Освещение

Системы отраженного света: возвращение на новом технологическом уровне

21 апреля 2024 г. в 10:21

Применение отраженного света позволяет создать на улицах и в офисах более высокий уровень визуального комфорта. В середине 2000-х годов интерес к системам отраженного света был огромен, но с внедрением светодиодов на какое-то время это направление перестало развиваться. Тем не менее продолжение процессов урбанизации, увеличение среднего возраста работников, а также возрождение туристической индустрии после пандемии ковида способствовали триумфальному возвращению данной технологии, но уже на новой основе.

Система с фасетированным отражателем на основе МГЛ, до сих пор освещающая один из московских скверов
Система с фасетированным отражателем на основе МГЛ, до сих пор освещающая один из московских скверов

В основе систем отраженного света лежит закон Ламберта. Согласно нему, при отражении от матовой поверхности сила отраженного света в определенном направлении пропорциональна косинусу угла между этим направлением и перпендикуляром к поверхности отражателя. Поэтому отраженный свет человек, как правило, оценивает как более комфортный, по сравнению с прямым. Ведь косинусоидальная зависимость силы света от угла отражения подразумевает плавное изменение яркости.

Система отраженного света состоит из направленного излучателя (прожектора) и отражателя. Свет от излучателя направлен на отражатель, который представляет собой матовую поверхность либо поверхность из множества маленьких выпуклых линз, покрытых слоем металла (так называемый фасетированный отражатель). Как правило, излучатель направлен вверх, а отражатель — вниз. Прямой свет от излучателя в глаза человека не попадает.

Помимо более приятного глазу распределения света, у данных систем есть и другие преимущества. Например, высокая вандалоустойчивость. Практически невозможно подбросить камень так, чтобы он попал точно в маленький излучатель, направленный вверх. Отражатель может быть поврежден, но его стоимость значительно ниже, чем у излучателя.

При использовании на улице системы отраженного света практически не дают раздражающей жильцов паразитной точечной засветки, что важно в условиях возрастания плотности застройки в крупнейших мегаполисах нашей страны.

Наконец, светильники, основанные на эффекте отражения, — это, как говорится, просто красиво. При правильном подходе к дизайну они значительно выделяются среди безликих уличных светильников, привлекая внимание туристов к вашему населенному пункту.

Системы на основе МГЛ

Для освещения пешеходных дорожек и садово-парковых пространств на протяжении многих лет применялись ртутные лампы высокого давления (РЛВД). У них было множество недостатков: низкая энергоэффективность, плохой спектр, большое содержание ртути. Поэтому в 2000-х годах РЛВД в указанных применениях стали заменять на металлогалогенные лампы (МГЛ). Они имеют более высокую светоотдачу, отличные спектральные характеристики, да и проблем для окружающей среды при утилизации создают значительно меньше. Но МГЛ имеют и недостаток — большую габаритную яркость. В РЛВД она намного меньше, потому что люминофор нанесен почти на всю внутреннюю поверхность колбы. В МГЛ люминофор отсутствует, а светящееся тело можно считать точечным — это небольшой объем газовой смеси, находящейся в горелке. Поэтому, если не принять дополнительных мер, светильники с МГЛ будут просто слепить в глаза прохожим.

Для того, чтобы обеспечить высокий уровень визуального комфорта, на основе МГЛ стали делать системы отраженного света. Светильник с РЛВД имеет общую эффективность на уровне 40 лм/Вт. В то же время светоотдача прожектора с МГЛ составляет около 80 лм/Вт. Если используется фасетированный отражатель с КПД 75%, то светоотдача всей системы получается около 60 лм/Вт. То есть получается выигрыш в 1,5 раза по энергоэффективности.

Знаковым стал проект освещения Аллеи Космонавтов в Москве, реализованный в 2008 г. Помимо качественного освещения, светильники своим внешним видом, необычным на тот момент, даже в дневное время создавали ощущение «космического» оформления аллеи.

Но с переходом на светодиоды проблему визуального комфорта в садово-парковом освещении стали решать иным способом. Мягкий, рассеянный свет стали создавать посредством использования большого количества маломощных SMD-светодиодов. На уже упомянутой Аллее Космонавтов в середине 2010-х годов светильники были подвергнуты модернизации. Металлические конструкции «космического» дизайна были сохранены, но МГЛ заменили на светодиоды. Причем их установили не туда, где ранее располагались МГЛ, а на место фасетированных отражателей. То есть на Аллее Космонавтов больше не используется отраженный свет. Для создания приятной визуальной среды на светодиодные модули установили опаловые рассеиватели.

Светильники на Аллее Космонавтов в Москве, фото сделано в марте 2024 г.
Светильники на Аллее Космонавтов в Москве, фото сделано в марте 2024 г.

Энергоэффективность

Временное забвение, коснувшееся систем отраженного света, было связано в том числе и со сложившимся представлением об их низкой энерго-эффективности. Насколько это обосновано?

Система отраженного света «Иматра LED» производства компании «Сарос»
Система отраженного света «Иматра LED» производства компании «Сарос»

Для достижения высокого уровня визуального комфорта при прямом освещении используются опаловые рассеиватели. Их КПД лежит в пределах 70–80%. В то же время такое же распределение света (тип Д по ГОСТ Р 54350-2015) способно дать и ламбертовское отражение. Для сравнения, диффузный отражатель на основе BeSO4 (применяется в интегрирующих сферах при светотехнических измерениях) обладает КПД до 98%. Правда, BeSO4 в светильниках применяться не может из-за дороговизны и низкой экологичности. Но даже если использовать более дешевый и экологичный оксид магния, реально создать отражатель с КПД 96%. Естественно, указанные цифры соответствуют идеальным условиям. Но даже в серийно выпускаемых системах используются отражатели с КПД на уровне 70–80%, т. е. не хуже, чем у опаловых рассеивателей.

Проблема заключается в том, что для направления пучка света на отражатель задействован еще один оптический элемент — линза или зеркало, где тоже происходят потери. В итоге по сравнению с обычным светильником система отраженного света теряет в энергоэффективности примерно 20%.

Кривая силы света уличного светильника «Иматра LED» соответствует типу «Г» согласно ГОСТ Р 54350-2015
Кривая силы света уличного светильника «Иматра LED» соответствует типу «Г» согласно ГОСТ Р 54350-2015

Кроме этого, диффузный (ламбертовский) отражатель не позволяет точно направить пучок света в определенное место. Там, где нужно обеспечить освещение площадки с четко очерченными границами, такой отражатель в итоге покажет действительно более низкую энергоэффективность. Получить более направленный свет (кривая типа «Г») можно, используя фасетированный отражатель. Обычно его применяют, когда требуется осветить прилегающую к зданию территорию.

Триумфальное возвращение

Высокий уровень конкуренции между производителями светотехнического оборудования заставил обратить внимание на субъективное восприятие качества освещения клиентами. При этом эффективность светодиодов, достигшая 200 лм/Вт, позволяет смириться со снижением общей светоотдачи. Кроме этого, завоевали популярность светодиоды типа Chip-on-Board (COB), которые, обладая множеством преимуществ, отличаются, подобно МГЛ, значительной габаритной яркостью. Современные системы отраженного освещения для улицы, как правило, построены на основе COB.

Садово-парковый светильник APEX производства компании «Световые технологии», отражатель и излучатель защищены плафоном
Садово-парковый светильник APEX производства компании «Световые технологии», отражатель и излучатель защищены плафоном

В новых системах источник дает более узкий пучок света, благодаря чему уменьшены размеры отражателя. Если при использовании МГЛ диаметр отражателя составлял около 1 м, то сейчас он уменьшился до 15–50 см. Меньший размер отражателя — это лучшая устойчивость к действию ветра. Появилась возможность разместить излучатель и отражатель в одном плафоне из поликарбоната, защитив их от воздействия окружающей среды.

Современные уличные системы отраженного света на основе светодиодов, как правило, имеют общую эффективность в пределах 80–140 лм/Вт.

Парковый светильник отраженного света Церс ART DECO LZ-20-AD-MD
Парковый светильник отраженного света Церс ART DECO LZ-20-AD-MD

Проблема «синего пика»

Распространено ошибочное мнение, что якобы система отраженного света позволяет избавиться от так называемого «синего пика» в спектре излучения. Речь идет о всплеске в районе синей части спектра, характерном для большинства светодиодов. На самом деле используемые в таких системах отражатели не способны менять спектр, тем более подавлять в нем определенную узкую составляющую. Это мнение родилось, по-видимому, из-за субъективно более мягкого освещения, что пользователи, наслышанные о проблеме «синего пика», могут ошибочно связывать с изменением спектра.

В то же время в светильниках с регулируемым цветом или же регулируемым оттенком белого света отражатель действительно немного улучшает спектр, если светодиоды разнесены в пространстве. При диффузном отражении излучение от светодиодов разных цветов будет полностью перемешано. Но для светильников с фиксированным оттенком такой эффект не наблюдается, иначе бы нарушались законы физики.

Офисные светильники

Общемировая тенденция на увеличение среднего возраста работников породила стремление к улучшению качества освещения в офисах. Так-же подросло новое поколение, более требовательное к условиям труда. Поэтому появился спрос на офисные «армстронги», работающие по принципу отражения света. Много лет тому назад такие светильники уже производились для люминесцентных ламп T5, но применялись крайне редко из-за низкой светоотдачи и высокой стоимости. Позже они были вытеснены плоскими светодиодными панелями.

Встраиваемый в потолок светильник OTX LED CF производства компании «Световые технологии»
Встраиваемый в потолок светильник OTX LED CF производства компании «Световые технологии»

Использование светодиодов в приборах отраженного света позволяет обеспечить светоотдачу до 100 лм/Вт. Это на 15–20% меньше, чем у светодиодных светильников классической конструкции с опаловым рассеивателем, но сопоставимо с тонкими панелями.

В офисах сейчас внедряются системы биодинамического освещения. Более полное смешивание излучения от двух групп светодиодов с разной цветовой температурой также является определенным преимуществом.

Выводы

За высокий уровень визуального комфорта придется заплатить как увеличением стоимости обо-рудования, так и несколько большими расходами на электричество. Поэтому рекомендуется устанавливать системы отраженного освещения совместно с «умным» управлением. Для индустрии гостеприимства дополнительные затраты в любом случае окупятся привлечением дополнительных клиентов.

Источник: Алексей ВАСИЛЬЕВ, опубликовано в журнале «Электротехнический рынок» №2 (116) 2024 год

👉 Подписывайтесь на Elec.ru. Мы есть в Телеграм, ВКонтакте и Одноклассниках

Васильев Алексей Владимирович
Все новости и публикации пользователя Васильев Алексей в персональной ленте вашего личного кабинета на Elec.ru
Подписаться
Читайте также
Новости по теме
Объявления по теме

ПРОДАМ: Уличные светильники «Арктика» Duray

Мощные светодиодные светильники способны полностью заменить традиционные источники света в освещении придомовых территорий, улиц и дорог. Высокие светотехнические характеристики светодиодов OSRAM и многоуровневая защита, создают стабильную и энергоэффективную систему освещения городской среды. Серия отлично подходит для освещения городской среды благодаря новому дизайну эргономичного литого корпуса и высоким техническим характеристикам, в т. ч. IP66, готовность к подключению системы Управления светом и возможность регулировки угла наклона светильника. Надежность и качество светильника соответствует всем требованиям и нормам. Область применения: автомобильные дороги и магистрали, территории предприятий и торговых центров, городские улицы, проспекты, дворы и парки. Виды уличных светильников: По типу крепления: — Консольные светильники. Самыми распространенными осветительными приборами, используемыми для уличного освещения, являются консольные светильники, проще говоря — светильники на столбы. — Настенные уличные светильники. При освещении придомовой территории и детских площадок используются настенные светильники, которые крепятся на специальные кронштейны. Могут оснащаться датчиками, реагирующими на движение. По виду ламп: — ДНаТ — дуговые трубчатые натриевые лампы высокого давления. Используются в магистральном освещении, на аэродромах, в промышленных зонах; — ДРЛ — ртутные газоразрядные лампы высокого давления. Применяются при освещении дорог; — LED — светодиодные светильники. Имеют широкий спектр применения — от детских площадок до промышленных зон и магистралей.
Пелевин Андрей · Дюрэй · 16 мая · Россия · Пермский край
Уличные светильники «Арктика» Duray

ПРОДАМ: Трековые светильники ARTLIGHT

В последние годы сфера применения трековых светильников с торговых, промышленных помещений распространилась также и на жилые: все большее число проектов в стиле лофт оснащены шинной системой с прожекторами. Шинопровод с трековыми светильниками — динамическая система, которая позволяет расставлять акценты, менять направления света, добавлять или убирать светильники даже после того, как она смонтирована, этим и объясняется ее популярность. Трековая система A-DALI, которая позволяет относительно бюджетно реализовать немасштабные проекты с диммированием по DALI, либо максимально просто перейти с недиммируемых светильников на диммируемые по протоколу DALI без замены шинопровода. Компания ARTLIGHT сегодня — результат усердного труда всех причастных к её развитию на протяжении более чем 22-летней истории. В настоящий момент в состав компании входят два торговых офиса в Москве и Санкт-Петербурге, производственная линия и склад в Колпино (Санкт-Петербург), а также обширный пул партнеров по всей России и в странах СНГ
Отдел продаж в Москве · Компания Артлайт · Вчера · Россия · г Москва
Трековые светильники ARTLIGHT

ПРОДАМ: Встраиваемые светодиодные светильники

Встраиваемые светодиодные светильники используются для освещения любых типов помещений. Последние годы светодиодные светильники широко используются в офисных, торговых или производственных помещениях. С каждым годом использование светодиодных светильников при проектировании современных зданий увеличивается. Владельцы недвижимости начали понимать какую финансовую выгоду даёт использование светодиодного освещения. Встраиваемые светодиодные светильники хорошо себя зарекомендовали в медицинских учреждениях, торгово-развлекательных центрах, бизнес-центрах, школьных и до школьных учебных заведениях, административных зданиях и так далее. Светильники со светодиодными источниками света изготавливаются различной формы, размером и мощностью. Круглые светодиодные светильники придают оригинальный дизайн любому помещению, ну и конечно же самые распространённые светодиодные светильники армстронг. В нашем каталоге можно подобрать светодиодные светильники для ювелирных магазинов, с помощью которых легко придать необходимую освещенность витринам с украшениями.
Бабкин Евгений · Релайт Групп · 17 мая · Россия · г Москва
Встраиваемые светодиодные светильники

ПРОДАМ: Магнитная система ARTLIGHT

Магнитно-трековая система не зря так популярна на рынке осветительной продукции для жилых помещений, ведь такая система отличается высокой функциональностью и простотой в использовании: светильники крепятся в профиль с помощью магнитов и могут легко менять свою дислокацию в нем, а поворотный механизм позволяет направить свет в нужном направлении. Компания ARTLIGHT сегодня — результат усердного труда всех причастных к её развитию на протяжении более чем 22-летней истории. В настоящий момент в состав компании входят два торговых офиса в Москве и Санкт-Петербурге, производственная линия и склад в Колпино (Санкт-Петербург), а также обширный пул партнеров по всей России и в странах СНГ
Отдел продаж в Москве · Компания Артлайт · Вчера · Россия · г Москва
Магнитная система ARTLIGHT

ПРОДАМ: Светильники-фонари Uniel серия STANDARD

Компания Uniel предлагает к реализации светотехническую продукцию для коммерческого освещения. Представляет собой комплексное решение, которое сформировано из наиболее популярных направлений светотехники, применяемых в коммерческой сфере. Светотехническая продукция для коммерческого освещения: — светодиодные панели; — однофазные трековые системы; — трехфазные трековые системы; — светодиодные светильники подвесные; — встраиваемые светодиодные светильники; — линейные светильники; — аксессуары для монтажа светильников.
Клиентский отдел · Uniel · Вчера · Россия · г Москва
Светильники-фонари Uniel серия STANDARD
Компания LEDVÁNCE — один из ведущих мировых производителей осветительной техники: традиционных источников света, энергоэффективных светодиодных ламп, светильников, инновационных светотехнических решений для «умного дома». Продукция компании предназначена как для профессионального, специализированного применения, так и для конечного потребителя.