Kadangi kaitrinės ir halogeninės lempos Europos Sąjungoje praktiškai nebetaikomos dėl labai žemo energinio efektyvumo, šiuolaikinis apšvietimo planavimas grindžiamas LED technologija. LED šviesos šaltiniai leidžia pasiekti didelį šviesos srautą sunaudojant palyginti nedaug elektros energijos, užtikrina ilgą tarnavimo laiką ir plačias valdymo galimybes. Techniškai LED apšvietimas susideda iš LED juostų, maitinimo šaltinio ir profilių. Profiliais dažniausiai tuo pačiu yra ir šviestuvai. pats LED įrengimas yra nesudėtingas, nereikalauja aukštos kvalifikacijos ir gali būti nesudėtingai įrengtas savarankiškai. Sudėtingiausias LED įrengime yra laidelių prilitavimas ( dar nelabai yra kokybiškų jungtukų), tačiau ir tai išsprendžiama jei išmatuojami reikiami ilgiai ir užsakomas prilitavimas pas pardavėją.

LED įrengimo procesas išbandytas praktiškai, nuo pat pat projektavimo iki profilių pritvirtinimo. Iš šalies į procesą įtraukti projektuotojas ir konsultuotasi su apšvietimo įrangos pardavėjais. Žingsniai link LED apšvietimo įrengimo sudėlioti papunkčiui šiame straipsnyje.

Apšvietimo planavimas

Apšvietimo intensyvumas ir kokybė apibūdinami trimis pagrindiniais dydžiais: liumenais, liuksais ir vatais.

Liumenai (lm) nusako šviesos srautą, t. y. kiek šviesos šaltinis realiai skleidžia. Palyginimui, anksčiau naudota 100 W kaitrinė lemputė generuodavo apie 1500–1700 lm.

Liuksai (lx) parodo, koks šviesos srautas tenka vienam kvadratiniam metrui apšviečiamo paviršiaus. Šis rodiklis svarbus vertinant realų apšvietimo intensyvumą konkrečioje vietoje.

Vatai (W) nurodo elektros energijos sąnaudas, reikalingas tam šviesos srautui pasiekti.

LED technologijoje vatų ir liumenų santykis nėra tiesioginis – vienodos galios skirtingų gamintojų šviesos šaltiniai gali skleisti skirtingą šviesos srautą. Todėl vertinant apšvietimą svarbiausias rodiklis yra liumenai, o ne vien tik galia vatais. Apie LED juostas bus atskiras skyrius kiek žemiau.

Gyvenamosiose patalpose dažniausiai orientuojamasi į apytikslį 150–200 lx/m2 bendrą apšvietimą. Priklausomai nuo patalpos paskirties, tai atitinka maždaug 2-8 W LED galios vienam kvadratiniam metrui grindų ploto. Planuojant apšvietimą senesniuose pastatuose būtina įvertinti elektros įvado ir instaliacijos galimybes, nes ankstesnė infrastruktūra dažnai buvo pritaikyta gerokai mažesnėms apkrovoms.

Lempos efektyvumas apibūdinamas liumenų kiekiu, tenkančiu vienam vatui. Kuo daugiau liumenų iš vieno vato, tuo šviesos šaltinis laikomas efektyvesniu.

LED šviesos spektras

Svarbus apšvietimo parametras yra ir šviesos spalva, apibūdinama spalvine temperatūra kelvinais (K). Šiltai balta šviesa paprastai siekia 2700–3200 K, neutrali – apie 4000 K, o šaltai balta – 5000–6500 K. Skirtingos spalvinės temperatūros skirtingai veikia tiek patalpos suvokimą, tiek žmogaus savijautą, todėl jų parinkimas turi būti tiesiogiai susietas su patalpos funkcija.

Šiltai balta šviesa dažniausiai naudojama poilsio ir buvimo zonose – svetainėse, miegamuosiuose, valgomojo erdvėse. Ji vizualiai „šildo“ interjerą, minkština kontrastus, skatina atsipalaidavimą ir kuria jaukumo pojūtį. Ši spalvinė temperatūra ypač tinkama vakaro metu, kai reikalinga ramesnė, neaktyvinanti aplinka.

Neutrali balta šviesa laikoma universalia ir dažniausiai taikoma virtuvėse, vonios kambariuose, darbo ar vaikų mokymosi zonose. Ji suteikia pakankamą ryškumą, neiškreipia spalvų ir nesukelia ryškaus nuovargio, todėl tinka veikloms, kurioms reikalingas dėmesys ir tikslumas.

Šaltai balta šviesa dažniausiai naudojama techninėse ar pagalbinėse patalpose – sandėliukuose, garažuose, rūsiuose, taip pat darbo vietose, kur svarbus maksimalus matomumas. Ji vizualiai didina kontrastą ir ryškumą, tačiau gyvenamosiose patalpose, ypač ilgalaikiam naudojimui, gali varginti akis ir sukelti diskomfortą, todėl rekomenduojama ją naudoti tik ten, kur reikalingas funkcinis, o ne emocinis apšvietimas.

Projektuojant apšvietimą taip pat svarbu vengti skirtingų spalvinių temperatūrų maišymo toje pačioje funkcinėje zonoje, nes tai iškraipo spalvų suvokimą ir sukuria vizualinį disonansą. Jei vienoje patalpoje naudojamos kelios apšvietimo rūšys, jų spalvinė temperatūra turi būti suderinta pagal paskirtį arba aiškiai atskirta zonomis.

Apšvietimo planas

Interjere paprastai išskiriamos trys pagrindinės dirbtinio apšvietimo rūšys: bendrasis, vietinis (darbo) ir akcentinis apšvietimas. Bendrasis apšvietimas užtikrina tolygų šviesos paskirstymą patalpoje. Vietinis apšvietimas skirtas konkrečioms veiklos zonoms ir turi būti suprojektuotas taip, kad nemestų šešėlių į darbo paviršių. Akcentinis apšvietimas naudojamas architektūriniams ar interjero elementams išryškinti.

Parengta LED apšvietimo vizualizacija leidžia geriausiai suprasti būsimą apšvietimą

Koridoriuose dažniausiai pakanka bendro apšvietimo, papildomai išskiriant veidrodžio zoną. Laiptinėse šviesa turi būti tolygi ir neklaidinanti, dažnai pasirenkami sieniniai šviestuvai, o lubų apšvietimas nėra būtinas.

Svetainėje apšvietimas projektuojamas zoniniu principu – atskirai apšviečiamos poilsio, valgymo ir laisvalaikio zonos. Bendras apšvietimas dažniausiai būna ne itin ryškus, o pagrindinis komfortas kuriamas vietiniais ir akcentiniais šviesos šaltiniais.

Vizualinį patalpos dydžio suvokimą galima koreguoti šviesos kryptimi ir išdėstymu: į lubas nukreipta šviesa didina erdvės pojūtį, kampuose įrengti šviestuvai vizualiai plečia patalpą, o šviesos koncentracija tolimame gale pailgina kambario proporcijas.

Valgomojo zonoje apšvietimas orientuojamas tiesiai į stalą. Šviesos šaltinis paprastai kabinamas apie 60 cm virš stalviršio, kad šviesa būtų pakankamai koncentruota, bet neakintų sėdinčiųjų. Reguliuojamas šviesos intensyvumas leidžia prisitaikyti prie skirtingų situacijų.

Apšvietimo plane reikia numatyti laidų pravedimo ir maitinimo šaltinių išdėstymo vietas. Tai kaip viso apšvietimo centrai. Juos palnuojant reikia įvertinti optimalią vietą nuo kurios reikės mažiausiai laidų iki jungiklių ir šviestuvų. Geriau dėžės nedėti į pertvaras tarp gyvenamų kambarių, nes tai sumažins garso izoliaciją. Iki tokių paskirstymo dėžių atvedamas vienas maitinimo laidas.

LED juostos

Šiuolaikinės LED juostos vertinamos kaip tikslūs linijiniai šviestuvai, todėl jų pasirinkimas remiasi nebe intuicija, o funkciniais parametrais. Pirmiausia būtina įvertinti juostos galią ir šviesos srautą, nes nuo to tiesiogiai priklauso sukuriamas apšvietimo lygis. Dekoratyviniam apšvietimui, pavyzdžiui, nišoms ar baldų cokoliams, visiškai pakanka 4,8 W/m – 9,6 W/m galios juostų. Ruošiant darbinį paviršių prie virtuvės stalviršio ar rašomojo stalo, rekomenduojama rinktis 12 W/m – 18 W/m galią. Jei LED juosta bus pagrindinis patalpos šviesos šaltinis, montuojamos galingos juostos nuo 20 W/m, pasižyminčios didesniu nei 120–160 lm/W efektyvumu.

Diodų tankis metre lemia šviesos tolygumą ir tai, ar paviršiuje matysite pavienius taškus, ar vientisą liniją. Naudojant standartinius 120–240 LED/m tankio gaminius, išgaunamas tolygus šviesos laukas net ir žemuose profiliuose. Ieškantiems nepriekaištingos estetikos, rekomenduojama COB technologija, kurioje diodai padengti vientisu liuminoforo sluoksniu. Tai sukuria idealiai vientisą šviesos juostą net ir be papildomų sklaidytuvų. Ne mažiau svarbus yra spalvų atkūrimo indeksas (CRI), kuris užtikrina interjero spalvų tikrumą. Koridoriams pakanka CRI >80, tačiau virtuvėje ar prie veidrodžių būtinas CRI >90, kad maisto produktai ar veido tonas atrodytų natūraliai ir nebūtų iškraipyti.

Sėkmingam projektui įgyvendinti būtina atsižvelgti į darbinę įtampą ir tinkamą šilumos valdymą. Šiuo metu 24 V įtampa yra pramonės standartas, užtikrinantis stabilų šviesumą net ir 5–10 metrų atkarpose, ko nepavyksta pasiekti su 12 V sistemomis dėl didelio įtampos kritimo. Galingos juostos generuoja reikšmingą karštį, todėl jų montavimas be aliuminio profilio laikomas kritine technine klaida. Profilis veikia kaip radiatorius, saugantis kristalus nuo perkaitimo ir drastiško tarnavimo laiko sutrumpėjimo. Svarbu įsidėmėti, kad kuo galingesnė LED juosta pasirenkama, tuo masyvesnis aliuminio profilis reikalingas efektyviam šilumos išsklaidymui užtikrinti.

Specialios LED juostos yra skirtos pirčiai, aukštai temperatūrai ir nebijančios drėgmės. Jos neklijuojamos prie aliuminio profilių. Kiek daugiau šiame filme apie LED įrengimą pirtyje.

LED juostų maitinimo šaltiniai

Maitinimo šaltinio įtampa visais atvejais turi tiksliai sutapti su LED juostos darbine įtampa. Aukštesnė įtampa LED juostą sugadins, o žemesnė neleis jai veikti arba stipriai sumažins šviesos srautą bei sistemos stabilumą.

Pagal konstrukciją ir montavimo būdą maitinimo šaltiniai skirstomi į kelias grupes. Atviri, metaliniu korpusu maitinimo šaltiniai dažniausiai montuojami paslėptose vietose – lubų nišose, spintose ar techninėse zonose. Jie pasižymi geru aušinimu, tačiau reikalauja apsaugos nuo dulkių ir drėgmės. Uždari, plastikiniais arba sandariais korpusais maitinimo šaltiniai tinkami montuoti gyvenamosiose patalpose ar baldų viduje, kur svarbi sauga ir estetika. Jie dažniausiai veikia tyliau, tačiau šilumą išsklaido prasčiau. Hermetiški maitinimo šaltiniai, turintys IP65–IP67 apsaugos klasę, naudojami drėgnose patalpose arba lauke. Jie atsparūs drėgmei ir dulkėms, tačiau dėl sandarios konstrukcijos dažniausiai ribojami galia ir reikalauja pakankamos aplinkos ventiliacijos.

Maitinimo šaltiniai geriausia jei koncentruojami vienoje dėžutėje.

Maitinimo šaltinis turi būti suderinamas su LED juostomis ne tik pagal įtampą, bet ir pagal apkrovą bei valdymo galimybes. Parenkant maitinimo šaltinį būtina įvertinti, ar jo galia yra pakankama su rezervu, ar jis tinkamas darbui su šviesos reguliatoriais, jei numatytas dimeriavimas, ir ar jo aušinimas atitinka planuojamą montavimo vietą. Jei LED juostos bus reguliuojamos, reikia naudoti maitinimo šaltinį arba papildomą valdymo grandinę, kuri palaiko šviesos srauto reguliavimą. Ne visi maitinimo šaltiniai tinkami darbui su dimeriais, todėl tai turi būti numatyta dar projektavimo etape.

LED juostos galia paprastai nurodoma vatais vienam metrui, todėl bendra juostos galia apskaičiuojama dauginant vieno metro galią iš bendro juostos ilgio. Kad maitinimo šaltinis veiktų stabiliai ir neperkaistų, rekomenduojama prie apskaičiuotos galios pridėti apie 20–30 % rezervą. Praktikoje tai reiškia, kad maitinimo šaltinio galia turi būti didesnė nei faktinė LED juostos galia.

Pavyzdžiui, jei projektuojama LED juosta, kurios galia yra 14,4 W/m, o bendras ilgis – 5 metrai, bendra LED juostos galia bus 72 W. Pridėjus 30 % rezervą gaunama apie 93,6 W, todėl tokiu atveju parenkamas 100 W galios maitinimo šaltinis. Mažesnės galios maitinimo šaltinis veiktų ribiniame režime, kaistų ir jo tarnavimo laikas būtų gerokai trumpesnis.

Jeigu LED juosta yra ilgesnė nei 5 metrai arba naudojama didelės galios juosta, rekomenduojama juostą maitinti iš kelių taškų, naudoti kelis maitinimo šaltinius arba rinktis aukštesnės įtampos, pavyzdžiui, 24 V sistemą, kuri leidžia sumažinti įtampos kritimą ir užtikrina stabilesnį apšvietimą.

Maitinimo šaltiniai visada turi būti montuojami taip, kad liktų prieinami techninei priežiūrai ar keitimui. Net ir kokybiški komponentai laikui bėgant gali sugesti, todėl visiškas jų paslėpimas be galimybės prieiti laikomas projektavimo klaida. Ilgalaikiam ir stabiliam LED juostų veikimui būtina vertinti visą sistemą kaip visumą – LED juostą, maitinimo šaltinį, laidus, jungimus ir montavimo sąlygas. Tik tinkamai suderinti visi šie elementai užtikrina patikimą ir ilgaamžį apšvietimą.

LED juostos montavimas

LED juostos dažniausiai montuojamos aliuminio profiliuose, kurie užtikrina mechaninę apsaugą ir šilumos išsklaidymą. Tiesioginis klijavimas prie konstrukcinių paviršių laikomas trumpalaikiu sprendimu ir nerekomenduojamas ilgalaikiam naudojimui. Prie paviršių tiesiogiai tvirtinamos juostos tik pirties garinėje, kuriose aliuminio juosta kaip tik kaitintų ją.

Pirties garinėje naudojami specialūs, gana brangūs, izoliuoti, karščiui atsparesnės led juostos.Jos tvirtinamos specialiais laikikliais prie paviršiaus, Priklausomai nuo pirties tipo tai būna iki 150 mm aukščio. Dažniausiai LED įrengiami po gultais.

Sunkiausia dalis yra laidų prilitavimas prie juostos kontaktų. Nors galima suprojektuoti reikiamus laidų ilgius ir užsakyti prilitavimą pas laidų pardavėją. ne visi tai daro, dėl to pasirinkimas pas ką pirkti, jei nemokama lituoti, aiškus.

LED juosta dažniausiai kitoje pusėje turi lipnų paviršių kuris pridengiamas iki montavimo apsaugine juostele. Dėl to LED juostelė lengvai priklijuojama prie profilio paviršiaus.

Plonieji laidai dažniausiai jungiami su įprastiniais 1,5 mm2 laidais. Naudojant 1,5 mm² skerspjūvio laidą nuo maitinimo šaltinio iki LED juostos, varža sumažinama tiek, kad pralaidumas tampa optimalus žemos įtampos sistemoms. 24 V sistemoje toks laidas leidžia saugiai nutolinti juostą iki 10–15 metrų be pastebimo šviesos srauto kritimo, tuo tarpu 12 V sistemose, dėl dvigubai didesnio jautrumo įtampos nuostoliams, rekomenduojama neviršyti 5–7 metrų atstumo. Pagrindinis pranašumas naudojant 1,5 mm² laidą yra stabilus įtampos perdavimas, kuris apsaugo nuo LED mirgėjimo dimeriuojant ir neleidžia patiems laidams kaisti dėl didelės srovės (amperų). Viršijus šiuos atstumus, net ir su storu laidu įtampa „nukrenta“ tiek, kad LED juosta pradeda šviesti silpniau arba netolygiai, todėl ilgesnėms atkarpoms būtina rinktis 24 V įrangą arba dar didesnio skerspjūvio kabelį.

LED juostos mažesnio diametro prilituoti laideliai sujungiami su maitinančiu 1,5mm2 laidu per laidų jungimo gnybtus. Jei patalpa drėgna juos galima izoliuoti naudojant specialų termo vamzdelį. Pirčiai naudojami specialūs, storenių sienelių, su vidiniu klijų sluoksniu. Kaitinant fenu vamzdelis aptraukia laidus juos hermetizuojant.

Juostos jungiamos litavimo būdu laikantis poliškumo, o karpymas atliekamas tik pažymėtose vietose. Maitinimo šaltiniai montuojami prieinamose, bet paslėptose vietose, numatant galimybę juos aptarnauti.

LED profiliai

LED profiliai nėra vien tik dekoratyvinis elementas. Jų pagrindinė funkcija – užtikrinti LED juostų mechaninę apsaugą, efektyvų šilumos išsklaidymą, tolygų šviesos paskirstymą ir kryptingą šviesos nukreipimą. Netinkamai parinktas profilis gali sutrumpinti LED juostos tarnavimo laiką, sukelti jos perkaitimą arba vizualiai sugadinti apšvietimo rezultatą, net jei pati juosta yra kokybiška.

LED profiliai būna įvairių formų, gylių, krypčių, spalvų.
LED profilis atlieka kelias esmines funkcijas. Pirmiausia jis veikia kaip pasyvus šilumos radiatorius – aliumininis profilio korpusas sugeria LED diodų skleidžiamą šilumą ir ją perduoda aplinkai. Tai ypač svarbu didesnės galios juostoms, kurios be tinkamo aušinimo greitai degraduoja. Antra, profilis apsaugo LED juostą nuo mechaninių pažeidimų, dulkių ir nešvarumų, ypač kai apšvietimas montuojamas atvirose arba sunkiai prieinamose vietose. Trečia, kartu su difuzoriumi profilis leidžia suformuoti tolygesnę šviesos liniją ir paslėpti atskirus šviesos diodus, kurie be profilio dažnai matomi kaip atskiri šviesos taškai.

Pagal montavimo vietą ir būdą LED profiliai skirstomi į kelias pagrindines grupes. Paviršiniai profiliai montuojami tiesiogiai ant lubų, sienų ar baldų paviršių, kai nėra galimybės ar poreikio frezuoti konstrukcijų. Jie dažnai naudojami baldų, laiptų, nišų ar techninių zonų apšvietimui. Įleidžiami profiliai montuojami į iš anksto paruoštas ertmes sienose, lubose ar balduose, o po montavimo matomas tik difuzorius arba siaura profilio briauna, todėl apšvietimas atrodo minimalistinis ir vizualiai „švarus“. Užglaistomi profiliai integruojami į gipso kartono konstrukcijas ir visiškai paslepiami po apdaila, paliekant tik šviesos liniją. Tai estetiškai patrauklus, tačiau techniškai reiklus sprendimas, reikalaujantis tikslaus projektavimo ir kokybiško montavimo. Pakabinami profiliai naudojami kaip savarankiški linijiniai šviestuvai ir dažniausiai montuojami virš stalų, darbo zonų ar atvirose erdvėse, kur reikalingas kryptingas ir aiškiai apibrėžtas apšvietimas. Kampiniai profiliai skirti montuoti kampuose, dažniausiai 45° kampu, kad šviesa būtų nukreipta į dvi plokštumas – pavyzdžiui, sieną ir darbo paviršių ar grindis.

LED profilis dažniausiai tvirtinamas dvipusio lipnumo juosta ir papildomai prisukamas varžteliais
Vienas svarbiausių kriterijų renkantis LED profilį yra LED juostos galia, tenkanti vienam metrui. Kuo didesnė juostos galia, tuo daugiau šilumos ji išskiria ir tuo masyvesnis bei geriau šilumą išsklaidantis turi būti profilis. Iki maždaug 9,6 W/m galios LED juostoms dažniausiai pakanka siaurų ir lengvų profilių, ypač jei apšvietimas yra dekoratyvinis ir neveikia nuolat. 9,6–14,4 W/m galios juostoms jau rekomenduojami vidutinio dydžio aliumininiai profiliai, užtikrinantys gerą šiluminį kontaktą tarp juostos ir profilio dugno. Nuo 19,2 W/m ir didesnės galios juostoms būtini masyvūs profiliai su didesniu šilumos išsklaidymo plotu arba sprendimai, leidžiantys papildomą natūralią ventiliaciją. Tokios juostos dažniausiai naudojamos kaip pagrindinis apšvietimas ir be tinkamo profilio greitai praranda savo savybes. Visais atvejais svarbu, kad LED juosta būtų klijuojama tiesiogiai prie aliumininio profilio dugno, naudojant gamyklinę lipnią juostą arba papildomą šilumai laidų klijų sluoksnį.

LED profiliai naudojami kartu su difuzoriais – dangteliais, kurie dengia LED juostą ir formuoja galutinį šviesos vaizdą. Skaidrūs difuzoriai praleidžia daugiausia šviesos, tačiau per juos dažnai matomi atskiri diodai. Matiniai difuzoriai sumažina ryškumą, bet užtikrina tolygesnę šviesos liniją ir dažniausiai naudojami gyvenamosiose patalpose. Didelio išsklaidymo difuzoriai pasirenkami tuomet, kai siekiama visiškai vientisos šviesos be matomų taškų, ypač kai profilis montuojamas arti matymo linijos. Reikia įvertinti, kad difuzorius, priklausomai nuo tipo, gali sumažinti šviesos srautą maždaug 10–30 %.

Led profilių ryškumą mažina dangteliai, kurie dažniausia būna matiniai

LED profiliai tvirtinami keliais pagrindiniais būdais. Mechaninis tvirtinimas varžtais arba specialiomis laikymo auselėmis laikomas patikimiausiu ir ilgaamžiškiausiu sprendimu, ypač kai naudojamos didesnės galios LED juostos. Klijavimas taikomas lengviems profiliams ir dekoratyviniam apšvietimui, tačiau šis būdas netinka vietose, kur profiliai kaista arba patiria mechanines apkrovas. Tvirtinimas į specialius laikiklius leidžia profilius lengvai nuimti priežiūrai ar remontui ir dažnai naudojamas ilgesnėse linijinėse sistemose.

Pagal šviesos kryptį LED profiliai gali būti skirti tiesioginiam apšvietimui, kai šviesa sklinda statmenai paviršiui ir apšviečia darbo zonas ar patalpą, netiesioginiam apšvietimui, kai šviesa nukreipiama į sienas ar lubas ir patalpa apšviečiama atspindėta šviesa, taip pat kombinuoti, kai vienu metu apšviečiama ir aplinka, ir funkcinės zonos. Kampiniai profiliai leidžia šviesą nukreipti į dvi plokštumas ir dažniausiai naudojami baldų, laiptų ar nišų apšvietime.

LED profilio pasirinkimas visada turi būti vertinamas kompleksiškai – kartu su LED juostos galia, montavimo vieta, šilumos išsklaidymo galimybėmis ir planuojamu apšvietimo režimu. Profilis nėra antraeilis ar vien dekoratyvinis elementas, nes nuo jo tiesiogiai priklauso LED juostos ilgaamžiškumas, šviesos kokybė ir galutinis vizualinis rezultatas.

LED juostų žymėjimo reikšmės

LED maitinimo šaltinių žymėjimai ir jų reikšmės