top of page

Analiza unui corp de iluminat porneşte de la datele din fişa tehnică.

În multe cazuri, în special în achiziţiile pe internet, o prima lectură devine factorul suficient de decizie.
De aceea, majoritatea producătorilor de corpuri de iluminat, inclusiv cei de top, menţionează valori marchetizate menţinând atenţia beneficiarilor de la prima lectură.

​

  • Marketingul permite parametri în valori brute.

  • Legislaţiile mondiale, deasemeni.

  • Institutele de cercetare la nivel mondial insistă pentru transparenţă în transmiterea acestor valori.

 

 

De la chip-uri până la corpuri de iluminat cu surse LED

 

Producătorii de componente electronice (chipuri şi drivere) menţionează valori de putere, output, deprecieri, risc de defect şi Color Rendering Index conform măsurătorilor în laboratoare specializate.
Sistemele optice, la rândul lor (lupe, reflectoare, dispersoare) au randamente proprii diferite funcţie de unghiul de dispersie oferit şi tipul de optică (lupe sau reflectoare)
Toate aceste elemente afectează valorile de output şi de putere finală a unui corp de iluminat.

 

 

Valori de putere (consum)

 

Puterea menţionată în fişele tehnice ale cospruilor de iluminat, în general, este puterea însumată a chipurilor LED folosite.

Puterea disipată pe driver nu este menţionată.

Producătorii de drivere au în lista o gama largă, de drivere cu randamente de la 75% . . . până la 91%.

Concret, 75% până la 91% din energia consumată este direct implicată în alimentarea chip-urilor LED, restul fiind energie pentru controlul curentului.

Astfel, pentru un corp cu chipuri cu putere totală de 32W :

 

1.  driver 1 : ŋ = 75%

Puterea totală a corpului de iluminat PT = 32W / 75% = 42,67W

 

2.  driver 2 : ŋ = 91%
Puterea totală a corpului de iluminat PT = 32W / 91% = 35,16W

 

  • SMART Lighting Engineering recomandă măsurarea puterilor cu aparate specializate.

 

 

Valori de output

 

Chipurile folosite în definirea corpului de iluminat sunt furnizate împreună cu valori clare de output, măsurate în Lumeni.

Măsurătorile sunt realizate în laboratoare specializate.

Odată montate pe bandă de aluminiu, valoarea totală de output scade cu 5%-7%.

Lupele sau reflectoarele au randamente cuprinse între 88% şi 92%.

Dispersoarele au randamente ce pot merge până la 4% (sticlă), 10%-15% (PMMA), 25% (dispersoare difuze) sau 40% pentru dispersoare OPAL, pentru o protecţie optimă a ochilor.

Astfel, valoarea de output a unui corp de iluminat este diferită de valoarea de output a chipurilor.

Dacă chipurile cu puterea de 32W au o eficientă de 152lm/W, ceea ce intalmin des în fişele tehnice ale furnizorilor, vom avea teoretic 4864lm.

Cu toate acestea, valoarea netă (reală) de output poate fi de :

 

4864lm x 94% x 92% x 96% = 4038lm

(o minimă scădere cu 17% faţă de ce se regăseşte în fişa tehnică a produsului LED chip)

 

Această valoare nu este măsurabilă.

 

  • SMART Lighting Engineering recomandă să fie apreciată că fiind orientativă.

 

 

Eficientă corpurilor LED

 

Putem, acum, să facem un calcul final al eficienţei reale a corpului de iluminat ce are în componenţă chipuri de 152lm/W.

Vom aborda, că şi până acum, valori maxime de randamente ale componentelor constructive.

Eficientă chipuri 152lm/W

Eficientă corp de iluminat ce foloseşte chipuri de 152lm/W, driver cu randament maxim de 91%, optică cu randament de 92% şi dispersor din sticlă transparenţă 96% devine :

 

4038lm/35W = 115lm/W.

 

În aceste condiţii corpul de iluminat LED nu oferă nicio protecţie UV iar factorul UGR este deosebit de ridicat, ceea ce implică obligativitatea de a nu se privi direct mai mult de 10 secunde în mod repetat.

Există riscul de afectare a retinei oculare în mod iremediabil.

Mai mult, îndreptarea întâmplătoare a ochilor către sursă de iluminat va genera o stare de diconfort ce necesită timp important de readaptare vizuală.

 

Valorile de output nu pot fi măsurate, motiv pentru care competiţia producătorilor în fişe tehnice este la latitudinea interpretărilor mai mult sau mai puţin direcţionate de către ofertanţi.

 

  • SMART Lighting Engineering recomandă ca valoare de output inscrisa in fisele tehnice să fie apreciată că fiind orientativă.

​

O apreciere a outputului în teste practice prin înlocuirea unuia sau a mai multor corpuri de iluminat în câmpul de corpuri de iluminat existente este, deasemeni, o metodă ce generează de erori de interpretare.

 

  • SMART Lighting Engineering recomandă testare pe suprafaţă extinsă sau testare DIALux din partea unei firme specializate neutre.

 

 

Dispersia

 

Unghiul de dispersie este unul dintre parametrii ce definesc utilitatea în aplicaţii a corpurilor de iluminat.

Acesta poate fi definit în grade : 15˚, 30˚, 45˚, 60˚, 75 ˚, 90 ˚, 120 ˚ sau poate fi definită în termeni largi ca : utra deep, deep, medium wide, wide, extra wide.

 

  • SMART Lighting Engineering recomandă a nu interpreta outputul corpurilor de iluminat prin simplă observare dintr-o direcţie.

​

Un corp cu optică foarte îngustă va oferi impresii mult amplificate despre outputul mediu şi poate fi inutil aplicaţiei iluminatului general, la înălţimi medii sau scăzute.

In plus, LED-urile, privite direct, crează efect de orbire prin strălucire, unul dintre factorii negativi în acest domeniu dar prea bine speculaţi de către furnizori.

 

Exemplu pentru corp al aceluiaşi producător, cu aceeaşi putere dar optică diferită

Valori de output pe final de viaţă
Deprecieri în iluminat

​

Fiecare sursă de iluminat suferă deprecieri pe durata de viaţă.
În cazul chip-urilor LED, această depreciere, pe durata a 50,000 de ore este de 30% respectiv de 20% pentru chip-uri LED mai pretenţioase, pentru curenţi de alimentare scăzuţi respectiv în condiţii de management termic speciale.​

Deprecierile în iluminat, simbolizate standard L70, L80 reprezintă valoarea (în procente) a outputului pe finalul de viaţă definit de către producătorul de corpuri de iluminat.
​
https://www1.eere.energy.gov/buildings/publications/pdfs/ssl/led_luminaire-lifetime-guide_june2011.pdf

  • SMART Lighting Engineering recomandă definirea din faza de proiect a valorilor de iluminat minim acceptabile, conform normelor specifice în aplicaţia beneficiarilor

  • SMART Lighting Engineering recomandă proiectarea initiala pentru valori de iluminat cu 43% mai ridicate faţă de valoarea acceptată drept minimă în cazul corpurilor L70.
     

Astfel,

143% x 70% = 100%

În caz contrar, pe final de viaţă vom avea valori de iluminat prea scăzute.

 

 

Riscul de defect

 

Riscul de defect B50, B20 reprezintă riscul ca un procent (50% sau 20%) dintre chip-urile din componentă să aibă deprecieri mai ridicate decât cele prescrise prin simbolul L70 sau B80.

Aceste valori sunt dependenţe de valoarea curenţilor de alimentare, de managementul termic aplicat sistemelor şi de temperatura recomandată de producătorul de corpuri de iluminat.

Unul dintre puţinele site-uri cu informaţii corecte şi complete ale unui producător de soluţii LED

http://glamox.com/gmo/led-and-lifetime

Riscul de defect total

 

Riscul de defect total, C10, exprimă riscul că 10% dintre chip-urile folosite să aibă depreciere totală în intervalul de viaţă prezentat.
Există insistente din partea institutelor specializate pentru inserarea acestor informaţii însă deosebit de puţini producători acceptă acest lucru.
Uneori putem citi că în limita a 10% dintre chip-uri nu sunt funcţionale, corpul îşi menţine funcţionalitatea iar produsul se menţine în limitele de garanţie date de producător.

 

 

Durata de viaţa

 

O exprimare corectă este : Durata de viaţă 50,000 de ore cu L70B50, la 25˚C.
Lipsa acestor detalii, maschează valori reale in situatii specifice, aceste valori fiind interdependente.

Termenul de durata de viaţă, în iluminatul LED, este definit ca „momentul în care deprecierile ating nivelul de 30% din valoarea iniţială de iluminat”.

Se apreciază că 70% din valoarea iniţială aleasă devine o valoare minim acceptabilă.
Un alt motiv pentru care valoarea de 30% se consideră limita de durata de viaţă este acela că, după acest moment, outputul începe să descrească abrupt.

Este de la sine înţeles ca, în cazul in care valori de 60%, 50% din cea iniţială sunt, în continuare acceptabile, înseamnă că soluţia aleasă iniţial a fost prea costisitoare atât în privinţa consumului de energie  cât şi a valorii de investiţie.

Managementul termic are rolul de a menţine cât mai aproape parametrii corpului de iluminat faţă de cei ale chipurilor LED.

https://en.wikipedia.org/wiki/Thermal_management_of_high-power_LEDs

Dificultatea constă în faptul că temperatura emisă de driver + mediul înconjurător afectează rata defectelor pe driver şi deprecierea chipurilor LED.

​

  • SMART Lighting Engineering recomandă solicitarea informaţiilor cu privire la deprecieri, risc de defect cu atestare LM79 şi LM80 şi IES TM21 de la producătorul corpului de iluminat.

  • Atestarea componentelor este irelevantă !

 

 

Indice de redare a culorilor - CRI

 

CRI (Indice de Redare a Culorilor) este un termen ce cuantifică fidelitatea unei surse de iluminat de a reda culorile obiectelor relativ la lumina naturală, ideală.

Valori CRI uzuale :

100Ra - lumina naturală a soarelui

  • 25Ra . . . până la > 90Ra - sursele de iluminat artificial

  • 70Ra - cele mai uzuale solutii LED

  • 80Ra - solutii LED mai pretentioase

  • Există surse LED cu valori peste 90Ra.

Acest parametru este nemăsurabil cu mijloacele pe care le avem la îndemână.
În România nu există aparate pentru determinarea acestei valori.
De aceea, atestarea trebuie să existe şi să fie reală.​

 

 

Temperatura de culoare, CCT

 

CCT (Corelation Color Temperature), uzual Temperatura de Culoare a unei surse de lumina reprezintă corelarea cromaticitatii cu aceea a radiaţiei unui corp absolut negru la temperaturi absolute diverse, măsurate în kelvin (K).

este asimilata cu lumina soarelui la ore distincte din zi, iar fiecare valoare are recomandări în aplicaţii distincte.

  • Valorile de 3000K sunt recomandabile zonelor pentru relaxare.

  • Valorile de 4000K sunt recomandate de institutele pentru medicina muncii, permitand activitate optimă pentru o durată lungă fără apariţia stressului suplimentar.

  • Valorile de 6500K sunt recomandabile tipografiilor şi centrelor de copiere.

Între 4000K şi 6500K există recomandări dar şi opţiuni personale individuale.

  • 6500K oferă contrast îmbunătăţit cu o stare de iritare la nivel nervos.

  • 4000K oferă o stare de lucru ce permite activităţi de durata fără iritări la nivel nervos.

 

Mai multe informaţii găsiţi in pagina https://www.e-education.psu.edu/astro801/content/l3_p5.html
 

  • Temperatura de culoare nu modifică fidelitatea redare a culorilor.

​

 

Factorul de orbire - UGR

 

​​Factorul de orbire, denumit că UGR (Unified Glare Rating) reprezintă dificultatea de a observă imaginea dorită în prezenţa strălucirii unei surse de lumina cu luminnata crescută (strălucire).​

Luminanta reprezintă intensitatea (densitatea) luminoasă emisă de unitatea de suprafaţă într-o direcţie.
Cu alte cuvinte este o mărime fotometrică ce caracterizează o sursă de lumina din punct de vedere a senzaţiei ce o produce supra ochiului.
Sursele punctiforme, cum sunt chip-urile LED emit lumina conică cu o intensitate ridicată, ceea ce determina un disconfort ridicat asupra ochiului.
Luminanta nu este dependenţă de distanţă dintre observator şi sursă emitentă, ochiul neadaptandu-se la acest parametru.
O suprafaţă poate emite radiaţii luminoase ea însăşi.
Proprietăţi diferite de reflexie a suprafeţelor pot emite aceeaşi cantitate de lumina dar cu luminanta diferită.

Acest parametru este ignorat de cei mai mulţi dintre beneficiari, făcându-se o asociere greşită între disconfortul dat de luminanta (strălucire) şi cantitatea de lumina emisă se sursă.

UGR este o valoare calculată asociată oricărei surse de iluminat ce produce orbire sau disconfort vizual.

Concret, în fişele tehnice : Valoarea să variază de la 10 la 30, cu cât este mai mare valoarea cu atât este mai perceptibil efectul de orbire, o valoare ideală pentru aplicaţiile normale în interior este în jur de13.

  • UGR 10 Discomfort imperceptibil

  • UGR 13 Disconfort abia perceptibil

  • UGR 16 Disconfort perceptibil

  • UGR 19 Disconfort abia acceptabil

  • UGR 22 Disconfort inacceptabil

  • UGR 25 Disconfort crescut

  • UGR 28 Disconfort cu risc important de orbire​

 

  • SMART Lighting Engineering recomandă, în cazul surselor LED, dispersoare cu protecţie UGR



Temperatura de lucru

​

Fişele tehnice ale corpurilor de iluminat pot conţine mai multe valori de temperaturi, cum ar fi :

  • Ta = temperatura de lucru

  • Tj  = temperatura de joncţiune

  • Td = temperatura de depozitare

  • Tc = temperatura critică

​

Temperatura de 25˚C este o temperatura standard de funcţionare în parametri optimi pentru orice corp de iluminat.
De aceea, această valoare, dată în exprimarea duratei de viaţă trebuie apreciată că reper important în funcţionarea ulterioară a sistemului LED.
Nu vom putea interpreta decât orientativ, nu şi cuantificabil, comportamentul în condiţii cu  temperaturi mai ridicate.

Cele mai multe fişe tehnice conţin valorile Tj şi Td, unele conţin Tc.
Temperatura de lucru, dacă este prezentată, va fi găsită sub formă de plajă de valori (minime şi maxime).

Cum interpretăm Tc (temperatura critică) ?


Funcţionarea unui sistem LED la temperaturi mai mari decât Tc nu generează defect spontan imediat.
Defectul poate fi sub formă de deprecieri pronunţate mai rapide.
Funcţie de tipul de montaj efectiv, de managementul termic, corpurile pot lucra la temperaturi superioare o durata variabilă.

Tj este o valoare utilă strict în relaţia furnizor de componente - firma de asamblare corpuri de iluminat.
Atunci când este oferită Tj (temperatura de joncţiune) este bine de ştiut că a fost evitată informarea corectă a valorilor temperaturilor minime, maxime critice.
 

Temperatura de joncţiune Tj este dependenţă de temperatura mediului ambiant, de managementul termic şi de valoarea curenţilor de alimentare a chip-urilor

http://www.designworldonline.com/lighting-the-way-for-led-development/

http://www.ledsmagazine.com/articles/2005/05/fact-or-fiction-leds-don-t-produce-heat.html

bottom of page