Hogyan és mivel világítsunk gazdaságosan? Molnár Károly Zsolt Óbudai Egyetem KVK MTI
[email protected]
Tematika • • • • • • •
Alapfogalmak A világítás célja A jó világítás követelményei Fényforrások fajtái Fényforrások jellemzői Mi a helyzet a LEDekkel? Fényáram-szabályozás
Alapfogalmak (1) A teljes kisugárzott fény: FÉNYÁRAM [lumen] Teljesítmény jellegű mennyiség
100 W-os izzó 36 W-os kompakt fénycső 100 W-os nátriumlámpa
1350 lm 2900 lm 9600 lm
Alapfogalmak (2) FÉNYHASZNOSÍTÁS
[lumen / watt]
Hatásfok jellegű mennyiség
100 W-os izzó 36 W-os kompakt fénycső 100 W-os nátriumlámpa
13,5 lm/W 80,5 lm/W 96 lm/W
Alapfogalmak (3) fényáram MEGVILÁGÍTÁS = [lux] megvilágított terület
forgalmas főúton (ME1 útosztály)
tanteremben, irodában teliholdnál derült időben
24 lux 300 – 500 lux 0,1 – 0,5 lux
Alapfogalmak (4) FÉNYERŐSSÉG:
csak egy adott irányban értelmezhető!
[kandela]
[cd]
beeső fényerősség > visszavert fényerősség
Alapfogalmak (5) FÉNYSŰRŰSÉG: adott irányban értelmezhető! a szemünk fénysűrűséget érzékel mértékegysége:
cd m2
izzólámpa
50000
kompakt fénycső
5000-10000
monitor
500-1500
Túl nagy fénysűrűség (10 ezer cd/m2 felett) káprázást okoz! cd Forgalmas főúton (ME1 útosztály) a fénysűrűség előírt értéke: 2 m 2
Alapfogalmak (6) Szemünk a különböző színeket nem azonos mértékben érzékeli Láthatóság 1,0
szkotopos (sötétben) látás
mezopos látás este az utakon
0,8 fotopos (világosban) látás
0,6 0,4 0,2
380
460
540
620
700
780
Hullámhossz [nm]
Alapfogalmak (6) Fényforrás spektruma (színképe)
a világítás színe 1
1
Relatív emisszióképesség
0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2
izzólámpa
0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1
0,1 0 380,00
Relatív emisszióképesség
nagynyomású nátriumlámpa
0,9
0,9
430,00
480,00
530,00
580,00
630,00
680,00
730,00
0 380,00
780,00
430,00
480,00
530,00
580,00
630,00
680,00
730,00
780,00
1
1
0,9
0,9
melegfehér LED
0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 380,00
Relatív emisszióképesség
Relatív emisszióképesség
Domináns hullámhossz = 577,6 nm
fénycső
0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1
430,00
480,00
530,00
580,00
630,00
680,00
730,00
780,00
0 380,00
430,00
480,00
530,00
580,00
630,00
680,00
730,00
780,00
Alapfogalmak (7) (korrelált) SZÍNHŐMÉRSÉKLET (CCT) [kelvin]:
Az abszolút „fekete test” azon hőmérséklete, amelyen ennek színe legkevésbé tér el a fényforrás színétől.
Alapfogalmak (8) SZÍNVISSZAADÁS (CRI) [0-100]:
A világítás célja (1) A munkavégzéshez szükséges látási feltételek biztosítása a munkaterületen.
A világítás célja (2) A biológiai funkciók megfelelő működésének biztosítása. (pl. cirkadián ritmus, depresszió csökkentés)
A világítás célja (3) Cél: minél élesebben, minél hamarább felismerni a tárgyakat látásélesség
észlelési sebesség
kontraszt
kontraszt
sárga fény nátriumlámpa
fehér fény kompakt fénycső, LED
A jó világítás követelményei A világítási környezet minőségi és mennyiségi jellemzői • a fénysűrűség eloszlása • a megvilágítás • a káprázás
MSz EN 13201
• a fény iránya (árnyékhatások) • a fényszín és színvisszaadás
MSz EN 12464
• a villogás • a természetes fény • a világítás (térbeli és időbeli) egyenletessége
A jó világítás követelményei Funkcionális világítás és szabályozhatóság
Fényforrások csoportosítása Fényforrások Hőmérsékleti sugárzók (izzólámpák)
Félvezető-alapú fényforrások LEDek, OLEDek
Kisüléses fényforrások kisnyomású
nagynyomású
hagyományos fénycső
halogén
hagyományos
kompakt
indukciós lámpa kisnyomású nátriumlámpa
higanylámpa fémhalogén lámpa nagynyomású nátriumlámpa xenon lámpa
Fényforrások jellemzői Élettartam [óra]
Fényhasznosítás [lm/W]
Színhőmérséklet [K]
Színvisszaadás
1000
8 – 15
2500 – 2700
100
Halogénizzó
500 – 2000
15 – 25
2700 – 3000
100
Fénycső
12 – 24 ezer
80 – 100
2700 – 6500
> 80
Kompakt fénycső
6 – 12 ezer
40 – 60
2700 – 6500
> 80
Kisnyomású Na
12 – 14 ezer
~200
~2000
<0
Higanylámpa
12 – 16 ezer
40 – 50
~4500
40 – 60
Nagynyomású Na
18 – 24 ezer
80 – 120
~2200
20 – 40
Fémhalogén
4 – 12 ezer
60 – 80
3000 – 6500
60 – 90
> 30.000
> 100
2700 – 6500
> 70
Fényforrás Hagyományos izzó
LED
Mi a helyzet a LEDekkel? • A hőt csak hővezetés formájában tudják leadni! (Nincs hősugárzás.) • Nagyobb hőmérsékleten csökken a fényhasznosítás és az élettartam. • A „túlhajtás” nehezen deríthető ki. • Kritikus pontja a működtető elektronika. • Színhőmérséklet kérdése!
• „Hűteni-hűteni-hűteni!”
Fényáram-szabályozás Módjai: • feszültség-szabályozás • fázishasítás • fényforrás-specifikus elektronika
Fényáram-szabályozás A hálózati feszültség csökkentésének hatására: Fényforrás Hagyományos izzó Halogénizzó
Élettartam
↑ ↑
Fénycső
bizonytalan
Kompakt fénycső
bizonytalan
Kisnyomású Na
bizonytalan
Higanylámpa
bizonytalan
Nagynyomású Na
bizonytalan
Fémhalogén
bizonytalan
LED
↑
Fényhasznosítás
Színtani tulajdonságok
↓ ↓ ↑ ↑ ↓ ↓ ↓ ↓ ↑
alig változik alig változik alig változik alig változik nem változik változik nem változik nagyon változik alig változik
Ajánlás
Fényáram-szabályozás
Fényáram-szabályozás
Köszönöm a megtisztelő figyelmüket!
