Do niedawna w iluminacji obiektów architektonicznych i zabytkowych wykorzystywane były tradycyjne źródeł światła – głównie wysokoprężne lampy metalohalogenkowe i sodowe, niskoprężne lampy wyładowcze w postaci świetlówek liniowych, a czasami nawet energochłonne punktowe i liniowe lampy żarowe. Od kilku lat zadanie to w doskonały sposób spełniać może technika półprzewodnikowych źródeł światła – diod elektroluminescencyjnych (LED).
| Iluminacja Zamku Królewskiego w Warszawie Fot. Philips |
Co sprawia, że diody świecące LED są szczególnie przydatne do stosowania w iluminacji?
Do cech sprzętu oświetleniowego LED szczególnie przydatnych do celów iluminacji należą z pewnością:
- możliwość długotrwałej, bezawaryjnej eksploatacji bez konieczności wymiany źródeł światła i skomplikowanej konserwacji,
- półprzestrzenna emisja światła diod LED, która w połączeniu z soczewkowymi układami optycznymi pomaga, kształtować rozsył światła w sposób pożądany w zadaniach iluminacji obiektów,
- możliwość budowy liniowych lub punktowych opraw oświetleniowych o małych rozmiarach, łatwych do integracji z elementami architektonicznymi budowli,
- światło białe o różnych temperaturach barwowych i bardzo dobrych właściwościach oddawania barw,
- możliwość generowania światła barwnego eliminująca konieczność stosowania filtrów powodujących straty strumienia świetlnego,
- łatwość sterowania – załączania i wyłączanie, rozjaśniania i przyciemniania oraz zmiany barwy świecenia,
- skuteczność świetlna zbliżona, a w niektórych przypadkach nawet przewyższająca tradycyjne źródła światła.
 |
Cechy techniki LED sprawiają, że jej zastosowanie w iluminacji obiektów, zwłaszcza w połączeniu z układami sterowania natężeniem światła i jego barwą, może przynosić zaskakujące rezultaty. |
Wysoka trwałość LED ułatwia ich stosowanie w miejscach trudnodostępnych
Trwałość eksploatacyjna opraw iluminacyjnych ze źródłami światła LED jest znacznie wyższa niż w przypadku opraw do lamp tradycyjnych i może wynosić około 50 tys. godzin. W praktycznych instalacjach oświetlenia iluminacyjnego może to oznaczać okres świecenia wynoszący nawet do 20 lat. Jest to niezwykle ważny czynnik ułatwiający tworzenie iluminacji uwzględniających także oświetlenie ekstremalnie trudno dostępnych detali architektonicznych lub części budynków. W iluminacjach za pomocą tradycyjnego sprzętu konieczna była częsta konserwacja. Dlatego oświetlenie takich detali lub obszarów było pomijane. Sprzęt LED o znacznie dłuższej trwałości ułatwia realizację bardziej wyrafinowanych projektów, należy jednak pamiętać, że użycie opraw LED nie eliminuje całkowicie potrzeby ich konserwacji. Wprawdzie zastosowanie techniki LED ogranicza konieczność wymiany źródeł światła, jednak pozostaje problem zanieczyszczeń osiadających na oprawach, a zwłaszcza na elementach ich układów optycznych. Okresowe czyszczenie musi być wykonywane, aby nie doprowadzać do znacznego spadku natężenia oświetlenia.
 |
| Oprawy iluminacyjne LED na Placu Świętego Piotra w Rzymie Fot. Osram |
Zaawansowane konstrukcje głównie z soczewkowymi układami optycznymi
Ze względu na to, że diody LED emitują światła tylko w jednej półprzestrzeni, do kształtowania wiązki świetlnej iluminacyjnych opraw LED, najczęściej używane są soczewki montowane indywidualnie na każdej diodzie. Dają one szerokie możliwości kształtowania bryły świetlnej opraw. Dobór odpowiedniej indywidualnej soczewki dla każdej diody, pozwala precyzyjnie kierować światło w pożądanym kierunku. Istnieje możliwość zastosowania jednakowych soczewek na każdej z diod, np. w oprawie liniowej lub różnych w oprawie z prostokątną matrycą diodową , np. symetrycznych do diod w środku matrycy, a niesymetryczne w diodach na obrzeżach. Soczewki wykonywane są z tworzywa sztucznego i mają niewielkie rozmiary. Pozwala to na konstruowanie opraw o małych rozmiarach, nie zaburzających wyglądu iluminowanych obiektów. Znacznie rzadziej niż soczewki, do kształtowania wiązki świetlnej w oprawach iluminacyjnych LED używane są odbłyśniki. Tylko stosunkowo niewielkie matryce diodowe LED o zwartej budowie umieszczane są w prostych odbłyśnikach dających silne rozproszenie wiązki świetlnej. Takie rozwiązanie jest stosowane głównie w małych naświetlaczach LED, przed którymi nie stawia się precyzyjnych zadań oświetleniowych. Mogą być one używane do prostego, zalewowego oświetlania architektury.
Liniowe oprawy iluminacyjne LED
Jednym z trudnych zadań w iluminacji realizowanej przy pomocy tradycyjnych opraw i źródeł światła było oświetlenie liniowych detali architektonicznych. Taka konieczność występuje często np. w przypadku gzymsów, czyli poziomych listew wystających przed lico muru, parapetów, barierek lub w oświetleniu obrysowym. Użyteczną cechą wynikającą z punktowego charakteru i niewielkich rozmiarów pojedynczych diod LED, jest możliwość tworzenia liniowych struktur świetlnych. Dzięki względnie gęstym ułożeniu diod i zastosowaniu odpowiednich układów optycznych konstruktorzy mogą projektować długie naświetlacze liniowe o niewielkich wymiarach poprzecznych. Zapewniają one wysoką intensywność światła, a równocześnie zachowują jego równomierności na całej długości. Soczewkowe układy optyczne o symetrycznym lub asymetrycznym rozsyle światłości wspomagają możliwości precyzyjnego iluminowania. Dzięki dodatkowym uchwytom montażowym pozwalającym na regulację kąta ich nachylenia, liniowe naświetlacze LED mogą być montowane bezpośrednio na ścianach budynków, na gzymsach, parapetach zewnętrznych, balustradach i we frontonach. Mogą tworzyć linie świetlne iluminujące wnęki w fasadach lub akcentujące inne wzdłużne detale architektoniczne.
Reflektory LED
Obecnie dostępne są także oprawy iluminacyjne LED spełniające funkcje tradycyjnych reflektorów. Wykorzystuje się w nich symetryczne soczewkowe układy optyczne. Rozwartość wiązki świetlnej reflektora uzależniona jest od rodzaju indywidualnych soczewek zastosowanych na poszczególnych diodach. Oferowane są reflektory z wąską, średnią lub szeroką wiązką świetlną. Kształt plamy świetlnej zależy tu od kształtu matrycy diodowej – okrągłego lub prostokątnego.
Dodatkowe wyposażenie opraw
Do iluminacyjnych opraw LED oferowane są także dodatkowe akcesoria rozszerzające ich funkcje. Są to najczęściej osłony i rastry przeciwdziałające olśnieniu i szeroka gama akcesoriów montażowych umożliwiających różne warianty instalacji.
Swoboda doboru barwy światła
Diody LED umożliwiają uzyskanie wysokiej jakości światła białego o różnych temperaturach barwowych, ale także światła barwnego. W jednej oprawie iluminacyjnej mogą być montowane diody LED generujące różne barwy światła – białe i kolorowe w trzech barwach podstawowych RGB. Dzięki odpowiedniemu sterowaniu światło w tych trzech barwach podstawowych może być mieszane dla uzyskania oświetlenia w dowolnym kolorze, bez konieczności użycia filtrów.
|
Zgodnie z wieloma opiniami specjalistów, barwna iluminacja obiektów zabytkowych powinna być jednak stosowana z dużą rozwagą, głównie dla potrzeb imprez okazjonalnych, a nie na stałe. Barwna iluminacja może powodować utratę tzw. spójności architektonicznej obiektów zabytkowych i zaburzenie odbioru szczegółów budowli. |
| Iluminacja Twierdzy Kłodzko Fot. Osram |
Iluminacja dynamiczna
Diody LED, jako przyrządy półprzewodnikowe, mogą być w pełni sterowane za pośrednictwem układów elektronicznych. Możliwe jest ich natychmiastowe załączanie i wyłączanie. Po załączeniu świecą od razu z pełną mocą i nie potrzebują czasu na rozgrzewanie jak wiele z tradycyjnych źródeł światła. Strumień świetlny diod LED może być dynamicznie regulowany w pełnym zakresie wartości. Dynamiczne sterowanie może także dotyczyć barwy świecenia opraw iluminacyjnych LED. Wymaga to jedynie odpowiedniego sterownika elektronicznego. Te cechy pozwalają na programowanie różnorodnych scenariuszy i realizację wielu scen oświetleniowych, czyli na iluminację dynamiczną, która wcześniej, przy użyciu tradycyjnych źródeł światła, była możliwa jedynie w ograniczonym zakresie i to tylko przy zastosowaniu energochłonnych lamp żarowych.
Autor: Marek Kołakowski
