Co je polární diagram svítidla?

Polární diagram svítidla je grafické znázornění prostorového rozložení svítivosti v jednotlivých směrech. Ukazuje tedy nejen to, kolik světla svítidlo vyzařuje, ale především kam světlo směřuje a jak intenzivně svítí v jednotlivých úhlech.

Dvě svítidla mohou mít stejný světelný tok například 3000 lm, ale zcela odlišný polární diagram. Jedno může světlo rozprostřít široce do prostoru, zatímco druhé jej soustředí převážně pod sebe. Výsledná osvětlenost v luxech proto může být u obou svítidel výrazně rozdílná.

Co je polární diagram?

Polární diagram, přesněji křivka rozložení svítivosti, je dvourozměrné zobrazení toho, jak se mění svítivost světelného zdroje nebo svítidla podle směru vyzařování.

Mezinárodní komise pro osvětlování CIE definuje křivku rozložení svítivosti jako graf, který vyjadřuje hodnoty svítivosti světelného zdroje v závislosti na směru v prostoru.

Nejde tedy přímo o graf celkového světelného toku v lumenech. Diagram pracuje především se svítivostí v kandelách.

Co vlastně křivka znázorňuje?

Svítivost označujeme písmenem I a její jednotkou je kandela – cd.

Vyjadřuje množství světelného toku vyzařovaného do určitého prostorového úhlu.

Pokud svítidlo soustředí velkou část svého světelného toku do úzkého směru, může mít v tomto směru vysokou svítivost. Pokud stejný světelný tok rozprostře do velmi širokého prostoru, bude maximální svítivost nižší.

Jak polární diagram číst?

Na první pohled může polární diagram připomínat pavučinu nebo nepravidelný ovál. Jeho čtení je ale poměrně jednoduché.

Diagram obsahuje tři základní informace:

• směr vyzařování – určený úhlem,
• svítivost v daném směru – vzdálenost křivky od středu,
• fotometrickou rovinu – obvykle zobrazenou rozdílnými křivkami.

Pokud tedy křivka sahá výrazně dolů, svítidlo má vysokou svítivost směrem pod sebe. Pokud se výrazně rozšiřuje do stran, distribuce světla je širší.

Co znamenají úhly v polárním diagramu?

Křivka je zakreslena v polárních souřadnicích. Směr vyzařování se proto vyjadřuje pomocí úhlů.

U běžného svítidla vyzařujícího směrem dolů lze základní orientaci zjednodušeně chápat takto:

U čistě přímo vyzařujícího stropního svítidla proto bývá většina křivky ve spodní polovině diagramu.

U svítidel s nepřímou složkou světla by byla část distribuce viditelná také v horním poloprostoru.

Co znamenají C0–C180 a C90–C270?

Světlo se ve skutečnosti šíří ve třech rozměrech. Jeden dvourozměrný graf proto nemusí stačit k popsání celého svítidla.

V evropské fotometrii se velmi často používá souřadnicový systém C-γ. Prostorem kolem svítidla procházejí různé vertikální fotometrické roviny označované písmenem C.

Mezi nejčastěji zobrazované patří:

U podélného svítidla tyto dvě křivky typicky umožňují porovnat distribuci světla v podélném a příčném směru. Konkrétní orientace ale vždy vychází z fotometrického souřadnicového systému daného svítidla.

Pokud jsou obě křivky téměř stejné, svítidlo rozděluje světlo v těchto rovinách podobně. Pokud se výrazně liší, je distribuce světla v jednotlivých směrech odlišná.

Co znamená cd a cd/klm?

Na polárním diagramu se můžete setkat s hodnotami v:

Normalizace na 1000 lm umožňuje lépe porovnávat samotný tvar distribuce světla i mezi svítidly s rozdílným světelným tokem.

Proto je při čtení diagramu vždy důležité zkontrolovat, v jakých jednotkách je stupnice uvedena.

Symetrické a asymetrické vyzařování

Tvar polárního diagramu nám velmi rychle napoví, zda je distribuce světla symetrická.

Rotačně symetrická distribuce

Pokud svítidlo vyzařuje kolem své svislé osy stejně ve všech směrech, označujeme distribuci jako rotačně symetrickou.

Typickým příkladem může být některé kruhové svítidlo s rovnoměrnou optikou. Pro základní znázornění potom může stačit jediná křivka.

Osově nebo rovinně symetrická distribuce

U obdélníkového nebo podélného svítidla může být světlo v podélném směru rozloženo jinak než v příčném. Proto se zobrazují minimálně dvě fotometrické roviny.

Asymetrická distribuce

U asymetrického svítidla je světlo záměrně směrováno více na jednu stranu.

Takové rozložení je běžné například u:

• svítidel pro osvětlení stěn,
• silničního osvětlení,
• regálového osvětlení,
• některých venkovních svítidel,
• nebo speciálních pracovních aplikací.

V takovém případě může být pro úplný popis potřeba větší množství fotometrických rovin než pouze dvě základní.

Široká a úzká distribuce světla

Z tvaru křivky lze velmi rychle poznat, zda svítidlo světlo soustřeďuje nebo rozptyluje do širokého prostoru.

Právě zde je dobře vidět, proč není možné charakter svítidla posuzovat jen podle počtu lumenů.

Polární diagram a úhel vyzařování

U směrových světelných zdrojů lze z distribuce svítivosti určit také úhel světelného svazku.

CIE definuje úhel světelného svazku jako plný úhel mezi směry, ve kterých svítivost klesne na 50 % svítivosti na optické ose svazku.

Například bodové svítidlo může mít úhel 20°, 40° nebo 60°. U široce vyzařujících plošných svítidel ale samotný údaj o vyzařovacím úhlu nemusí být tak názorný jako celý polární diagram.

Stejné lumeny, jiné rozložení světla

Představme si dvě svítidla se světelným tokem:

První svítidlo může většinu tohoto světla vyzařovat do širokého úhlu. Druhé může stejné lumeny soustředit do mnohem užší oblasti.

Výsledkem může být:

To je jeden z hlavních důvodů, proč profesionální výpočet osvětlení potřebuje fotometrická data konkrétního svítidla a nestačí mu pouze jeho světelný tok.

Polární vs. kuželový diagram

Na produktových stránkách lampax používáme vedle polárního diagramu také kuželový diagram. Tyto dva grafy ale zobrazují rozdílné informace.

Polární diagram je tedy technicky přesnější pro popis samotného vyzařování svítidla, zatímco kuželový diagram může být pro běžného zákazníka názornější při představě, co se se světlem stane po zavěšení svítidla do určité výšky.

Jak polární diagram vzniká?

Polární diagram není graf nakreslený podle konstrukce svítidla nebo počítačový odhad. Správná fotometrická data vznikají měřením svítivosti svítidla v mnoha přesně definovaných směrech.

K tomu se používá přístroj nazývaný goniofotometr.

CIE jej definuje jako fotometr určený k měření směrových charakteristik distribuce světla světelných zdrojů, svítidel nebo dalších optických prvků.

Výsledkem měření není pouze obrázek křivky. Laboratoř získá soubor hodnot popisující prostorovou distribuci světla kolem celého svítidla.

Polární diagram, EULUMDAT a IES

Polární diagram je pouze dvourozměrným řezem mnohem většího množství fotometrických dat.

Kompletní data lze ukládat například do formátů:

• EULUMDAT – .ldt,
• IES – .ies.

Soubor EULUMDAT obsahuje mimo jiné:

• počet fotometrických C-rovin,
• úhlové kroky mezi nimi,
• hodnoty svítivosti v jednotlivých úhlech,
• informace o symetrii,
• rozměry svítidla a svítící plochy,
• a další fotometrická data.

Tyto soubory lze načíst například do programů DIALux nebo Relux.

Jak se polární diagram používá při výpočtu osvětlení?

Polární diagram nám pomůže světlo rychle vizuálně pochopit. Profesionální výpočet ale používá kompletní fotometrická data svítidla.

Software díky nim zná svítivost například ve směru:

• kolmo pod svítidlem,
• pod úhlem 10°,
• 30°,
• 60°,
• do stran,
• a ve všech ostatních dostupných fotometrických rovinách.

Z těchto údajů společně s:

• výškou svítidla,
• jeho polohou,
• geometrií místnosti,
• odrazivostí povrchů,
• a dalšími vlastnostmi prostoru

dokáže vypočítat skutečnou osvětlenost v jednotlivých bodech.

Proto mohou dvě svítidla se stejným světelným tokem vytvořit ve stejné místnosti rozdílné výsledky.

Polární diagramy svítidel lampax

Svítidla lampax necháváme fotometricky měřit, abychom znali jejich skutečné světelně-technické vlastnosti.

Na produktových stránkách proto u jednotlivých modelů najdete kromě technických parametrů také:

• polární diagram,
• kuželový diagram,
• světelný tok,
• měrný výkon,
• a technické dokumenty ke stažení.

Například závěsná LINNA nebo stropní BLOKK mají vlastní naměřený polární diagram přímo na produktové stránce.

Stejná fotometrická data používáme také při našem výpočtu osvětlení. Díky tomu při návrhu nepracujeme pouze s odhadem podle lumenů a velikosti místnosti, ale se skutečnou distribucí světla konkrétního svítidla.