Źródła światła są niezbędnym elementem naszego codziennego funkcjonowania, jednak stanowią także 20% energii elektrycznej pochłanianej przez polskie gospodarstwa domowe. Zatem ważnym aspektem jest energooszczędność, która wspomaga ochronę naturalnego środowiska poprzez zmniejszenie emisji szkodliwych zanieczyszczeń atmosfery. W związku z tym wprowadzane są rozporządzenia realizujące proces stopniowego wycofywania z rynku UE nieenergooszczędnych źródeł światła. W ten sposób realizowane są postanowienia UE dotyczące ograniczenia zużycia energii elektrycznej i przeciwdziałaniu ocieplaniu się klimatu. Wprowadzenie do powszechnego użycia energooszczędnych źródeł światła ma spowodować ograniczenie całkowitego zużycia energii na potrzeby gospodarstw domowych o ok. 10%. Nowe regulacje w zakresie wprowadzanych na rynek źródeł światła stosowanych w gospodarstwach domowych zostały opublikowane w rozporządzeniu Komisji Europejskiej z dnia 18 marca 2009r.
Źródła światła i oprawy oświetleniowe stanowią osobne zagadnienia. Jednak każde źródło światła musi mieć odpowiednią dla niego oprawę oświetleniową. Obecnie do konkretnego rozwiązania oprawy oświetleniowej konstruowane są źródła światła, co nie wyklucza, że można spotkać także sytuację odwrotną. Warto zatem, dobierając źródło światła znać podstawowe parametry charakteryzujące źródła światła, jak i ich klasyfikację m.in. ze względu na fizyczną stronę wytwarzania światła oraz rodzaje dopuszczone do powszechnego użytku, zatwierdzone przez UE.
Definicja i podstawowe parametry. Definicja źródła światła
Na podstawie Rozporządzenia Komisji (UE) 2019/2020 z dnia 1 października 2019 r. pojęciem „źródło światła” określamy produkt elektryczny przeznaczony do emitowania światła lub – w przypadku nieżarowego źródła światła – taki, który można dostosować tak, aby emitował światło. Definiowane źródło światła powinny cechować wszystkie wymienione poniżej właściwości:
- współrzędne chromatyczności x i y w zakresie:
- strumień świetlny < 500 lumenów na mm2 rzutu powierzchni emitującej światło;
- strumień świetlny od 60 do 82000 lumenów;
- wskaźnik oddawania barw (CRI) > 0.
Poza wymienionymi właściwościami optycznymi, źródło światła powinno wykorzystywać takie technologie oświetleniowe jak: żarzenie, fluorescencję, wyładowanie dużej intensywności, nieorganiczne diody elektroluminescencyjne (LED) lub organiczne diody elektroluminescencyjne (OLED) albo ich kombinacje. Produkt można uznać za źródło światła po przeprowadzeniu weryfikacji, której proces i ewentualne możliwe odstępstwa w wartościach poszczególnych parametrów, zostały opisane w załączniku IV wspomnianego Rozporządzenia Komisji (UE) 2019/2020 z dnia 1 października 2019 roku. Do źródeł światła nie należą produkty takie jak: kostki LED; chipy LED; pakiety LED; produkty zawierające źródło lub źródła światła, z których te źródła światła można wyjąć w celu weryfikacji; elementy elektroluminescencyjne znajdujące się w źródle światła, z którego nie można ich wyjąć w celu weryfikacji, czy stanowią źródło światła.
Podstawowe parametry źródeł światła
W technice świetlnej wyróżnia się następujące wielkości charakteryzujące elektryczne źródło światła:
- napięcie zasilające U [V];
- moc czynna P [W];
- strumień świetlny Ф [lm];
- światłość I [cd];
- trwałość T [h];
- skuteczność świetlna η [lm/W];
- luminancja L [cd/m2];
- barwa światła, określana za pomocą temperatury barwowej Tc [K];
- wskaźnik oddawania barw CRI.
Strumień świetlny Ф
Pojęcie strumienia świetlnego wyrażone w lumenach [lm] oznacza wielkość fotometryczną wyprowadzoną od strumienia energetycznego na podstawie oceny promieniowania za pomocą odbiornika, którego względna czułość widmowa odpowiada czułości widmowej oka przystosowanej do jasności. Odnosi się ono do początkowego strumienia w przypadku źródła nieprzygaszonego światła po krótkim okresie eksploatacji, o ile nie określono wyraźnie, że chodzi o strumień przy ograniczonym dostępie światła lub strumień po danym okresie eksploatacji.
Tabela 1. Zakres wartości strumienia świetlnego w zależności od rodzaju źródła światła.
| Rodzaj źródła światła | Strumień świetlny Ф [lm] |
| Żarówki | 1 – 20000 |
| Świetlówki | 100 – 5000 |
| Lampy wysokoprężne | 2000 – 200000 |
| LED | 0,1 – 100 |
Światłość I
Światłością jest wielkością charakteryzującą przede wszystkim źródła światła i oprawy oświetleniowe. Jest to inaczej mówiąc „gęstość kątowa strumienia świetlnego”. Im mniejszy kąt bryłowy, w którym promieniuje źródło, tym większa światłość. Jej wartość wyrażana jest w kandelach [cd].
Tabela 2. Orientacyjne wartości światłości przykładowych źródeł światła.
| Źródło światła | Światłość [cd] |
| Diodowy wskaźnik sygnałowy | 0,01 – 0,5 |
| Żarówka 100 W | 100 |
| Świetlówka 18 W | 150 |
Skuteczność świetlna η
Skuteczność świetlna źródła światła jest to stosunek strumienia świetlnego wypromieniowywanego ze źródła do mocy do niego dostarczonej. Wyrażana jest jednostką [lm/W].
Tabela 3. Zakres wartości skuteczności świetlnej w zależności od rodzaju źródła światła.
| Rodzaj źródła światła | Skuteczność świetlna źródła [lm/W] |
| Żarówki wolframowe | 8 – 12 |
| Żarówki halogenowe | 20 – 25 |
| LED | 20 – 200 |
| Lampy żarowe | 30 |
| Wysokoprężne lampy rtęciowe | 50 |
| Świetlówki | 70 – 100 |
| Lampy halogenkowe | 80 |
| Wysokoprężne lampy sodowe | 100 – 120 |
| Niskoprężne lampy sodowe | 200 |
Barwa światła
Barwa światła określona jest za pomocą temperatury barwowej Tc wyrażonej w Kelwinach [K]. Wygląd barwy np. lampy odnosi się do wyglądu barwy (chromatyczności) światła emitowanego. Jest on przedstawiany przez jej temperaturą barwową najbliższą (TcP). Źródła, które emitują białą barwę światła, dzieli się, w zależności od ich temperatury barwowej, na trzy grupy:
- ciepła (poniżej 3300 K),
- neutralna (od 3300 do 5300 K)
- zimna (powyżej 5300 K do 6500 K).
Stopień oddawania barw dobierany jest w zależności od charakteru wykonywanej pracy. Przyjmuje się, że wraz ze zwiększeniem wartości średniej wymaganego natężenia oświetlenia powinna wzrastać temperatura barwowa stosowanego źródła światła.
Ogólny wskaźnik oddawania barw Ra i wskaźnik CRI
Ogólny wskaźnik oddawania barw Ra charakteryzuje właściwości oddawania barw przez poszczególne źródła światła. Jest on miarą stopnia zgodności wrażenia barwy przedmiotu oświetlonego danym źródłem światła z wrażeniem barwy tego samego przedmiotu oświetlonego odniesieniowym źródłem światła w określonych warunkach. Wskaźnik oddawania barw (Ra) określa stopień zgodności barwy faktycznej z jej obrazem widzianym przy danym oświetleniu. Im niższa jest wartość tego wskaźnika, tym gorzej oddawane są barwy oświetlanych przedmiotów. Zgodnie z normą PN-EN 12464-1:2004 we wnętrzach pracowniczych, lub takich gdzie ludzie spędzają znaczną ilość czasu, zalecane jest stosowanie źródeł światła o wskaźniku oddawania barw co najmniej 80. Wspomniana norma podaje także minimalne wartości wskaźnika oddawania barw dla różnych rodzajów wnętrz.
Natomiast wskaźnik oddawania barw CRI oznacza wskaźnik określający liczbowo wpływ oświetlenia na postrzeganą barwę obiektów poprzez świadome lub podświadome porównanie z ich postrzeganą barwą przy oświetleniu referencyjnym i stanowi średnią wartość Ra oddawania barw dla pierwszych ośmiu barw testowych (R1–R8) określonych w normach.