Здесь важно заметить — удивительного в вышесказанном действительно много:
1. Во-первых, светодиодные светильники уже давно перешагнули планку в 150 лм/Вт и на рынке это уже не редкость. Эффективность лучших (!) представителей уходящей эпохи натрия составляет не более 90 лм/Вт со светильника и это с учетом использования хороших отражателей, электронных ПРА и ламп с улучшенными характеристиками световой отдачи.
2. Во-вторых, удивительно то, что по старинке потребители продолжают сравнивать светильники по мощности. Даже два светильника на лампах ДНаТ одинаковой номинальной мощности смело могут дать два абсолютно разных значения светового потока (с отличием раза так в полтора-два). Чего уж говорить о сравнении разрядных ламп со светодиодами. Корректным является лишь сравнение световых потоков светильников и то, с примерно одинаковой формой светораспределения.
То есть даже логически можно понять, что более-менее дорогие светодиодные светильники действительно с легкостью могут конкурировать с «натрием». Но вот здесь начинается типичный диалог производителя и покупателя:
— Да, светодиодка эффективней и по световому потоку не уступает натрию, но ведь светодиодка дороже!
— Так за счет экономии на электроэнергии вы ее окупите за год!
— Так уж и за год?! Дай бог, чтобы за три года!
— Нет, у нас эффективность в два раза выше, чем у натрия! Вот протоколы испытаний!
— Сверните свои протоколы в трубочку и засуньте их туда, откуда достали! Мне в поселке поставили светодиодный, я смотрел на него снизу и он светил не так ярко как натриевый!
— O_o
Естественно, любой потребитель может одними только непрофессиональными вопросами поставить любого специалиста в тупик. Да-да, выше описан реальный диалог и реальные вопросы. Так что данная статья — в некотором смысле небольшой ликбез, который поможет разобраться в том, как надо сравнивать светильники на разных технологиях. В данном случае — светильник на лампе ДНаТ со светодиодным светильником.
Выбор светильников и методика сравнения — подробно
Итак, в первую очередь нам нужно определиться с ценовой категорией. Мы выбрали ценовой сегмент 3500…4000 рублей, так как дешевле ламповый светильник с нужными нам параметрами (световой поток, приемлемая эффективность, светораспределение) просто не найти.
1. На сайте одного из крупнейших дистрибьюторов электротехнической продукции мы нашли ЖКУ06-150-001 и натриевую лампу для него. Суммарно розничная стоимость комплекта составила 3750 руб. Световой поток заявлен 15000 лм, но мы-то знаем))) Дистрибьютор конкретно для данного светильника указал световой поток, равный потоку лампы. На сайте производителя в даташитах мы нашли КПД данной модели и оно составляет 55%. Этот пункт мы позже проверим.
Отдельно хочется упомянуть практику закупок в регионах. По опыту общения со снабженцами со стороны муниципалов, им зачастую выделяют деньги только на самые бюджетные светильники — «На комплект светильник + лампа выдают всего 3000…4000 руб. на светоточку. Покупай, что хочешь, только сильно не расходись». В самых запущенных случаях бюджет на светильник составляет не более 2000 руб. И вот тут в дело вступают уже китайские поделки.
2. Теперь нам нужен светодиодный светильник с похожим световым потоком и примерно такой же по стоимости в рознице. На наше предложение сравнить светильники откликнулась компания Люксон, чьи светильники мы периодически испытываем в рамках рубрики Проверено[LUMEN]. Для испытаний был предложен добротный лоукостер — LED Bat 80W-ECO. Розничная цена — 3950 р. с НДС. Его основная фишка — встроенный в драйвер потенциометр, позволяющий подогнать мощность (а следственно и световой поток) светильника под нужное нам значение.
3. После испытаний светильника ЖКУ с лампой ДНаТ-150 мы получили световой поток 8 670 лм при потребляемой мощности (сюрприз!) 181,5 Вт. Об этом мы поговорим чуть позже. Заметим лишь, что при заявленном световом потоке лампы 15000 лм, КПД светильника примерно равен 57%. А очень близко к тому, что заявляет производитель (55%).
4. Теперь выставим на светодиодном светильнике такую мощность, чтобы световой поток после тепловой стабилизации был равен примерно тому, что мы получили с ЖКУ-06-150-001. После консультации с производителем было принято решение выставить мощность 55 Вт. Это более, чем в три раза меньшая мощность, по сравнению с измеренным натриевым.
5. В результате испытаний светильника мы получили 8 642 лм на мощности 55,2 Вт. Опустим наше удивление, на сколько точно нам удалось с первого раза попасть (8670 лм у натриевого и 8642 лм у светодиодного). Главное, что теперь у нас есть два ies-файла и полный набор характеристик для обоих пациентов.
В отличие от прочих публикаций в Проверено[LUMEN], сегодня мы не будем акцентировать внимание на заявленных и измеренных характеристиках. Мы это сделаем факультативно с комментариями по тексту. Самое главное сейчас — сравнить характеристики двух испытуемых.
ЖКУ06-150-001
48 лм/Вт, 8 670 лм, 180 Вт, КМ 0.954, 2000 К, КП 93.2 %, Ra 19, 5 кг, 3 750 руб.
Уличный консольный светильник с лампой ДНаТ — ЖКУ06-150-001 УХЛ1 (лампа ДНаТ 150 Е40/45) показал откровенно низкое значение световой отдачи для современного уровня развития технологий — всего 47,8 лм/Вт. Для сравнения, лучшие образцы ЖКУ, которые нам удавалось измерить в рамках рубрики Проверено[LUMEN] выдавали 80…90 лм/Вт со светильника. Форма КСС светильника мало напоминает классическую полуширокую или широкую — она строго косинусная. Все описанные выше недостатки светильника обусловлены его стоимостью — 3750 руб в рознице. За такие деньги можно купить светильник только в самой простой комплектации — без качественного отражателя и с электромагнитным ПРА (ЭмПРА). Как следствие, мы имеем повышенное потребление (по сравнению со светильниками на электронных ПРА) и низкий КПД оптической системы. Цветовая температура и индекс цветопередачи — в рамках нормы для ламп ДНаТ — 1991 К / CRI 19,3. Коэффициент пульсаций — тоже весьма традиционный для ЭмПРА — почти стопроцентный (93,2%).
Измеренный ies-файл на ЖКУ06-150-001 УХЛ1 (62.4 KiB)
Протокол испытаний на ЖКУ06-150-001 УХЛ1 (4.3 MiB)
Общий вид светильника ЖКУ06-150-001:
Вид светильника ЖКУ06-150-001 с тыльной стороны:
Оптический отсек светильника ЖКУ06-150-001 со снятым прозрачным защитным колпаком:
Маркировка светильника ЖКУ06-150-001:
LED Bat 80W-ECO
156 лм/Вт, 8 642 лм, 55 Вт, КМ 0.964, 5000 К, КП 0.6 %, Ra 70, 1.5 кг, 3 950 руб.
Светодиодный уличный светильник LED Bat 80W-ECO (режим работы 55 Вт) показал отличное значение световой отдачи (156,5 лм/Вт, с учетом уровня развития технологий по факту на июнь 2020 года), добротную широкую боковую КСС, хорошие показатели цветовых характеристик для уличного освещения (5000 К / CRI 70,6) и почти полное отсутствие пульсаций — 0,6%.
Измеренный ies-файл LED Bat 80W-ECO (55Вт) (45.7 KiB)
Протокол испытаний на LED Bat 80W-ECO (55 Вт) (4.3 MiB)
Общий вид светильника LED Bat 80W-ECO:
Общий вид светильника LED Bat 80W-ECO:
Вид светильника LED Bat 80W-ECO с тыльной стороны:
Оптический блок светильника LED Bat 80W-ECO крупным планом:
В принципе, с учетом одинаковой цены и световых потоков светильников, дальше можно и не сравнивать))) Любому специалисту даже эти данные избыточны, чтобы сделать выбор в пользу светодиодного. Но мы измерили слишком много параметров у обоих светильников, чтоб вот сейчас взять и остановиться.
Измеренные характеристики ЖКУ06-150-001 и LED Bat 80W-ECO
| ЖКУ06-150-001 | LED Bat 80W-ECO | |
| Световой поток, лм | 8 670 | 8 642 |
| Мощность, Вт | 181,51 | 55,23 |
| Коэффициент мощности | 0,954 | 0,964 |
| Световая отдача, лм/Вт | 47,8 | 156,5 |
| Тип светораспределения | Косинусная | Широкая боковая |
| Цвет. темп., К | 1991 | 5000 (4993) |
| Индекс цветопередачи, Ra | 19,3 | 70,6 |
| Максимальная сила света в зоне слепимости, ккд | 0,453 | 1,384 |
| Коэффициент пульсаций светового потока, % | 93,2 | 0,6 |
| Полный коэфф. гармонических искажений тока, % | 21,9 | 5,9 |
| Заявленные характеристики (не измерялись) | ||
| Защита от пыли и влаги, IP | 53 | 65 |
| Срок службы, лет | 10 | 10 |
| Гарантия, лет | 3 | 3 |
| Темп. диапазон,°С | -60…+40 | -40…+30 |
| Диапазон напряжений, В | 230 ± 10% | 176…264 |
| Масса, кг | 5,1 | 1,5 |
| Цена, розница (июнь 2020 г.), руб | 3750 | 3950 |
Как видим, бюджетный светодиодный светильник не оставляет никаких шансов бюджетному ЖКУ06-150. При одинаковых цене и световом потоке, световая отдача светодиодного в 3,3 раза выше. Цветовая температура и индекс цветопередачи: на светодиодном светильнике показать такие плохие результаты можно только за большую доплату. Коэффициент пульсаций — округленно 100% против 0%. КСС (светораспределение) — косинусная против широкой боковой.
Сравнение осветительных установок на базе светильников ЖКУ06-150-001 и LED Bat 80W-ECO
Для корректного сравнения светильников мы сделаем два проекта освещения дороги. Дело в том, что на косинусной КСС выполнить требования освещенности, яркости и их равномерностей при стандартном шаге опор в 35 метров — физически невозможно. И чтобы дать светильнику ЖКУ хоть какой-то шанс, мы постараемся найти такие параметры установки (шаг опор, высота светоточки, вылет, длина консоли, угол наклона), чтобы удовлетворить требованиям и уж затем подставим в этот же проект (ничего в нем не меняя) светодиодный светильник.
Второй проект мы сделаем наоборот, сначала на светодиодном светильнике — с учетом стандартной компоновки — с шагом опор 35 метров. Проверим, выполняются ли в проекте все требования и заменим в нем ies-файл на ЖКУ-шный.
Здесь, кстати сразу вскрывается интересный момент, так часто лоббируемый светодиодниками. Чтобы заменить один в один натрий на светодиодку, нужно, чтобы в исходной осветительной установке выполнялись все требования по яркости/освещенности/равномерностям. А с косинусной КСС это не возможно от слова совсем. Светильник тупо светит под себя, давая хорошую такую, благородную «зебру». Отсюда, кстати, много мифов про яркость дорожного полотна у натрия — под ним-то конечно, ярко. А вот между опорами — здравствуйте, приехали.
Внимание!
Здесь и далее мы рассуждаем о самом бюджетном ЖКУ, который в принципе можно купить. Более дорогие осветительные приборы с натриевыми лампами имеют куда более высокие характеристики и более качественное светораспределение!
Вариант сравнения №1 — подгон компоновки под выполнение всех требований на светильнике ЖКУ06-150-001
Как и было сказано выше, в первую очередь мы рассмотрим проект освещения дороги в котором шаг опор подогнан под выполнение требований на светильнике ЖКУ. Затем мы заменим ies-файлы натриевого светильника на светодиодные, ничего при этом не меняя.
Данные компоновки:
– расположение: с одной стороны,
– расстояние между мачтами: 25.0 м,
– Монтажная высота: 9.0 м,
– вылет: 1.0 м,
– наклон консоли: 15.0 °,
– длина консоли: 1.5 м.
Характеристики дорожного полотна (категория В1):
– ширина: 7,5 м,
– число полос движения: 2,
– покрытие: R3 (q0: 0,093),
– эксплуатационный коэффициент: 0,67.
Результаты расчета
В столбце «Требования» указаны европейские нормы, автоматически задаваемые в программе DIALux. В скобках указаны требования согласно российских норм.
| Требования | ЖКУ06-150-001 | LED Bat 80W-ECO | |
| Коэффициент запаса/эксплуатационный коэффициент | 1,5/0,67 | 1,5/0,67 | 1,5/0,67 |
| Средняя яркость дорожного покрытия, кд/м.кв | ≥ 0,75 (0,60) | 0,86 | 1,23 |
| Общая равномерность яркости, Lмин/Lср | ≥ 0,4 (0,35) | 0,43 | 0,6 |
| Продольная равномерность яркости, Lмин/Lмакс | ≥ 0,5 (0,5) | 0,55 | 0,92 |
| Средняя освещенность, лк | (≥ 8) | 14 | 14 |
| Равномерность распред. освещенности, Емин/Еср | (≥ 0,25) | 0,384 | 0,602 |
| Пороговое приращение яркости, TI | ≤ 15 (15) | 8 | 7 |
| Коэффициент периферийного освещения, SR | ≥ 0,5 (0,5) | 0,64 | 0,64 |
| Схема расположения опор | Одностороннее | ||
| Расстояние между опорами, м | 25 | ||
| Расстояние от проезжей части, м | 1 | ||
| Длина консоли, м | 1,5 | ||
| Тип консоли | Однорожковый | ||
| Угол наклона консоли, ° | 15 | ||
| Монтажная высота, м | 9,0 | ||
Как видно из таблицы, все светотехнические требования в обоих проектах соблюдены. При этом многие параметры в проекте на светодиодном светильнике лучше, чем у ЖКУ06-150. Это говорит о том, что при прочих равных (цена, световой поток) использование светодиодного светильника не только повысит качество освещения дороги категории В1, но и позволит получить значительную экономию по потреблению электроэнергии (примерно в 3,3 раза).
Вариант сравнения №2 — компоновка осветительной установки с учетом традиционного шага опор 35 метров
В этом варианте мы сначала сделаем проект освещения на светодиодном светильнике с учетом традиционного шага опор 35 метров так, чтобы выполнялись все требования. А затем заменим ies-файл LED Bat 80W-ECO на ies-файл от ЖКУ06-150-001 и сравним, как изменилось выполнение требований установки.
Данные компоновки:
– расположение: с одной стороны,
– расстояние между мачтами: 35.0 м,
– Монтажная высота: 10.5 м,
– вылет: 0.0 м,
– наклон консоли: 15.0 °,
– длина консоли: 1.5 м.
Характеристики дорожного полотна (категория В1):
– ширина: 7,5 м,
– число полос движения: 2,
– покрытие: R3 (q0: 0,093),
– эксплуатационный коэффициент: 0,67.
Результаты расчета
В столбце «Требования» указаны европейские нормы, автоматически задаваемые в программе DIALux. В скобках указаны требования согласно российских норм.
| Требования | ЖКУ06-150-001 | LED Bat 80W-ECO | |
| Коэффициент запаса/эксплуатационный коэффициент | 1,5/0,67 | 1,5/0,67 | 1,5/0,67 |
| Средняя яркость дорожного покрытия, кд/м.кв | ≥ 0,75 (0,60) | 0,52 | 0,75 |
| Общая равномерность яркости, Lмин/Lср | ≥ 0,4 (0,35) | 0,31 | 0,59 |
| Продольная равномерность яркости, Lмин/Lмакс | ≥ 0,5 (0,5) | 0,39 | 0,94 |
| Средняя освещенность, лк | (≥ 8) | 8,24 | 8,43 |
| Равномерность распред. освещенности, Емин/Еср | (≥ 0,25) | 0,228 | 0,552 |
| Пороговое приращение яркости, TI | ≤ 15 (15) | 7 | 7 |
| Коэффициент периферийного освещения, SR | ≥ 0,5 (0,5) | 0,74 | 0,72 |
| Схема расположения опор | Одностороннее | ||
| Расстояние между опорами, м | 35 | ||
| Расстояние от проезжей части, м | 0 | ||
| Длина консоли, м | 1,5 | ||
| Тип консоли | Однорожковый | ||
| Угол наклона консоли, ° | 15 | ||
| Монтажная высота, м | 10,5 | ||
В результате расчета с классической компоновкой — с шагом опор 35 метров и с монтажной высотой светоточки 10,5 метров — мы получили на светильнике ЖКУ06-150-001 почти полное невыполнение ключевых требований по яркости, освещенности и их равномерностям для дорожного полотна категории В1. В частности, далеки от идеальных оказались средняя яркость, общая и продольные равномерности яркости, а также равномерность распределения освещенности. Кстати говоря, любители экспресс-анализа выполнения требований обожают оперировать параметром средней освещенности, т.к. ее очень просто измерить. И (сюрприз), именно этот параметр оказался выполненным. Вот таким вот о-бра-зом сдаются в эксплуатацию объекты с замерами «для галочки», чтоб приняли. А если еще сидеть рядом с люксметром в белой куртке/футболке, так вообще можно параметры освещенности раза в полтора поднять ;)
В итоге можно констатировать, что при стандартных шаге и высоте опор (35/10,5 метров), при одинаковой стоимости (3500…4000 руб) и одинаковом световом потоке осветительных приборов (8650 лм), осветительная установка на светодиодных светильниках значительно превосходит аналогичную на ДНаТ. Это касается и норм освещенности/яркости, и потребляемой мощности (разница в 3,3 раза).
One more thing…
Расширенное сравнение характеристик светодиодного и натриевого светильников
Измеренные КСС образцов
Здесь мы наконец наглядно можем увидеть всю «косинусность» светораспределения светильника ЖКУ и относительно-правильную широкую осевую КСС светодиодного светильника. Стоит отметить, что КСС светодиодного светильника характерна именно для этого образца, именно с этой оптикой.
Координаты цветности / цветовая температура
Интересно, что благодаря чрезвычайно низкой цветовой температуре образца с лампой ДНаТ (1990 К), мы даже не смогли присвоить светильнику значение цветовой температуры согласно ГОСТ Р 54350-2015. На диаграмме цветности он даже не отображается и не попадает ни в один из ромбов. Но, зная координаты цветности, мы смогли весьма примерно показать, как далеко «улетели» значения образца. Здесь стоит отметить, что диаграмма цветности по ГОСТ Р 54350 с четырехугольниками — нормируется для светодиодных источников света и попытка расположить на ней координаты цветности лампы ДНаТ имеет лишь сравнительный характер.
Спектральное распределение излучения измеренных образцов
Как правило, спектральное распределение источников света изображают на графиках в относительных единицах. Однако, у нас тот редкий случай, когда световые потоки двух светильников совпадают и мы можем сравнить графики в абсолютных величинах. Также интересно, что обычно график спектрального распределения лампы ДНаТ отображают в границах видимого диапазона, обрубая после 780 нм. А тут, оказывается, на 810…820 нм вон, что творится. Это связано с тем, что излучение с длинами волн выше 780 нм не участвует в расчете светового потока.
Что касается «качества» спектра натриевой лампы — здесь мы видим типичного представителя линейчатого, да к тому же еще и весьма скудного, спектра. Светодиодный светильник показал не менее стандартный рисунок для данного источника света с пиками, характерными для излучения синего чипа и желтого люминофора.
Частные индексы цветопередачи
Частные индексы цветопередачи светильника ЖКУ06-150-001 УХЛ1 (лампа ДНаТ 150 Е40/45). Вы когда-нибудь видели значение -213? Вот и мы в первый раз:
Частные индексы цветопередачи светильника LED Bat 80W-ECO. Да, индекс R9 как правило отрицательный у всех светильников с CRI менее 80. Но для уличного освещения это не критично.
Резюме
Если для профессионалов рынка возможность замены натриевых светильников на аналогичные светодиодные уже не вызывает сомнений, то рядовым потребителям все-таки еще сложно разобраться в этом столь непростом вопросе. Искренне надеемся, что данная статья раз и на всегда развеет все сомнения. Конечно, при условии, что мы сравниваем аналоги. И, в первую очередь, аналоги по световому потоку!
