Čo je svietivosť (cd), svetelný tok (lm) a intenzita osvetlenia (lx)?

V minulosti sme si osvetlenie, najmä žiarovky, vyberali na základe “watáže” – príkonu, resp. spotreby energie danej žiarovky. Keďže všetky volfrámové žiarovky mali zhruba rovnakú svetelnú účinnosť (10-15lm/W), platilo, že čím viac wattov, tým viac svetla. Dnes tomu tak už nie je.

Rôzne LED svietidlá môžu mať násobne rôznu svetelnú účinnosť (bežne od 70 do 160lm/W). Počet wattov teda neprezrádza množstvo svetla, ktoré ním získame – rozdiel môže byť aj viac ako 2-násobný. Pri výbere správneho osvetlenia sa preto treba riadiť najmä svetelným tokom – lúmenmi.

Svetelný tok – lúmen (lm)

Základnou jednotkou svetelného toku je lúmen (lm). Tento údaj určuje, ako silno nám dané svietidlo bude svietiť a nájdete ho na balení každého svietidla, resp. medzi parametrami svietidla na eshope. Klasická 100W žiarovka mala svetelný tok zhruba 1000-1500lm, LED žiarovka túto hodnotu dosiahne pri príkone zhruba 15-18W pri svetelnej účinnosti 70lm/W. Ale kvalitnejšie LED žiarovky budú mať taký svetelný tok pri spotrebe len 6-9W (pri svetelnej účinnosti 160lm/W).

Zjednodušene: Ak má nejaké svietidlo 1000lm, tak “svieti” 2-krát viac ako také, čo má 500lm. Pričom spotrebu vo wattoch môžu mať úplne rovnakú.

Pre predstavu uvádzame aj tabuľku svetelnej účinnosti starých a nových svetelných zdrojov:

Svetelný zdroj	Svetelná účinnosť
žiarovka s volfrámom	10-15lm/W
halogénová žiarovka	15-25lm/W
LED žiarovka	80-160lm/W

So svetelným tokom súvisí aj farba svetla. Pri LED osvetlení má najviac svetelného toku studená biela farba svetla. Neutrálna biela má asi o 5% a teplá biela asi o 10% menej svetelného toku. Také rozdiely sú ale pre ľudské oko nepostrehnuteľné. Štúdie ukazujú, že menej ako 30% rozdiel si ľudia nevšimnú.

Popri farbe svetla je svetelný tok LED osvetlenia ovplyvnený aj inými faktormi, ako napríklad počtom diód alebo použitou optikou. Do úvahy treba brať aj degradáciu osvetlenia, čiže to, že postupom času svetelný tok LED svietidla klesá.

Intenzita osvetlenia – lux (lx)

Lúmeny samotné nám nedokážu odpovedať na otázku, nakoľko je niečo (obývačka, parkovisko, čokoľvek) osvetlené. Nie je jedno, či rovnaké svietidlo použijeme na osvetlenie kúpeľne s rozmermi 3x3m alebo na osvetlenie obývačky s rozmermi 6x5m. Na túto otázku nám dokáže odpovedať intenzita osvetlenia.

Jednotkou intenzity osvetlenia je lux (lx). Vyjadruje, koľko lúmenov svetelného toku dopadá na 1 meter štvorcový, teda lux = lm / m². Intenzita osvetlenia je závislá aj od vzdialenosti svetelného zdroja, čiže čím je zdroj svetla ďalej od objektu, tým menej luxov ho bude osvetľovať.

Zjednodušene: Ak chcete, aby bolo niečo “osvetlené” 2-krát viac, musí to mať 2-krát viac luxov. Do výpočtu vstupuje svetelný tok svietidiel, osvetlená plocha a vzdialenosť zdroja svetla od plochy.

Luxy spočítavame v špeciálnych programoch pre návrh osvetlenia, ako napr. Dialux (ak by ste potrebovali, kontaktujte nás). Ako príklad uvádzame osvetlenie detskej izby 16m² 12W LED panelom, ktorého svetelný tok predstavuje 1000lm. Pri osvetlení detskej izby norma určuje intenzitu osvetlenia 150-200lx = 150-200lm/m². Pri inštalácii do výšky 2,8m odporúčame tieto panely umiestniť asi 2m od seba – na izbu o rozlohe 16m² ich budete potrebovať asi 4 ks.

Ako sme aj pri príklade uviedli, dôležité je aj správne rozmiestnenie svetelných zdrojov, resp. ich počet. Jedno svietidlo nemusí dostatočne osvietiť celý priestor, pretože aj keď bude mať požadovaný svetelný tok, môžu vznikať tmavé a tienisté miesta.

Každá miestnosť či priestor vyžaduje inú hodnotu luxov, ktorú nám udávajú normy. Na zmeranie požadovanej intenzity osvetlenia sa používa luxmeter, viď obrázok.

V nasledujúcej tabuľke uvádzame hodnoty, ktoré by mali splňovať jednotlivé miestnosti či priestory:

Miestnosť/priestor	Úroveň osvetlenia
obývačka	180-220lx
kuchyňa	200-250lx
detská izba	180-220lx
spálňa	150-180lx
kúpeľňa	160-200lx
kancelária	280-330lx
sklad	200-250lx
učebne	450-500lx
parkovisko	20-80lx

 

Svietivosť – kandela (cd)

Svietivosť je udávaná v kandelách (cd). Pojem svietivosť sa často zamieňa so svetelným tokom, ktorý sa udáva v lúmenoch alebo s luxmi, ktoré zas vyjadrujú intenzitu osvetlenia. Názov vychádza z latinského candela, čo znamená sviečka. Práve svietivosť bežnej sviečky, resp. jej svietivosť plameňa vo vodorovnom smere, bola pôvodne jednotkou svietivosti = 1 kandela. Ale keďže nie každá sviečka svieti rovnako, vo fyzike sa nakoniec kandela definovala ako svietivosť v danom smere zo zdroja, ktorý vyžaruje monochromatické žiarenie s frekvenciou 540×10¹²Hz a má žiarivú intenzitu (žiarivosť) v tomto smere 1/683W na jeden steradián (priestorový uhol).

Zjednodušene: Ak má svietidlo svietivosť 100cd, je to, akoby svietilo 100 sviečok v jednom smere.

Táto jednotka sa využíva predovšetkým pri tých svetelných zdrojoch, kde je svetlo vyžarované jedným určitým smerom (napr. reflektory s úzkym uhlom svietenia, žiarovky “bodovky”, reflektory automobilov, svietidlá pre bicykle). Dôležité je celkové množstvo svetla (lm) smerované do úzkeho kužeľa, aby bolo dosiahnuté vysokej svietivosti (cd) a tým pádom sa zvyšuje vzdialenosť pre požadované osvetlenie (lx).

Miera svietivosti – jas (L)

Jas je fotometrická veličina, definovaná ako miera svietivosti. Označuje sa L (luminancia), udáva sa v cd/m2 (kandela na meter štvorcový). Charakterizuje schopnosť svietiacej alebo svetlo odrážajúcej, prípadne prepúšťajúcej plochy vyvolať vizuálny vnem. V postate ide o hustotu svetelných lúčov (t.j. svietivosť) vzťahujúca sa na plochu.

Zjednodušene: Aké jasné sa nám svetlo zdá, resp. sila svetla odrazeného od predmetu alebo od zdroja svetla.

Je to jediná pre ľudské oko viditeľná svetelná veličina. Na meranie sa používa jasomer.

Prepočet lúmenov, luxov a kandel

Úprava svetelného toku

Znížiť alebo zvýšiť svetelný tok svietidiel je možné viacerými spôsobmi:

• optikou – šošovkou umiestnenou pred svetlom viete vytvoriť lúč s intenzívnejším svetelným tokom,
• filtrom – tmavý filter alebo tienidlo vie znížiť množstvo svetla, ktoré svietidlo vydáva,
• stmievačmi – odporúčame používať stmievače kompatibilné s LED osvetlením.

Pozor na uvádzané ekvivalenty vo wattoch

Ekvivalenty vo forme wattov klasických volfrámových žiaroviek udávané pri LED osvetlení sú vypočítané pri každom výrobcovi inak. Pokojne sa môže stať, že kým jeden výrobca uvedie pri 10W LED žiarovky ekvivalent 60W, druhý uvedie 100W. Preto aj pri výbere, resp. náhrade za staré typy osvetlenia sa treba riadiť svetelným tokom udávaným v lúmenoch, viď vysvetlenie vyššie.

Pre predstavu, ako veľké môžu byť rozdiely, v nasledovnej tabuľke uvádzame približné hodnoty spotreby a svetelného toku:

LED žiarovka	Klasická žiarovka (uvádzaný ekvivalent)	Lumeny
3-5W	30-45W	250-500lm
6-8W	50-70W	500-800lm
9-11W	75-90W	800-1100lm
12-15W	100-120W	1100-1300lm
16-18W	125-140W	1300-1500lm
19-22W	150-160W	1500-1800lm

Podobne veľké rozdiely nájdete aj pri ekvivalentoch vo forme wattov neónových trubíc, či halogénových a metalhalogenidových lámp a pouličných svietidiel so sodíkovými výbojkami. A podobne to je aj pri LED pásoch a reflektoroch.