Taburan cahaya lekapan LED merujuk kepada taburan, arah dan keamatan cahaya yang dipancarkan oleh lekapan tersebut. Ia memberi kesan yang ketara kepada kecekapan pencahayaan, kecekapan tenaga dan keselesaan visual. Taburan cahaya yang betul dapat memberikan pencahayaan dan keseragaman yang sesuai, menjimatkan tenaga, mengurangkan silau, meningkatkan keselamatan, mengurangkan pencemaran cahaya dan mewujudkan persekitaran pencahayaan yang selesa. Syarikat pencahayaan LED harus mereka bentuk taburan cahaya yang sesuai untuk memastikan kelebihan lekapan mereka, manakala jurutera dan pereka pencahayaan harus memilih corak taburan cahaya yang sesuai berdasarkan keperluan khusus untuk mencapai kesan pencahayaan yang optimum daripada lekapan LED.
Apabila sumber cahaya memancarkan cahaya, arah perambatannya mungkin tidak sejajar dengan arah yang dijangkakan. Dalam kes sedemikian, struktur tertentu (seperti kanta dan pemantul) perlu direka bentuk untuk mengubah arah perambatan cahaya. Ini melibatkan pelarasan taburan ruang cahaya untuk mencapai kesan yang diingini. Kaedah mengawal arah perambatan cahaya ini dipanggil lengkung fotometrik luminair atau taburan cahaya.
Lengkung taburan keamatan cahaya, yang biasanya dikenali sebagai lengkung fotometrik atau lengkung taburan cahaya (LDC), menggambarkan taburan ruang keamatan bercahaya daripada lekapan. Lengkung taburan keamatan diperoleh secara langsung melalui pengukuran lekapan menggunakan fotometer. Format biasa untuk lengkung taburan keamatan termasuk IES (Amerika Utara) dan LDT (Eropah). Sebagai pembeli, kami juga boleh mendapatkan fail ini dengan menghubungi pengeluar lekapan. Terdapat dua kaedah untuk mewakili lengkung fotometrik: untuk lampu limpah, sistem koordinat segi empat tepat biasanya digunakan, manakala koordinat kutub digunakan untuk pencahayaan dalaman dan jalan raya.
Lengkung Taburan Cahaya (Koordinat Kutub)
Dalam satah pengukuran yang melalui pusat sumber cahaya, nilai keamatan bercahaya lekapan pada sudut yang berbeza diukur. Bermula dari arah tertentu, keamatan bercahaya pada setiap sudut ditanda dan diwakili oleh vektor. Menghubungkan titik hujung vektor-vektor ini membentuk lengkung taburan cahaya kutub/lengkung fotometrik lekapan, seperti yang ditunjukkan di sebelah kiri imej berikut.
Lengkung Taburan Cahaya (Koordinat Linear)
Lengkung taburan ini biasanya digunakan untuk peranti seperti lampu sorot LED dan lampu limpah. Memandangkan pancaran lekapan ini tertumpu pada sudut pepejal yang sangat kecil, adalah sukar untuk mewakili taburan keamatan bercahaya ruangnya menggunakan koordinat kutub. Oleh itu, sesetengah pengeluar menggunakan lengkung taburan cahaya koordinat linear/lengkung fotometrik untuk mewakili taburan cahayanya. Paksi menegak mewakili keamatan bercahaya (I), manakala paksi mendatar mewakili sudut pancaran, seperti yang ditunjukkan di sebelah kanan imej berikut.
Pengelasan Jenis Pengagihan Pencahayaan IESNA
Sejak penubuhannya pada tahun 1906, Persatuan Kejuruteraan Illuminating Amerika Utara (IESNA) mempunyai sejarah lebih dari satu abad. Pengelasan taburan pencahayaan yang diperkenalkan oleh IESNA masih digunakan secara meluas hari ini. Sistem pengelasan taburan lekapan ditakrifkan dengan jelas dalam piawaian ANSI/IESNA RP-8-1983. Jenis lekapan yang ditakrifkan oleh Persatuan Kejuruteraan Illuminating Amerika Utara adalah kategori piawai yang digunakan untuk menggambarkan corak taburan cahaya lekapan. Jenis taburan pencahayaan ini membantu profesional dan pereka pencahayaan memahami bagaimana lekapan menghasilkan cahaya dan bagaimana cahaya merambat dalam kawasan tertentu. IES mentakrifkan beberapa jenis taburan piawai, setiap satunya diwakili oleh kod dua huruf. Jenis taburan lekapan IES yang biasa termasuk Jenis I, Jenis II, Jenis III, Jenis IV dan Jenis V, diikuti dengan angka Roman (IV), di mana S, M, L masing-masing mewakili Pendek, Sederhana dan Panjang. Pengelasan khusus ditentukan oleh 50% dan titik keamatan maksimum fail IES, yang akan diperincikan dalam bahagian seterusnya.
Pada masa ini, terdapat banyak format piawai untuk fail fotometrik, dengan format yang biasa digunakan termasuk EULUMDAT, CIE102 dan IESNA LM-63. IESNA LM-63 digunakan di Amerika Utara, EULUMDAT digunakan di Eropah, manakala CIE102 digunakan di New Zealand. Piawaian semasa dari tahun 2002 telah diluluskan dan diiktiraf oleh Institut Piawaian Kebangsaan Amerika (ANSI). IESNA LM-63-2002 telah menjadi format fail fotometrik khusus untuk Amerika Utara, dengan sambungan fail “*.ies”.
Jenis taburan pencahayaan IESNA mentakrifkan taburan cahaya lekapan dengan lebih tepat berdasarkan bentuk kawasan yang diterangi. Untuk taburan cahaya sisi, corak ini menerangkan bagaimana cahaya berselerak dari lekapan dan dicirikan oleh titik di mana keamatan mencapai 50%. Corak taburan ini melibatkan keupayaan lekapan untuk memproyeksikan cahaya ke hadapan dan ke belakang. Secara ringkasnya, jika anda ingin menerangi satu lorong, Jenis I mungkin sesuai; jika anda ingin menerangi dua lorong, Jenis II mungkin lebih sesuai. Walau bagaimanapun, ini bukanlah peraturan yang ketat dan dipengaruhi oleh faktor seperti ketinggian pemasangan, sudut kecondongan, panjang lengan dan jarak lekapan dari tepi jalan. IESNA telah mentakrifkan lima corak taburan cahaya utama: Jenis I, Jenis II, Jenis III, Jenis IV dan Jenis V. Pengelasan ini biasanya digunakan untuk menentukan spektrum yang sesuai untuk jalan raya dengan lebar yang berbeza-beza.
Dalam piawaian yang diterbitkan oleh IESNA, jalan raya dibahagikan secara membujur kepada lima kawasan, seperti yang ditunjukkan dalam imej di atas. Taburan cahaya sisi dikelaskan berdasarkan kawasan di mana titik keamatan maksimum 50% terletak. Bagi lengkung taburan cahaya bagi lekapan di atas, jika titik keamatan 50% berada dalam kawasan Jenis III, maka jenis taburan cahaya yang sepadan dikelaskan sebagai Jenis III. Daripada rajah, kita secara amnya boleh membuat kesimpulan bahawa taburan ini sesuai untuk jalan tiga lorong. Taburan cahaya sisi yang berbeza sesuai untuk pelbagai senario aplikasi, seperti yang diperincikan di bawah:
- Jenis I: 1-1 MH, apabila trajektori keamatan cahaya 50% terletak di antara 1 MH di bahagian lekapan dan bahagian jalan, kami merujuknya sebagai taburan cahaya simetri atau asimetri sempit Jenis I. Sesuai untuk laluan pejalan kaki, laluan pejalan kaki dan jalan lorong tunggal.
- Jenis II: 1-1.75 MH, apabila trajektori keamatan cahaya 50% terletak di antara 1 MH dan 1.75 MH di sisi jalan lekapan, kami merujuknya sebagai taburan cahaya asimetri sempit Jenis II. Sesuai untuk jalan 1-2 lorong, jalan utama dan lebuh raya.
- Jenis III: 1.75-2.75 MH, apabila trajektori keamatan cahaya 50% terletak di antara 1.75 MH dan 2.75 MH di sisi jalan lekapan, kami merujuknya sebagai taburan cahaya asimetri lebar Jenis III. Sesuai untuk jalan utama, lebuh raya dan tempat letak kereta.
- Jenis IV: 2.75-3.75 MH, apabila trajektori keamatan cahaya 50% terletak di antara 2.75 MH dan 3.75 MH di sisi jalan lekapan, kami merujuknya sebagai taburan cahaya hadapan asimetri lebar Jenis IV. Sesuai untuk tempat letak kereta, plaza dan pencahayaan kawasan yang dipasang di dinding.
- Jenis V: Corak bulat simetri, dengan taburan simetri bulat di sekeliling lekapan, memberikan taburan cahaya yang sekata di bahagian hadapan dan belakang. Sesuai untuk pencahayaan tempat letak kereta dan kawasan.
Pengagihan Cahaya Menegak dan Memintang
Taburan cahaya menegak merujuk kepada taburan cahaya menegak sesuatu lekapan, berdasarkan kedudukan keamatan cahaya maksimum (diukur dalam candelas) dalam grid selari dengan TRL. Jalan di sepanjang TRL dibahagikan kepada kawasan berbeza mengikut jaraknya dari TRL (dinyatakan sebagai gandaan ketinggian pemasangan). Taburan cahaya membujur melibatkan keupayaan lekapan untuk memancarkan cahaya ke sisi kiri dan kanan, yang ditakrifkan oleh titik keamatan maksimum lekapan. Menurut definisi IESNA, kategori "S" terpakai pada jarak tiang kurang daripada 2.25 kali ganda ketinggian pemasangan, "M" terpakai pada jarak tiang antara 2.25 dan 3.75 kali ganda, dan "L" terpakai pada jarak tiang antara 3.75 dan 6.0 kali ganda. Walau bagaimanapun, ini bukanlah peraturan yang ketat dan dipengaruhi oleh faktor seperti susunan lekapan dan keadaan jalan. Secara amnya, lekapan yang dikelaskan sebagai "S" sesuai untuk jarak tiang yang lebih kecil, manakala lekapan yang dikelaskan sebagai "L" sesuai untuk jarak yang lebih besar.
Dalam piawaian yang diterbitkan oleh IESNA, jalan raya dibahagikan secara melintang kepada tiga kawasan, seperti yang ditunjukkan dalam imej di atas. Taburan cahaya membujur dikelaskan berdasarkan kawasan di mana titik keamatan maksimum 100% terletak. Bagi lengkung taburan cahaya lekapan yang ditunjukkan, jika titik keamatan cahaya maksimum lampu jalan berada dalam kawasan "sederhana", maka jenis taburan pencahayaan yang sepadan dikelaskan sebagai "Jenis II Sederhana". Daripada rajah, kita boleh membuat kesimpulan bahawa corak taburan pencahayaan ini mempunyai jarak tiang kira-kira 3.0-3.5 kali ganda ketinggian tiang. Taburan cahaya membujur yang berbeza sesuai untuk senario jarak tiang yang berbeza, seperti yang diperincikan di bawah:
- VS, 0-1.0 MH: Apabila trajektori keamatan cahaya 100% terletak antara 0 hingga 1.0 MH dalam garisan jalan melintang, ia dirujuk sebagai taburan cahaya membujur VS (Sangat Pendek).
- S, 1.0-2.25 MH: Apabila trajektori keamatan cahaya 100% terletak antara 1.0 hingga 2.25 MH dalam garisan jalan melintang, ia dirujuk sebagai taburan cahaya membujur S (Pendek).
- M, 2.25-3.75 MH: Apabila trajektori keamatan cahaya 100% terletak antara 2.25 hingga 3.75 MH dalam garisan jalan melintang, ia dirujuk sebagai taburan cahaya membujur M (Sederhana).
- L, 3.75-6.0 MH: Apabila trajektori keamatan cahaya 100% terletak antara 3.75 hingga 6.0 MH dalam garisan jalan melintang, ia dirujuk sebagai taburan cahaya membujur L (Panjang).
- VL, >6.0 MH: Apabila trajektori keamatan cahaya 100% terletak melebihi 6.0 MH dalam garisan jalan melintang, ia dirujuk sebagai taburan cahaya membujur VL (Sangat Panjang).
Ciri-ciri Aplikasi Pengagihan Cahaya Longitudinal
Kami menggunakan DIALux evo untuk menganalisis aplikasi lampu jalan Jenis II S dan Jenis II M.
Keadaan jalan raya adalah seperti berikut: lebar 7 meter, tiga lorong, panjang gantung 0.8 meter, ketinggian tiang 8 meter, jarak lekapan 36 meter, mengikut aras pencahayaan EN13201 M4.
Selepas mengimport data fotometrik Jenis II S dan Jenis II M ke dalam DIALux evo untuk dianalisis, hasilnya sangat jelas. Bagi data fotometrik jenis Jenis II S, didapati bahawa taburan cahaya membujurnya agak pendek dan gagal mengagihkan cahaya secara berkesan ke sisi lekapan. Oleh itu, jarak antara kedua-dua lekapan perlu dikurangkan kepada 33 meter untuk memastikan kedudukan tengah antara kedua-dua lekapan menerima pencahayaan yang mencukupi. Pelarasan ini perlu untuk memenuhi keseragaman yang diperlukan. Sebaliknya, taburan Jenis II M menunjukkan prestasi yang lebih baik dalam hal ini dengan jarak lekapan 36 meter, dan semua parameter simulasi memenuhi piawaian M4. Jarak 36 meter adalah 4.5 kali ganda ketinggian pemasangan, sedikit melebihi 3.75 kali ganda yang disyorkan oleh IESNA. Oleh itu, adalah dinasihatkan untuk menggunakan keputusan simulasi pencahayaan sebagai asas untuk pemilihan lekapan akhir.
Perkara di atas memperkenalkan konsep taburan cahaya IESNA, yang merangkumi taburan Jenis I, Jenis II dan Jenis III, serta konsep jenis taburan cahaya pendek, sederhana dan panjang, dan menggariskan secara ringkas aplikasi praktikalnya. Memahami konsep ini dapat menentukan jenis fotometrik yang sesuai untuk sesuatu projek dengan cepat. Contohnya, taburan Jenis II sesuai untuk jalan 1-2 lorong, manakala jenis taburan pendek sesuai untuk senario di mana jarak tiang adalah tiga kali ganda ketinggian pemasangan. Jenis taburan sederhana sesuai untuk jarak tiang empat hingga lima kali ganda ketinggian pemasangan. Sudah tentu, ini tidak mutlak, dan pengesahan harus dijalankan menggunakan DIALux atau perisian simulasi pencahayaan jalan yang lain.
