چراغ های LED سیلاب: نحوه عملکرد نورپردازی همه جانبه در فضای باز

لامپ های ال ای دی لامپ های LED جهت دار و قابل هدف گیری هستند که یک پرتو نور را روی یک فضا، شی یا سطح خاص متمرکز می کنند. یکی از اجزای اساسی روشنایی داخلی و خارجی نورافکن است. با این حال، "لوله های نورافکن" یا "نور افکن" اغلب در صنعت روشنایی برای توصیف لامپ های ضد آب و هوا در فضای باز استفاده می شود که برای طیف وسیعی از اهداف، نورپردازی وظیفه، تاکید یا منطقه را ارائه می دهند. نورافکن ها در واقع یک دسته محصول نسبتاً نامشخص هستند. نورافکن ها لامپ هایی در فضای باز هستند که علاوه بر پخش گسترده نوری که برای پخش شدن طراحی شده اند، پرتو باریکی از نور را برای نورافکن یا نور پرتاب طولانی تولید می کنند. بنابراین، یک نور هدایت شده از خارج که برای تولید نور کنترل شده در محدوده مشخص شده در نظر گرفته شده است، ممکن است به عنوان نورافکن توصیف شود.

برنامه های کاربردی
همه کاره ترین نوع نورپردازی در فضای باز، نورافکن است. نورافکن‌ها می‌توانند انتخاب مناسبی برای تقریباً تمام کاربردهای فضای باز باشند که نیاز به روشنایی جهت‌دار در یک منطقه خاص دارند، به استثنای روشنایی جاده‌ها و خیابان‌ها، که نیاز به الگوهای پرتوهای سفارشی‌شده برای طراحی جاده‌ها دارد. نورافکن ها راه حلی را ارائه می دهند که به لطف طیف گسترده ای از الگوهای پرتو و بسته های لومن، قابلیت هدف گیری نوری و گزینه های نصب انعطاف پذیر، عملکرد فتومتریک را از طریق یک فرآیند "تعیین و تنظیم" بهبود می بخشد. آنها را می توان برای انجام کارهای روزانه در فضای باز و امکانات در شب یا جلب توجه به ویژگی های معماری و منظره خاص مورد استفاده قرار داد و نمای تاریک را به منظره ای زیبا در شب تبدیل کرد.

روشنایی منطقه
مناطق هندسی بزرگ مانند تقاطع جاده ها، پارکینگ ها، ماشین ها، پیش بند فرودگاه ها، مراکز تفریحی، پارک ها، حیاط انبارها، پایانه های حمل و نقل و عوارضی همگی می توانند توسط نورافکن هایی که به عنوان چراغ های روشنایی منطقه استفاده می شوند، روشن شوند. نورافکن ها به عنوان یک اسب بخار در سیستم های روشنایی با دکل های بلند مورد استفاده قرار گرفته اند، حتی اگر به دلیل مسائل مربوط به کنترل نور و تابش نور، برای روشنایی در مقیاس عابر پیاده و شهری مناسب نباشند. مکان‌هایی مانند ساختمان‌های آپارتمانی، هتل‌ها و بیمارستان‌ها که توسط مناطق حساس به نور احاطه نشده‌اند، معمولاً دارای سیستم‌های روشنایی با دکل بالا هستند. به منظور حصول اطمینان از اینکه قوی ترین قسمت های پرتو را می توان دقیقاً در جایی که لازم است هدایت کرد، نورافکن ها را می توان در هر جهتی از قاب اصلی دکل بالا نشان داد. برای ایجاد اختلال یا درگیری کم با منطقه، سیستم های دکل بلند باید اغلب در لبه یا در فاصله ای از منطقه هدف نصب شوند. بسته‌های لومن نورافکن و الگوهای توزیع نور ممکن است برای مطابقت با قرارگیری سیستم دکل بالا ایجاد شوند.

نورپردازی ورزشی
برای استادیوم‌ها، میدان‌ها، زمین‌های بازی، زمین‌های ورزشی، و سایر مکان‌های در فضای باز که در آن ورزش‌هایی مانند تیراندازی با کمان، بیسبال، مسابقه دوچرخه‌سواری، گلف، موتورسواری، اسب‌سواری، فوتبال، فوتبال، تنیس، اسکیت و کریکت انجام می‌شود، سیستم‌های روشنایی ورزشی به کار می‌روند. نورافکن برای ارائه روشنایی ثابت. تنها نوع لامپ‌هایی که می‌توانند برای نورپردازی در فضای باز استفاده شوند، نورافکن‌های توزیع مستقیم هستند، زیرا معمولاً هیچ سازه‌ای برای قرار دادن بالای لامپ‌ها و هیچ سطحی برای منحرف کردن نور برگشتی از زمین بازی وجود ندارد. مقادیر روشنایی، نسبت یکنواختی، توزیع نور، ارتفاع نصب، جهت گیری و محل قرارگیری همگی باید در طراحی یک سیستم نورپردازی ورزشی به دقت در نظر گرفته شوند. نور افکن معمولاً از چندین زاویه ارائه می شود تا سایه ها و نور نفوذی را کاهش دهد و در عین حال دید هدف بازی و مدل سازی بازیکن را بهبود بخشد.

نورپردازی منظره
برای افزودن درام، زیبایی، عمق، بعد، بافت، فضا و نقاط فوکوس به یک تصویر منظره، نورافکن‌های نورافکن ضروری هستند. از این نورها می توان برای برجسته کردن قطعات سخت مانند مجسمه ها، فواره ها، بناهای تاریخی یا سایر اجزای معماری که بخشی از طرح منظره هستند استفاده کرد. اغلب از نورافکن ها برای روشن کردن درختان، بوته ها و سایر گیاهانی که برای چشم انداز یک سازه یا یک منطقه استفاده می شود استفاده می شود. این تکنیک ها شامل نورپردازی شستشو، نورافشانی، مهتابی، لکه بینی، silhouetting و سایه زدن است. به لطف انتخاب گسترده ای از توزیع های نور و ترکیبی احیاکننده از رویکردهای نورپردازی، جلوه های نوری تقریبا بی حد و حصر امکان پذیر است.

نورپردازی سازه و نما
عناصر معماری ساختمان یا سازه یک جنبه کلیدی طراحی است که ممکن است برای انتقال تمایز، اهمیت و شناخت مورد تاکید قرار گیرد. نورافکن‌های نورافکن معماری را می‌توان برای نورپردازی برجسته، چرای دیوار و شستشوی دیوار استفاده کرد که کل دیوار را در نور یکنواخت می‌پوشاند و زیبایی بافتی یک سطح عمودی را برجسته می‌کند. نورافکن‌ها ممکن است برای برجسته کردن جذابیت ذاتی معماری مانند ساختمان‌ها، پل‌ها و امکانات تفریحی مورد استفاده قرار گیرند و یک توهم باورنکردنی از سه‌بعدی ارائه دهند.

لامپ های امنیتی
به منظور تامین روشنایی امنیتی، نورافکن ها اغلب در اطراف محیط ساختمان ها یا موسسات مسکونی، تجاری، صنعتی و سازمانی ساخته می شوند. نورپردازی می تواند از فعالیت های مجرمانه جلوگیری کند و این تصور را ایجاد کند که یک مکان نسبتا امن است. روشنایی محیطی نورافکن های پرتو عریض می تواند دید را بهبود بخشد، از سارقان جلوگیری کند و عملکرد صحیح ابزارهای امنیتی اضافی مانند دوربین های نظارتی و زنگ های ویدئویی را فعال کند.

روشنایی فضای باز که صنعتی است
نورافکن اغلب برای پشتیبانی از نورپردازی منطقه و کار برای پارک‌های صنعتی و تأسیسات تولید در فضای باز مانند پالایشگاه‌های نفت، کارخانه‌های شیمیایی، دکل‌های حفاری، انبارهای نفت، تصفیه‌خانه‌های فاضلاب و معادن روباز استفاده می‌شود. نورافکن‌های صنعتی ممکن است به گونه‌ای طراحی شوند که این شرایط سخت را تحمل کنند و برای استفاده در مکان‌های خطرناک طبقه‌بندی شده بر اساس استانداردهای IEC یا NEC/CEC تأیید شده باشند، زیرا رطوبت بالا، بخارات قابل اشتعال، جو خورنده و مواد خطرناک احتمالاً در این مناطق وجود دارد.

پست های نور قابل حمل
برج نور متحرک یک سیستم روشنایی عمومی موقت است که بر روی یک تریلر نصب می شود و برای روشنایی عمومی موقت در محل کار، رویدادهای خارج از منزل و واکنش به بلایا استفاده می شود. بر روی بدنه یک دکل جمع شونده، تعدادی چراغ نورافکن قرار داده شده است. دکل جمع شونده را می توان به سرعت و به سادگی با استفاده از وینچ انسانی یا الکتریکی مستقر کرد.

مهندسی روشنایی
منابع نور اولیه برای لامپ های نورافکن در گذشته لامپ های تخلیه با شدت بالا (HID)، به طور خاص لامپ های سدیم فشار بالا (HPS) و متال هالید (MH) بودند. با این حال، استفاده از این لامپ های تخلیه گاز با سازش های زیادی همراه است. HPS می تواند به کارایی منبع بین 70 تا 140 lm/W دست یابد، اما نوری که این فناوری تولید می کند می تواند به طور قابل توجهی بر نحوه درک رنگ افراد تأثیر بگذارد. در نتیجه، فقط چند کاربرد برای لامپ های HPS وجود دارد. نورافکن های HPS اغلب در برنامه های روشنایی منطقه ای استفاده می شوند که استفاده مورد نظر به طور قابل توجهی تحت تأثیر درک رنگ قرار نمی گیرد. برخلاف نورپردازی HPS که معمولاً دارای CRI (شاخص رندر رنگ) 22 است، لامپ های MH عملکرد رنگ قابل توجهی (اغلب CRI 65) را برای کاربردهای حساس به رنگ مانند نورپردازی ورزشی ارائه می دهند. از سوی دیگر، لامپ های MH دارای راندمان انرژی ضعیف و طول عمر کوتاهی هستند که علاوه بر خطر آتش سوزی بالا، آلودگی صوتی و اشعه ماوراء بنفش به طور قابل توجهی بازگشت سرمایه (ROI) این فناوری را کاهش می دهد.

توسعه روشنایی مصنوعی با پیشرفت های مداوم و تعدادی اکتشاف مهم مشخص شده است. فناوری دیود ساطع نور (LED) که بر پایه نیمه هادی ها است، جدیدترین پیشرفت در نورپردازی است. بسیاری از معایب روشنایی HID با فناوری LED از بین رفته است، که نور افکن را قادر می‌سازد تا ROI استثنایی ارائه دهد. کارایی منبع معمولی LED های در دسترس در حال حاضر نزدیک به 200 lm/W است. در حالی که نورافکن های HID کارایی سیستم به طور قابل توجهی پایین تری دارند (70 تا 85 درصد)، ماهیت هدایت شونده LED ها اجازه می دهد تا 95 درصد از نور خروجی توسط LED ها از لامپ خارج شود. راندمان تبدیل نوری و انرژی بالا منجر به هزینه های عملیاتی فوق العاده ارزان و بازگشت سریع می شود. نگهداری کمی که در طول عمر محصول مورد نیاز است و طول عمر سیستمی که به درستی ساخته شده است، هزینه کل مالکیت را کاهش می دهد. هنگامی که لامپ توسط سنسورها یا کنترل‌هایی کنترل می‌شود که می‌توانند به تغییرات محیطی و اشغال پاسخ دهند یا با تجهیزات و سیستم‌های دیگر ارتباط برقرار کنند، ممکن است صرفه‌جویی در مصرف انرژی لامپ‌های LED حتی بیشتر شود.

مزایای نور افکن LED فراتر از طول عمر طولانی، بهره وری انرژی عالی و نیازهای تعمیر و نگهداری کم است. برای کاربردهای نورافکن، فناوری LED به طور قابل توجهی کیفیت روشنایی را بهبود می بخشد. در اصل، یک پرتو نور رو به جلو را می توان به عنوان توزیع شدت فضایی جهت دار لامبرتی که LED ها منتشر می کنند توصیف کرد. این امر توزیع نور با همگنی بالا را با کنترل نوری با راندمان بالا با استفاده از اپتیک های ویژه ساخته شده برای انواع خاصی از LED ها یا آرایه های تکی امکان پذیر می کند. در طراحی نورپردازی، توزیع یکنواخت روشنایی در سطح یا منطقه بسیار مهم است. اکثر نور تولید شده توسط سیستم های HID دقیقاً در زیر لامپ قرار می گیرد و یک نقطه داغ با درخشندگی بالا ایجاد می کند. از آنجایی که نورافکن‌های HID اغلب نسبت یکنواختی ضعیفی دارند (6:1)، این می‌تواند باعث تغییرات چشمگیر سطوح روشنایی در سراسر تاسیسات روشنایی اطراف شود، که نیاز به تراکم نصب زیاد برای جبران یکنواختی ضعیف دارد. می توان لامپ های LED ساخت که توزیع یکنواخت نور را بر روی یک سطح یا منطقه با نسبت یکنواختی روشنایی کمتر از 3:1 پرتاب می کنند. نمایش ثابت مناظر یا اشیاء در یک منطقه روشنایی با نور یکنواخت ممکن می شود، که همچنین از تحریف ادراک بصری جلوگیری می کند و فرکانس انطباق چشم بین حالت های بینایی مختلف را کاهش می دهد. همچنین امکان به حداکثر رساندن فاصله وسایل با یکنواختی روشنایی بالا وجود دارد که به طور قابل توجهی هزینه تجهیزات و نصب را کاهش می دهد.

عملکرد فوق العاده طیف نور افکن LED یکی دیگر از ویژگی های جذاب آن است. CRI مقرون به صرفه ترین ال ای دی های موجود در بازار، که افزایش عمده ای نسبت به منابع نور HID دارد، در محدوده 70 تا 80 است. اکثریت قریب به اتفاق نیازهای رندر رنگ در کاربردهای نورپردازی در فضای باز ممکن است با این درجه از وفاداری رنگ برآورده شود. به منظور برآورده کردن سخت‌گیرانه‌ترین الزامات برای تمایز رنگ، ترکیب طیفی LED‌ها ممکن است به گونه‌ای طراحی شود که نمایش رنگی استثنایی با CRI بیش از 90 ارائه دهد. نسبت اسکوتوپیک/فتوپیک (S/P)، که برای ارزیابی منبع نور استفاده می‌شود. مفید بودن (برای عملکرد بصری) هنگامی که شدت نور کاهش می یابد، یکی دیگر از ویژگی های طیفی قابل توجه LED ها است. لامپ های LED نسبت S/P را تا 2.0 یا بیشتر ارائه می دهند، برخلاف نسبت S/P پایین (0.65) لامپ های HPS. هنگامی که در معرض نور با نسبت S/P بالا قرار می گیرد، دید مزوپیک، که بین محدوده اسکوپیک و فتوپیک قرار دارد، در ناحیه دید محیطی عملکرد بهتری دارد. روشنایی فضای باز که برای کنترل ترافیک خودرو در نظر گرفته شده است، اغلب دارای سطوح نور متوسط ​​در محدوده مزوپیک است. برای حفظ دید راننده و کاهش نرخ تصادف، نیاز به دید مزوپیک خوب است.

نگرانی های راه اندازی و راه اندازی مجدد داغ که روشنایی HID باید با آن مقابله کند، موضوعی برای نورافکن LED نیست. برای اینکه نورافکن های HID بازده روشنایی بهینه خود را ارائه دهند، رشته باید ابتدا گرم شود. ممکن است حداکثر 10 دقیقه برای مرحله گرم کردن اختصاص داده شود. راه اندازی مجدد داغ سیستم HID یک مشکل بزرگتر از راه اندازی داغ است. ممکن است تا بیست دقیقه طول بکشد تا روش بازگردانی داغ، که شامل یک چرخه خنک کننده/گرم شدن است، انجام شود. گردهمایی‌های بزرگ در فضای باز ممکن است به دلیل دوره‌های طولانی بازپس‌گیری دچار سردرگمی و ترس شوند. خطر حمله داغ با روشنایی HID با عملکرد فوری روشن/خاموش لامپ های LED حذف می شود، که درجه امنیت را در مواقع اضطراری افزایش می دهد.

هنگامی که با یک درایور مناسب که قادر به انجام کنترل کم نور است، همراه می شوند، LED ها بر خلاف قابلیت های کم نور محدود HID، خروجی نور خود را به هر سطح دلخواه تغییر می دهند. لامپ های LED ممکن است به شکل بسیار پویا تنظیم شوند زیرا زمان پاسخ سریع آنها به تغییرات منبع تغذیه است. این طیف گسترده ای از تکنیک های مدیریت روشنایی را برای هدف صرفه جویی در انرژی و روشنایی پویا ارائه می دهد. به ویژه، ماهیت دینامیک نورپردازی LED امکان استفاده از نور افکن LED را در کاربردهای نورپردازی معماری و منظر برای تولید تنوع و ترکیبی نامحدود از جلوه های پویا فراهم می کند.