Температуру света – комбинируем теплый + холодный (3000К + 6000К);
  • Напряжение питания 12В – самый распространенный тип лент.

Нам подойдет SMD3528-W-60led — 3 метра, или SMD2835-W-60led — 1,5м. Здесь можете почитать про маркировку лент.

Выбор блока питания для светодиодных лент

Важно подобрать подходящий для драйвер для питания освещения комнатных растений. Критериев всего несколько:

  • Мощность (самый важный);
  • тип корпуса;
  • дополнительный функционал.

Расчет мощности блока питания. Рассмотрим на примере 3 метров ленты SMD 3528, 60 светодиодов на 1 погонный метр. Мощность 1 п.м. 4,8W. Прибавим 25% запаса на потерю в соединениях и проводниках и получим:

3м (длина) * 4,8W (мощность 1 метра) * 1,25 (запас) = 18W.

Подойдет любой БП мощностью больше 20Вт и напряжением 12В.

Тип корпуса. Бывают корпуса с разным уровнем пыле- влагозащиты, в алюминиевом или пластиковом корпусе с принудительным или естественным охлаждением.

  • Степень защиты выбираем в зависимости от условий эксплуатации. При высокой влажности (размещение внутри теплиц) степень защиты должна быть не ниже IP67.
  • Материал корпуса выбирайте любой. Преимуществ никаких не дает.
  • Принудительное охлаждение необходимо при высокой мощности блока питания (свыше 200W). В противном случае достаточно пассивного охлаждения.

Дополнительный функционал. Блоки питания могут иметь дистанционное управление с пульта, снабжаться lcd экранами, иметь таймеры. Дополнительный функционал приобретайте по желанию. Чем больше функций — тем дороже блок питания.

Подключение ленты к блоку питания

Схема подключения к блоку питания

Подключайте все отрезки лед ленты параллельно к блоку питания. При подключении используйте коннекторы (подробнее про соединение отрезков ленты). Один неразрывный участок ленты не должен превышать длины 5м.

Помните про класс защиты светодиодной ленты для растений и блока питания. Выбирая класс IP20 — размещайте освещение и питание в сухих, незапыленных местах. Если класс IP67,68 — размещать можно даже во влажных теплицах.

Особенности подключения

Требования к подключению светодиодной ленты для растений ничем не отличаются от требований к их обычным аналогам. Светильник для подсветки растений, как правило, состоит из нескольких отрезков, которые включаются в параллель. Можно соединить два отрезка последовательно, то есть один за другим. В результате всё равно получится параллельное соединение, так как вся светодиодная лента разделена на группы из 3 излучающих диодов и резистора, подключенных параллельно. Вообще, конструкция светильника из отрезков фитоленты зависит от нескольких факторов:

  • площади, которую нужно освещать;
  • угла излучения каждого кристалла;
  • расстояния между отрезками;
  • вида растений.

В домашних условиях общая длина led-ленты, используемой в подсветке, редко превышает 5 метров. Поэтому для её подключения подойдёт блок питания открытого типа с запасом мощности около 20%. Для изменения яркости можно установить регулируемый источник питания или дополнить схему диммером.

Практическое применение подсветки на базе светодиодной фитоленты в большей мере ориентировано на выращивание цветов и рассады овощей. Для профессионального ухода за редкими комнатными растениями и овощными культурами на протяжении всего года рекомендуется делать дополнительное освещение на мощных фитолампах.

Рекомендации по использованию

Анализируемая лента очень легка в использовании. Однако для получения наилучшего эффекта и равномерного роста всей рассады нужно ознакомиться с такими рекомендациями:

  1. Размещают ленты обязательно в два ряда.
  2. Следует учитывать, что все светодиоды обладают определенным конусом освещения.
  3. Для стимуляции корневой системы, а также роста в ширину, а не в высоту, применяют сочетание синего и красного цветов. При этом количество первых должно быть в два раза больше, чем вторых. Такой метод лучше всего подходит для процесса пикировки.
  4. Подсветка должна быть установлена таким способом, чтобы в любой момент мог функционировать один из выбранных цветов или их комбинация.
  5. Для безопасного использования подобных ламп, нужно подключить блок питания, способный изменять напряжение в сети до В. Только такой показатель является допустимым для светодиодной ленты. Кроме этого, такой бочок трансформирует переменный ток в постоянный.
  6. Справка. Лучше приобретать прибор, оснащенный стабилизатором тока, что убережет всю конструкцию от перепадов напряжения.

  7. Чтобы подобный вид освещения дал результат, нужно следить за тем, как будут вести себя саженцы. При плохом их развитии, лампу нужно выключать или менять ее цвет.
  8. Продолжительность светового дня для каждого вида растений должна быть подобрана индивидуально, о чем также нужно помнить при выборе подобного метода досвечивания.

Блок питания для подсветки

Определившись с мощностью ленты, выбираем для нее блок питания. Здесь необходимо принять во внимание характерные особенности светодиодов, они требуют стабилизации по току, а не напряжению. Рассчитать потребляемый лентой ток поможет закон Ома: I=U/P, где U – напряжение питания ленты, P – ее мощность. Например для светильника, потребляющего 9,6 Вт, потребуется блок питания (на 12 В) не менее, чем на 0,8 А (12/9,6=0,8). Стоимость таких устройств порядка 100-120 рублей.

Недорогой блок питания на 12 В и 1 А

Учитывая невысокую стоимость БП данного класса, делать их самостоятельно не имеет смысла, для «радиолюбительского зуда» лучше найти более достойное применение.

Более мощный стабилизатор тока делать своими руками также бессмысленно, на общеизвестном сайте китайских производителей приобрести такое изделие, как показано на рисунке 8, можно всего за 50 рублей (с бесплатной доставкой).

Рисунок 8. Стабилизатор тока на 3 А (Китай)

Обратим внимание, что приведенное на рисунке устройство является стабилизатором тока, рассчитанным на входное напряжение от 3,5 до 35 В (постоянного тока), соответственно, подключать его напрямую к розетке, где 220 В, нельзя. Предварительно необходимо понизить напряжение и преобразовать его из переменного в постоянное, то есть собрать простейшую схему на основе трансформатора, диодного моста и полярного конденсатора (см. рис. 9).

Рисунок 9. Схема элементарного блока питания

Сборка светодиодной подсветки

Для изготовления светильника понадобится планка, равная длине полки стеллажа для рассады. Можно использовать деревянный брус, но лучше купить алюминиевый профиль. Он будет аккуратнее, плюс боковые стенки исполнят роль охладителя.

Если для подсветки выбраны светодиоды белого свечения, над полкой с рассадой хватит одной светящейся полосы. При комбинации светодиодов красного и синего свечения делают светильник из двух полос. Для спаривания алюминиевые профили прикручивают саморезами к деревянной планке параллельно друг другу.

Внимание! В комбинированном светильнике придерживаются соотношения светодиодов: на 1 лампочку красного свечения припадает 8 лампочек синего свечения. Добиться примерно такого результата получится, если купить красную ленту с минимальным количеством лампочек на 1 м и синюю ленту с максимальным количеством лампочек на 1 м.

Светодиодную ленту отрезают по длине профиля. Место резки легко определить по нанесенному рисунку в виде ножниц. К одному концу припаивают два провода или ставят соединительный коннектор. С обратной стороны от светодиодов есть клеящий слой, закрытый защитной пленкой. Ее нужно снять и приклеить ленту на алюминиевый профиль.

Светильник готов. Теперь осталось подключить светодиодную ленту для подсветки рассады к блоку питания. Светодиоды будут светиться, если правильно соблюдена полярность: плюс и минус. Маркировка фазы и нуля нанесена на блоке питания. На ленте в месте пайки проводов стоят метки «+» и «–». Идущий от минуса провод подсоединяют к нулевому контакту на блоке питания, а плюсовой провод – к контакту фазы. При правильном подключении после подачи напряжения самодельный светильник засветится.

Внимание! Существуют разноцветные RGB светодиодные ленты с 4 проводами подключения. Для подсветки рассады они не подойдут. Нет смысла тратить лишние деньги и собирать сложную схему с контроллером.

На видео демонстрируют изготовление светильника:

Светильников делают аналогично количеству полок стеллажей. Самодельный осветительный прибор подвешивают на веревке над рассадой. С подрастанием растений светильник поднимают выше, соблюдая зазор минимум 10 см.

Какие данные необходимы для расчета уровня освещенности

Формула выше является общей и указывает на среднее значение освещенности, но для более точных расчетов нужно использовать несколько дополнительных параметров.

Перечислим основные переменные и постоянные величины, применяемые в формулах расчета освещенности конкретного помещения:

  1. Площадь комнаты – длина, умноженная на ширину. Данная формула актуальна в том случае, если расчет выполняется для комнаты прямоугольной формы. Для подсчета площади помещения с более сложной архитектурой нужно мысленно разделить его на несколько зон, состоящих из правильных геометрических фигур, рассчитать площадь каждой и суммировать полученные значения.
  2. Коэффициент поправки, который позволяет учесть при расчетах высоту потолков. Свет распространяется в разных направлениях – не только по площади, а по всему объему комнаты, поэтому яркость будет зависеть и от высоты потолков. Для этого была создана отдельная таблица поправочных коэффициентов. К примеру, в комнате с высотой потолка 2,5-2,7 м коэффициент равняется 1, до 3 м – 1,2, до 3,5 м – 1,5. Для более высоких помещений коэффициент поправки равен 2.
  3. Уровень освещенности. Величина светового потока на 1 кв. м для конкретного помещения. Выше мы уже указали значения для разных жилых комнат. Измеряется в люксах (лк).

При общем рассмотрении наблюдается следующая зависимость:

  • от 20 до 50 лк для подсобок, туалета, ванной, подвала и коридора;
  • от 150 до 300 лк для остальных жилых комнат, при этом для спальни, как для комнаты отдыха, обязательно устанавливается минимальная планка.

Для максимально точного расчета можно использовать такие параметры, как уровень запыленности и оттенки отделочных материалов. Последние влияют на коэффициент запаса.

Расчет освещения светодиодными светильниками

Светодиодные источники света существенно отличаются от своих аналогов. Здесь есть и печатная плата, отвечающая за систему управления, и драйвер, понижающий и стабилизирующий напряжение, входящее на led-диоды. Чтобы максимально упростить процесс перехода с ламп накаливания на светодиодные излучатели, производители стараются придерживаться классических форм. Самыми популярными сегодня являются разновидности типа «груша» и «кукуруза». «Свеча» применяется реже, но пользуется стабильным спросом.

Лампа «груша»

«Грушами» называются светодиодные излучатели, форма которых напоминает обычные лампы с нитью накала. Корпус изделия состоит из прозрачной полусферы (частично окрашенной, со слоем люминофора на поверхности) и ребристого непрозрачного пластика. Наличие ребер обеспечивает естественное охлаждение. В месте контакта двух частей находится диодная плата, направленная в одну сторону. Подобная конструкция и особенности светодиодов приводят к существенному сокращению угла рассеивания света до 180 град. вместо практически 360 у ламп накаливания («мертвая зона» этих приборов находится только вблизи цоколя).

Лампа «кукуруза»

Конструкция этой лампы подразумевает установку диодной платы перпендикулярно цоколю, вдоль оси. Изготавливается в форме пластины, трубки с круглым, квадратным или многоугольным сечением. Светодиоды располагаются на лицевой части, а электроника прячется внутри цоколя (рядом с ним или внутри трубки).

Свое название изделие получило за счет сходства платы, на которой установлены диоды, с початком кукурузы. В данном случае угол рассеивания существенно выше, поскольку «мертвые зоны» расположены лишь вблизи цоколя и на противоположном краю колбы. При размещении светодиодов на торце последняя «зона» может и вовсе отсутствовать.

Лампа «свеча»

«Свечу» нередко называют компромиссом между конструкцией «груши» и «кукурузы». По сравнению с «грушей» угол рассеивания значительно шире, но уменьшены мощность и габаритные размеры. В основном такие изделия эксплуатируют в настольных лампах и локальных системах освещения помещений/зон малой площади.

Какие лампы выбрать для освещения

Критическими параметрами, от которых зависит качество освещения, являются:

  • температура цвета;
  • тип рассеивателя;
  • световой поток.

Цветовая температура

Традиционно цветовую температуру можно разделить на три основных диапазона:

  • теплый белый свет – 2500-3000 К;
  • белый – 3000-4200 К;
  • холодный белый – 4500 К и выше.

Чем выше температура цвета, тем более ярко светят лампы, при этом в спальне и комнатах отдыха не рекомендуется использовать чересчур холодные, а в местах чтения – теплые оттенки.

Тип рассеивателя

В светодиодных лампах применяют матовые или прозрачные рассеиватели. В первом случае свет распределяется максимально равномерно, но потери могут достигать 20-30 %. Рекомендации по применению просты: при необходимости осветить комнаты с большой площадью нужно использовать прозрачные рассеиватели, для настольных или настенных светильников – матовые.

Световой поток

Выбирая светодиодную лампу, обратите внимание на ее номинальный световой поток. Его значение зависит от ряда факторов и страны-производителя. В среднем для диодных изделий мощностью 4,8 Вт наблюдается следующая зависимость:

  • лампы из Китая – 240 лм;
  • Тайваня – 380-420 лм;
  • Европы – 500 лм и выше.

Не забывайте, что мощность лампы с более теплым светом должна быть на 20-25 % выше, чем у источников с холодным белым светом.

Общая освещенность помещения, безусловно, зависит от числа светодиодных светильников, но это далеко не все параметры, которые нужны учитывать при выборе. Обязательно ориентируйтесь на температуру цвета, световой поток и мощность изделия. Для создания равномерного свечения с помощью светодиодов важно выполнить максимально точные расчеты, чтобы не получилось так, что одна комната освещена слишком ярко, а в другой катастрофически не хватает света.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *