Co je svítivost (cd), světelný tok (lm) a intenzita osvětlení (lx)?

V minulosti jsme si osvětlení, zejména žárovky, vybírali na základě „watáže“ – příkonu, resp. spotřeby energie dané žárovky. Jelikož všechny wolframové žárovky měly zhruba stejnou světelnou účinnost (10-15lm/W), platilo, že čím více wattů, tím více světla. Dnes tomu tak již není.

Různá LED svítidla mohou mít násobně různou světelnou účinnost (běžně od 70 do 160lm/W). Počet wattů tedy neprozrazuje množství světla, které jím získáme – rozdíl může být i více, než 2násobný. Při výběru správného osvětlení je proto třeba řídit se zejména světelným tokem – lumeny.

Světelný tok – lumen (lm)

Základní jednotkou světelného toku je lumen (lm). Tento údaj určuje, jak silně nám dané svítidlo bude svítit a najdete jej na balení každého svítidla, resp. mezi parametry svítidla na eshopu. Klasická 100W žárovka měla světelný tok zhruba 1000-1500lm, LED žárovka této hodnoty dosáhne při příkonu zhruba 15-18W při světelné účinnosti 70lm/W. Ale kvalitnější LED žárovky budou mít takový světelný tok při spotřebě jen 6-9W (při světelné účinnosti 160lm/W).

Zjednodušeně: Pokud má nějaké svítidlo 1000lm, tak „svítí“ dvakrát více než takové, co má 500lm. Přičemž spotřebu ve wattech mohou mít naprosto stejnou.

Pro představu uvádíme i tabulku světelné účinnosti starých a nových světelných zdrojů:

Světelný zdroj	Světelná účinnost
žárovka s wolframem	10-15lm/W
halogenová žárovka	15-25lm/W
LED žárovka	80-160lm/W

 
Se světelným tokem souvisí i barva světla. U LED osvětlení má nejvíce světelného toku studená bílá barva světla. Neutrální bílá má asi o 5 % a teplá bílá asi o 10% méně světelného toku. Takové rozdíly jsou ale pro lidské oko nepostřehnutelné. Studie ukazují, že méně než 30% rozdílu si lidé nevšimnou.

Vedle barvy světla je světelný tok LED osvětlení ovlivněn i jinými faktory, jako například počtem diod nebo použitou optikou. V úvahu je třeba brát i degradaci osvětlení, čili to, že postupem času světelný tok LED svítilny klesá.

Intenzita osvětlení – lux (lx)

Lumeny samotné nám nedokážou odpovědět na otázku, nakolik je něco (obývací pokoj, parkoviště, cokoliv) osvětlené. Není jedno, jestli stejné svítidlo použijeme na osvětlení koupelny s rozměry 3x3m nebo na osvětlení obývacího pokoje s rozměry 6x5m. Na tuto otázku nám dokáže odpovědět intenzita osvětlení.

Jednotkou intenzity osvětlení je lux (lx). Vyjadřuje, kolik lumenů světelného toku dopadá na 1 metr čtvereční, tedy lux = lm/m². Intenzita osvětlení je závislá i na vzdálenosti světelného zdroje, čili čím je zdroj světla dále od objektu, tím méně luxů ho bude osvětlovat.

Zjednodušeně: Pokud chcete, aby bylo něco „osvětlené“ dvakrát více, musí to mít dvakrát více luxů. Do výpočtu vstupuje světelný tok svítidel, osvětlená plocha a vzdálenost zdroje světla od plochy.

Luxy počítáme ve speciálních programech pro návrh osvětlení, jako např. Dialux (pokud byste potřebovali, kontaktujte nás). Jako příklad uvádíme osvětlení dětského pokoje 16m² 12W LED panelem, jehož světelný tok představuje 1000lm. Při osvětlení dětského pokoje norma určuje intenzitu osvětlení 150-200lx = 150-200lm/m². Při instalaci do výšky 2,8m doporučujeme tyto panely umístit asi 2m od sebe – na pokoj o rozloze 16 m² jich budete potřebovat asi 4ks.

Jak jsme i u příkladu uvedli, důležité je i správné rozmístění světelných zdrojů, resp. jejich počet. Jedno svítidlo nemusí dostatečně osvítit celý prostor, protože i když bude mít požadovaný světelný tok, mohou vznikat tmavá a stinná místa.

Každá místnost či prostor vyžaduje jinou hodnotu luxů, kterou nám udávají normy. Na změření požadované intenzity osvětlení se používá luxmetr, viz obrázek.

V následující tabulce uvádíme hodnoty, které by měly splňovat jednotlivé místnosti či prostory:

Místnost/prostor	Úroveň osvětlení
obývací pokoj	180-220lx
kuchyň	200-250lx
dětský pokoj	180-220lx
ložnice	150-180lx
koupelna	160-200lx
kancelář	280-330lx
sklad	200-250lx
učebny	450-500lx
parkoviště	20-80lx

 

Svítivost – kandela (cd)

Svítivost je udávána v kandelách (cd). Pojem svítivost se často zaměňuje se světelným tokem, který se udává v lumenech nebo s luxy, které zas vyjadřují intenzitu osvětlení. Název vychází z latinského candela, což znamená svíčka. Právě svítivost běžné svíčky, resp. její svítivost plamene ve vodorovném směru, byla původně jednotkou svítivosti = 1 kandela. Ale protože ne každá svíčka svítí stejně, ve fyzice se nakonec kandela definovala jako svítivost v daném směru ze zdroje, který vyzařuje monochromatické záření s frekvencí 540×1012Hz a má zářivou intenzitu (zářivost) v tomto směru 1/683W na jeden steradián (prostorový úhel).

Zjednodušeně: Jestliže má svítidlo svítivost 100cd, je to, jakoby svítilo 100 svíček v jednom směru.

Tato jednotka se využívá především u těch světelných zdrojů, kde je světlo vyzařované jedním určitým směrem (např. reflektory s úzkým úhlem svícení, žárovky „bodovky“, reflektory automobilů, svítidla pro jízdní kola). Důležité je celkové množství světla (lm) směrované do úzkého kužele, aby bylo dosaženo vysoké svítivosti (cd) a tím pádem se zvyšuje vzdálenost pro požadované osvětlení (lx).

Míra svítivosti – jas (L)

Jas je fotometrická veličina, definovaná jako míra svítivosti. Označuje se L (luminance), udává se v cd/m2 (kandela na metr čtvereční). Charakterizuje schopnost svítící nebo světlo odrážející, případně propouštějící plochy vyvolat vizuální vjem. V podstatě jde o hustotu světelných paprsků (tj. svítivost) vztahující se na plochu.

Zjednodušeně: Jak jasné se nám světlo zdá, resp. síla světla odraženého od předmětu nebo od zdroje světla.

Je to jediná pro lidské oko viditelná světelná veličina. K měření se používá jasoměr.

Přepočet lumenů, luxů a kandel

Úprava světelného toku

Snížit anebo zvýšit světelný tok svítidel je možné několika způsoby:

• optikou – čočkou umístěnou před světlem můžete vytvořit paprsek s intenzivnějším světelným tokem,
• filtrem – tmavý filtr nebo stínítko umí snížit množství světla, které svítidlo vydává,
• stmívači – doporučujeme používat stmívače kompatibilní s LED.

Pozor na uváděné ekvivalenty ve wattech

Ekvivalenty ve formě wattů klasických wolframových žárovek udávané u LED osvětlení jsou vypočítány podle každého výrobce jinak. Klidně se může stát, že zatímco jeden výrobce uvede u 10W LED žárovky ekvivalent 60 W, druhý uvede 100W. Proto i při výběru, resp. náhradě za staré typy osvětlení je třeba se řídit světelným tokem udávaným v lumenech, viz vysvětlení výše.

Pro představu, jak velké mohou být rozdíly, v následující tabulce uvádíme přibližné hodnoty spotřeby a světelného toku:

LED žárovka	Klasická žárovka (uváděný ekvivalent)	Lumeny
3-5W	30-45W	250-500lm
6-8W	50-70W	500-800lm
9-11W	75-90W	800-1100lm
12-15W	100-120W	1100-1300lm
16-18W	125-140W	1300-1500lm
19-22W	150-160W	1500-1800lm

 
Podobně velké rozdíly najdete i u ekvivalentů ve formě wattů neonových trubic, či halogenových a metalhalogenidových lamp a pouličních svítidel se sodíkovými výbojkami. A podobné to je i u LED pásků a reflektorů.