Úvod
Stejně jako před časem téměř vytlačily kompaktní zářivky klasické žárovkové osvětlení, dochází nyní k masivnímu nástupu světelných zdrojů LED. Tato technologie není nová, jak by se zdálo. Se zdroji LED se již dlouhou dobu setkáváme např. v elektronice nebo v automobilovém průmyslu, kde se používají především jako kontrolky. Až výrazný růst technických parametrů umožnil širší využití zdrojů LED. Jedná se především o měrný výkon, index barevného podání a životnost.
Obr. č. 1
Základní parametry zdrojů LED
Technologie LED se nyní prosazuje nejen do kancelářských, obchodních a průmyslových prostor, ale čím dál častěji volíme tento typ světelného zdroje i do domácnosti. Abychom zvolili správně, musíme se zaměřit na několik technických parametrů světelných zdrojů, které nám napoví o jejich kvalitě. Nejdůležitějším parametrem je množství světla, které nám daný zdroj poskytne. Jedná se o světelný tok ɸ, který se uvádí v lumenech. Pokud má být náhrada např. za žárovku adekvátní, musíme vybrat zdroj se stejným světelným tokem. Dále je důležitý příkon světelného zdroje, který se uvádí ve wattech. Z tohoto údaje zjistíme, kolik energie ušetříme náhradou světelného zdroje a zároveň můžeme stanovit tzv. měrný výkon. Je to poměr světelného toku zdroje a jeho příkonu. Říká nám, kolik světla získáme z jednoho wattu příkonu. Uvádí se v lumenech z wattu. U LED zdrojů, které se používají jako přímá náhrada ve svítidle za žárovku, hledejme výrobky s měrným výkonem 100 lumen z wattu a lepší. Takové zdroje mají pouze 10% spotřebu oproti klasické žárovce.
Dalším důležitým parametrem je teplota chromatičnosti Tc uváděná v kelvinech. Pokud jsme zvyklí na teplejší světlo žárovek, měli bychom zvolit zdroj s Tc = 2700 až 3300 K. Pokud chceme neutrálně bílou barvu světla, volíme Tc = 4000 K. Určitě nedoporučuji (zvlášť v aplikacích pro bydlení) použít světelné zdroje LED s teplotou chromatičnosti vyšší. Často jsou v nabídce zdroje s teplotou chromatičnosti Tc = 5500 K, které někteří dodavatelé nabízí, protože vykazují vyšší měrný výkon. Jejich použití pro většinu prostor je však nevhodné. Další parametr, který by Vás měl při výběru světelného zdroje zajímat, je index barevného podání Ra. Nabývá hodnot od 0 do 100. Říká nám, jak věrně se ve světle tohoto zdroje rozeznávají barvy. Podle platné legislativy se pro pracovní prostory požaduje hodnota Ra = 80 a více. Ani pro použití v domácnosti nedoporučuji hodnoty nižší. Pokud některý z výše uvedených parametrů nenajdete ani v technickém listu ani na obalu zdroje, raději se nákupu takového výrobku vyhněte. Dalším parametrem, který má velký vliv na ekonomickou stránku věci, je životnost světelného zdroje. U předchozích typů světelných zdrojů
se uváděla tzv. střední doba života, tedy provozní doba, po které je již statisticky polovina zdrojů mimo provoz. U LED zdrojů je tomu jinak. K uvedenému údaji o životnosti (nejčastěji 25 až 100 tisíc hodin) by se měly vždy uvádět dva důležité parametry. Pokles světelného toku zdroje za uvedený časový úsek a dále množství čipů LED, které už po této době uvedené parametry nesplňují. Např. proto, že jsou již mimo provoz. Můžete se tedy setkat např. S tímto údajem L70B10 po 50 000 hod. Tento údaj nám říká, že pokles světelného toku po 50 000 hodinách je na 70% původní hodnoty a 10 % čipů již nesvítí nebo má uvedené parametry nižší.
Na obrázku č.1 je příklad světelného zdroje LED se závitem E27, který slouží jako přímá náhrada klasické žárovky.
Obr. č. 2
LED svítidla
LED svítidlo můžeme vytvořit už tím, že např. v lustru na klasické žárovky použijeme zdroje LED. Pokud však hovoříme o LED svítidlech, máme na mysli taková svítidla, která jsou přímo navržena a konstruována pro použití LED čipů. Takové svítidlo má několik zásadních úkolů. Zajistit napájení a chlazení světelného zdroje (LED čipů). Směrovat světelný tok vznikající v LED čipech co nejúspornějším způsobem ven ze svítidla. Do toho ještě vstupuje požadavek na rozložení světelného toku vystupujícího ze svítidla (křivka svítivosti) a na zamezení oslnění.
Nejdůležitější konstrukční část, která ovlivňuje životnost svítidla, je chlazení boardů osazených LED čipy. Přehřívání čipů vede ke zkrácení doby života. Srdcem svítidla je elektronika, která zajišťuje napájení a případně i řízení LED. Konstrukce svítidla opět hodně napoví o jeho kvalitě. Někteří výrobci ve snaze ušetřit použili zářivková svítidla pro technologii LED tím způsobem, že pouze vyndali výzbroj pro zářivky a místo zářivek nainstalovali LED pásky. Taková svítidla zpravidla nemají zajištěno dostatečné chlazení čipů a ani požadované světelné parametry. Seriózní výrobci se zaměřují na vývoj svítidel přímo pro LED světelné zdroje. Takové výrobce již naštěstí najdeme i v České republice. Na obr. č.2 je jeden z typů LED svítidla, která jsou dostupná na našem trhu.
U LED svítidel můžete v nejrůznějších realizacích využít následující funkce. Základní možností je možná regulace světelného toku svítidla v rozsahu 0-100 %. Využije se tam, kde chceme měnit světelné scény, navodit patřičnou atmosféru nebo také uspořit elektrickou energii při příspěvku denního světla. Nejčastěji používaný systém pro řízení osvětlení je systém DALI.
Dále je možné u některých typů svítidel měnit pomocí ovladače teplotu chromatičnosti Tc. Můžeme tedy zvolit, zda požadujeme teplou nebo neutrální barvu světla.
Pro některé aplikace může být výhodný systém řízení barev LED.
Obr. č. 3 – realizace HALLA, a.s.
Úskalí při návrhu a realizaci LED osvětlení
Při výběru vhodného svítidla musíme respektovat typ prostoru a prostředí v něm. Nemůžeme posuzovat pouze design svítidla. Základním parametrem je samozřejmě dostatečná hladina osvětlenosti v luxech. Pro bytové prostory jsou požadované hladiny uvedeny v normě ČSN 734301. Pro vnitřní pracovní prostory je základní normou z hlediska osvětlení ČSN EN 12464-1. Zde jsou zatříděny jednotlivé pracovní prostory a k nim přiřazeny požadované parametry osvětlení. Tato norma je navíc závazná díky vyhlášce.
Je nutné vybrat svítidlo s dostatečným světelným výkonem. Výpočet osvětlení se nejčastěji provádí pomocí výpočetních programů (např. Dialux, Relux, Wils apod.). Dále jsou v normě předepsány hodnoty rovnoměrnosti osvětlení, indexu barevného podání Ra, činitele oslnění UGR, případně teploty chromatičnosti Tc (viz. výše). Navržení soustavy tak, aby vyhověla i požadavku na činitel oslnění UGR je poměrně náročné a vyžaduje praxi v oboru. Některé firmy z tohoto důvodu hodnoty UGR ve výpočtech raději neuvádí.
Dále musíme prostor posoudit z hlediska požadavku na krytí svítidla (odolnost proti prachu a vodě).
Do většiny prostor (obchody, kanceláře, byty atd.) postačí stupeň krytí svítidla IP20. Pro vlhké a prašné prostředí je nutné navrhnout svítidlo s vyšším krytím. To se týká samozřejmě i svítidel do venkovního prostředí, kam doporučuji krytí min. IP65.
Příklad realizace osvětlení se svítidly s technologií LED vidíte na obr. č.3.
Závěr
Výběr vhodného svítidla a výpočet parametrů osvětlovací soustavy je nejlepší svěřit světelným technikům z odborných firem. Při návrhu a realizaci osvětlovací soustavy Vám tedy doporučuji svěřit se do jejich rukou.
Zdroj: www.svetlovpraxi.cz