25 мая 2012 в 10:16

Делаем ядерную люстру на 100"000 люмен

• DIY или Сделай сам

Существует стереотип, что «IT»-шник должен сидеть в полумраке, освещаемый лишь светом монитора. Не знаю как вам, а мне всегда было комфортнее при ярком освещении. Сначала это было 3x100W обычных лампочек, потом 250W люминесцентных ламп, после последнего переезда - одна 500W галогенка… Но этого все-же было недостаточно. Всегда хотелось иметь такое освещение, чтобы не хотелось свет сделать ярче. О создании такой люстры я сейчас и расскажу.

Лампы

Из моего предыдущего обзора всех видов ламп понятно, что я не большой фанат светодиодного освещения. Эффективность ограничена, спектр далеко не «солнечный», цена кусачая и серьёзные проблемы с охлаждением. Потому остановился я на металлогалогенной OSRAM Powerball HCI-TS 150W/942 NDL с шарообразной керамической горелкой - что дает нам близкий к солнечному спектр, относительно скромную цену ламп (880 рублей за штуку, без учета ЭПРА - электронного блока), срок службы более 10"000 часов и светоотдачу 99 Лм/Вт (что существенно превышает продающиеся у нас люминесцентные и светодиодные(!) лампы).

Обычно металлогалогенные лампы нельзя использовать без закрытого светильника по двум причинам: ультрафиолетовое излучение и возможность взрыва лампы. Но данные конкретные лампы имеют встроенный UV-фильтр, а с использованием электронного балласта вероятность взрыва крайне мала © (собственно, насколько я знаю, все немногие случаи взрыва МГЛ ламп имели место именно с магнитными балластами, но об этом позже)

ЭПРУ / балласт

Напрямую МГЛ лампы включить в 220 вольт невозможно - они просто не зажгутся. А если зажгутся - то им нужно меньшее напряжение (и стабилизированный ток). Для зажигания лампы - нужен импульс до 5000 Вольт. Для этого всего и нужны ЭПРА (часто называемый балластом, хотя балласт сам по себе не «зажигает», а только поддерживает разряд).

Исторически, раньше балласты были магнитными, с тупой системой зажигания, которая долбила 5000В-импульсами лампу пока она не зажжется (или взорвется). Во время работы - КПД магнитного балласта также меньше. Современный электронный балласт - зажигает лампу плавно, выдавая полную мощность на лампу только со второй минуты (что продлевает её срок службы), и не пытается зажигать лампу до бесконечности если с ней что-то не так.

Я выбрал балласт OSRAM Powertronic PTi 150 - на каждую лампу нужно по одному. Эту модель - т.к. она в металлическом корпусе.

Собираем

Самая большая сложность - найти крепления для таких ламп. Цоколь называется R7s, в такой же цоколь вставляются обычные галогеновые лампы. Проблема в том, что 500Вт галогенки имеют длину 118мм, а эти МГЛ лампы - 138мм, соответственно нужно искать либо этот дефицитный размер… или распилить имеющиеся и прикручивать половинки отдельно.

Крепится все это на треугольник из алюминиевых уголков болтами, и подвешивается за цепь. Балласты - по-крестьянски повесил на нейлоновых стяжках. Чтобы меньше энергии тратить на нагрев самой «люстры» - провода проложил по возможности дальше от света, прямо под лампой - отражатель из алюминиевого скотча.

Результат и цена вопроса

Свет - непередаваемый. Я бы назвал его «утро в летний день», теплый и натуральный. Суммарная светоотдача - 99"400 люмен. Что в моей комнате дает реальную освещенность около 2000 люкс.

Для сравнения, 3x100W лампы накаливания дают 3600 люмен, 3x26 люминесцентных ламп дают 4680 люмен. Таким образом, освещение получилось примерно в 20 раз ярче , чем обычно бывает в комнате.

Цена вопроса: Балласты - 2000*7, лампы - 880*8 (одна запасная), цепь, уголки, болты - <500рублей. Итого - около 22 тыс рублей.

Отдельный вопрос - электроэнергия. На максимальной мощности все это счастье жрет около 1150 Ватт (с учетом КПД балласта), но у нас дом на электроплитке + 3-х тарифный счетчик, что дает стоимость порядка 500 рублей в месяц, если свет горит 8 часов в день.

Результат полугода использования

За пол года не перегорела ни одна лампочка, хотя видна разница в скорости зажигания между теми, что горят редко и часто. По началу при включении появлялся небольшой запах озона - я долго ломал над ним голову. Оказалось одна из ламп неплотно прижата была к контакту в моём распиленном цоколе, и промежуток пробивался искрой при зажигании.

Лампы - зажигаются 2 минуты, первые 10 секунд свет очень тусклый, и по мере разгорания сильно «плывет цвет». После выключения - лампы минут 10 повторно не включаются, это конечно минус, но мне он редко мешает (в основном если свет во всем доме выключится на несколько секунд). Во время разгорания они ощутимо жужжат, после - тише. Но я конечно уже не замечаю.

Заметен и терапевтический эффект яркого освещения (светотерапия обычно как раз начинается с 2000 люкс) - хандрить крайне сложно при таком свете. Даже если это эффект плацебо - меня это полностью устраивает.

С течением времени впрочем со всеми 7-ю лампами стало не комфортно, режет глаза, жалуются гости. Потому последние 4 месяца - обычно включаю только 3 из 7 ламп, и это наиболее комфортный уровень яркости для меня.

Ну и наконец - т.к. этот свет ярче и приятнее, чем днем зимой в пасмурный день, большую часть зимы не возникало желания видеть «естественный», холодный, синий уличный свет. Справа - видно как яркость бежевых штор вполне сравнима с яркостью неба в пасмурную погоду (13:30 дня). Ну и когда идешь в другую комнату, освещенную обычными лампами - хочется сказать «всем выйти из сумрака!»:-)

В целом, поставленной цели я достиг, и доволен результатом: 99400 Люмен - слишком много для комнаты, 42600 Люмен- наиболее комфортный уровень освещения, 14200 Люмен (одна лампа) - вполне достаточный.

Вопросы, комментарии?

В советские времена выбирая лампочку, потребители ориентировались на количество ватт в ней. Чем их больше - тем ярче светило данное устройство. Однако сегодня (когда на прилавках магазинов появилось множество новых разновидностей ламп) все чаще приходиться сталкиваться с таким понятием, как «люмен». Что такое это, чем отличается от ватта и что за единица называется люмен на ватт? Давайте найдем ответы на эти вопросы.

Что такое «люмен»

В средине ХХ в. для избегания путаницы в единицах измерения между различными странами была введенная универсальная система СИ. Именно благодаря ей мы имеет ватты, амперы, метры, килограммы и т.п.

Согласно ей, (видимое электромагнитное излучения) является Фактически в этих единицах измеряют количество света, исходящего от его источника.

Так же на вопрос о том, что такое «люмен, можно ответить, что это название известной российской рок-группы из Уфы. Начав свою деятельность в 1998 г., она уже почти двадцать лет продолжает оставаться любимой многими слушателями в Российской Федерации и за ее пределами.

Происхождение слова

Узнав, что такое люмен, стоит уточнить, откуда пришло данное слово в российский язык.

Как и большинство названий единиц измерения в системе СИ, рассматриваемый термин является латинизмом. Он образован от слова «свет» (lūmen).

При этом отдельные лингвисты утверждают, что существительное могло быть образовано и от праиндоевропейского слова leuk (белый) или от lucmen (значение точно не установлено).

Чем отличается люмен от люкса

Рассматривая значение слова «люмен», стоит упомянуть о таком близком к нему понятии, как «люкс».

Оба этих термина относятся к световым энергетическим единицам, однако люмен - это весь излученный источником свет, а люкс - то его количество, которое дошло до освещаемой поверхности, а не было остановлено какими-то преградами с образованием теней.

Взаимозависимость данных единиц можно отразить при такой формуле: 1 люкс = 1 люмен/1 квадратный метр.

Например, если лампа, освещающая территорию размером в 1 м 2 , излучает 50 люменов, то освещенность данного места равна 50 люксам (50лм/1м 2 = 50 лк).

Однако если все та же лампа с аналогичным количеством света используется для помещения в 10 м 2 , то освещенность в нем будет меньшей, нежели в предыдущем случае. Всего 5 люксов (50лм/10м 2 = 5 лк).

Кроме того, при таких подсчетах не бралось во внимание наличие различных преград, препятствующих достижению световых лучей поверхности, что существенно снижает уровень освещенности.

В связи с такой ситуацией в любой стране мира существуют нормы освещенности для различных зданий. Если она ниже их, зрение человека недополучает света и ухудшается. По этой причине, задумав делать ремонт или перестановку в своем жилище, всегда важно учитывать данный нюанс.

Также существует целый ряд дизайнерских программ, в которых производятся подобные расчеты автоматически.

Люмен и ватт

Узнав отличие и значение люмена и люкса, стоит обратить внимание на еще одну единицу системы СИ - ватт.

Из-за того, что их используют для лампочек, некоторые полагают, что можно свободно соотносить между собою данные единицы. Однако это не совсем так.

Дело в том, что в ваттах измеряется мощность энергии, которую потребляет лампочка, а в люменах - количество света, которое она излучает.

Во времена существования только ламп накаливания высчитать количество света от такого прибора было проще. Так как 100 Вт лампочка выдавала около 1600 лм света. В то время как аналогичный прибор в 60 Вт - 800 лм. Получалось, чем больше потреблено энергии - тем лучше освещение.

Но сегодня все не так. В последние десятилетия изобретено несколько новых видов источников освещения люминесцентные и т.п.). Их преимуществом является экономичность. То есть они светят ярче при меньшем количестве использованной энергии.

В связи с этим при необходимости составить соотношения между ваттами и люменами нужно учитывать тип лампы и искать ее светосилу в специальных таблицах.

Стоит отметить, что обычному человеку иногда не хочется перестраиваться и разбираться во всех этих тонкостях. Поэтому большинство отечественных производителей лампочек нового типа на этикетках указывают не только количество люменов, а насколько меньше ватт потребляет данный прибор (по сравнению с лампой накаливания). Например: лампа в 12 ватт выдает свет как при 75 Вт.

Единица измерения «люмен на ватт»: значение ее и сфера применения

Например, классическая лампа накаливания в 40 Вт имеет светоотдачу в 10,4 лм/Вт. При этом у индукционной лампочки с такой же мощностью этот показатель гораздо выше - 90 лм/Вт.

По этой причине, выбирая себе осветительный прибор в дом, все-таки стоит не полениться, а узнать уровень его световой отдачи. Как правило, такие данные есть на этикетках.

Еще десять лет назад выбрать нужную лампочку было проще, ведь лампы накаливания имели маркировку с максимальной мощностью. В настоящее время все большую популярность приобретают новые LED-лампы. Выбрать изделие нужной мощности в современную эпоху освещения сложнее, ведь LED-лампы, компактные люминесцентные и другие энергосберегающие лампы полностью изменили значения мощности. Теперь ориентироваться на ватты будет не совсем правильно, да и не всегда возможно. Если в обычном магазине специалист еще может помочь подобрать нужную лампочку, то совершая покупку через интернет, ватт в описании этой лампочки вы вряд ли найдете.

Что такое световой поток?

Ватты означают количество потребляемой энергии. Например, больше энергии использует лампочка мощностью 100 Вт, чем лампочка в 60 Вт. Это значение показывает то, сколько энергии будет тратиться – оно никак не показывает количество световых лучей, которое дает лампа. То, сколько света вы получаете от лампочки, показывает 1 люмен.

Люмен - это единица измерения светового потока в системе исчислений. Чем ярче лампочка, тем больше будет это значение. Например, обычная лампа накаливания мощностью 40 Вт обладает световым потоком 300 люмен. Перевести люмены в ватты не так просто, как кажется.

На упаковке каждого изделия обязательно должна быть информация о том, какое количество света дает данное изделие. Когда электроэнергия преобразовывается в световые лучи, часть ее теряется и поэтому большие значения не достигаются. Можно заметить, что этот показатель ламп накаливания равен 12 люмен к одному ватту, тогда как люминесцентные лампы дают 60 люмен к одному ватту. У светодиодных ламп максимальное освещение при минимальном потреблении энергии – до 90 люмен на ватт.

Воспользовавшись таким подходом, не всегда можно получить верные результаты, ведь даже у лампочек одного типа с одинаковой мощностью может быть разное отношение светового потока к энергетическим затратам, причем разница может быть довольно значительна. Ниже приведена таблица, которая позволяет осуществить перевод ватт в люмены для светильника при первом использовании. С ее помощью можно легко узнать, сколько люмен в лампе накаливания, например.

Из таблицы следует, что светодиодная лампа со световым потоком 600 лм не является эквивалентом лампы накаливания 60 Вт, а 1 000 лм – не эквивалент лампы накаливания 100 Вт.

Параметры, определяющие показатель светового потока и его расчет

Луч состоит из потока частичек – фотонов. Когда эти частички попадают человеку в глаза, возникают определенные зрительные ощущения. Чем больше фотонов попало на сетчатку глаза в определенный промежуток времени, тем более освещенным кажется нам предмет. Таким образом, лампы испускают световой поток из фотонов, которые, попадая в глаза, позволяют нам хорошо видеть предметы перед собой.

К сожалению, чем дольше лампочка используется, тем меньшую яркость она сможет давать. Ухудшить показатель освещенности может также сама лампа, ведь часто потери зависят от качества материала лампы. Самые большие потери светового потока наблюдаются у газоразрядных источников, у люминесцентных ламп эти потери могут составлять 20–30%, у ламп накаливания – 10–15%. Светодиодные лампы обладают наибольшей светоотдачей – световые потери составляют менее 5%.

Чтобы перевести в люмены световой поток лампы, используйте средние значения светоотдачи:

• для диодных изделий умножьте мощность на 80–90 лм/вт для лампочек с матовой колбой и получите светопоток;
• для диодных филаментных (прозрачные изделия с желтыми полосками) умножайте энергопотребление на 100 лм/вт;
• люминесцентные энергосберегающие лампы умножайте на 60 лм/вт;
• для лампы ДНаТ это значение будет 66 лм/вт для 70W; 74 лм/вт для 100W, 150W, 250W; 88 лм/вт у 400W;
• для дуговой ртутной лампы множитель будет 58 лм/вт;
• лампа накаливания мощностью 100 Вт дает поток примерно 1 200 люмен. Если мощность уменьшить до 40 Вт, поток достигнет 400 лм. А вот лампочка в 60 ватт имеет показатель около 800 лм.

Если необходимо точно определить световой поток, понадобится прибор люксометр. С его помощью можно вычислить, какой световой поток будет в выбранных точках помещения по известной методике.

Один люкс соответствует определенному световому потоку, попадающему на освещаемую поверхность площадью в один квадратный метр. Определить приблизительное значение светового потока, создаваемое определенным источником, можно, воспользовавшись формулой:

Ф = Е х S,
где S – это площадь всех поверхностей исследуемого вами помещения (в кв. метрах), а Е – это освещенность (в люксах).

Так если площадь поверхности 75 кв. метров, а освещенность 40 люкс, световой поток равен 3 000 люмен. Для точного расчета светового потока придется учитывать множество других пространственных факторов.

Если вы правильно, по всем параметрам подберете светодиодную лампу, при соблюдении всех требований завода-изготовителя она гарантированно прослужит долгие годы. В настоящее время наименее энергозатратные и обеспечивающие наибольшую освещенность изделия стоят недешево, но со временем они станут доступны всем потребителям.