Эластичный самовосстанавливающийся бетон в 2020 году

Самовосстанавливающийся бетон как один из трендов строительства в 2020 г.

Многие эксперты отрасли считают, что в ближайшее время мы увидим, как самовосстанавливающийся бетон используется на дорогах, зданиях и домах. Поскольку бетон является наиболее широко производимым и потребляемым материалом в строительной отрасли, эксперты считают, что к 2030 году только в США будет использоваться около 5 миллиардов тонн в год.

Отчасти это связано с городским бумом, который наблюдается в Китае и Индии. По квотам на выбросы Соединенные Штаты составляют лишь 8% от общего объема в этой области.

Исторя самовосстанавливающегося бетона

В 2005 г. были обнаружены бактерии, производящие минералы, которые могут помочь устранить микротрещины в бетоне. Доктор Хенк Джонкерс, микробиолог из Дельфтского университета (Голландия), стал основоположником научных разработок в области производства биоконструкций, которые могут принести пользу для проектов гражданского строительства.

Дмитрий Сорокин берет пробы из российских содовых озер. Бактерии, используемые для разработки самовосстанавливающегося бетона, пришли из высокощелочного природного источника.

Самовосстанавливающийся бетон мог бы решить проблему разрушения бетонных конструкций задолго до окончания срока их службы. Бетон по-прежнему является одним из основных материалов, используемых в строительной отрасли, от фундамента зданий до конструкции мостов и подземных парковок. Традиционный бетон имеет недостаток, он имеет тенденцию трескаться при воздействии напряжения. Целебный агент, который работает, когда бактерии, внедренные в бетон, превращают питательные вещества в известняк, разрабатывается на факультете гражданского строительства и геологии в Дельфте с 2006 года. Этот проект является частью более широкой программы по изучению потенциала самовосстановления пластмасс, полимеров, композитов, асфальта и металлов, а также бетона. Доктор Хенк Джонкерс, микробиолог, специализирующийся на поведении бактерий в окружающей среде, разработал самозаживляющийся бетон в лаборатории и начал полномасштабные испытания на открытом воздухе в 2011 году. Первые самовосстанавливающиеся бетонные изделия стали появляться на рынке в 2013 г. Ожидается, что они увеличат срок службы многих строительных конструкций.

Зачем это нужно?

Крошечные трещины на поверхности бетона делают всю конструкцию уязвимой, потому что вода просачивается внутрь, разрушая бетон и разъедая стальную арматуру, что значительно сокращает срок службы конструкции. Бетон очень хорошо выдерживает сжимающие силы,но не растягивающие. При растяжении он начинает трескаться, поэтому его укрепляют сталью, чтобы выдерживать растягивающие усилия. Сооружения, построенные в условиях высокого уровня воды, такие как подземные подвалы и морские сооружения, особенно уязвимы к коррозии стальной арматуры. Автомобильные мосты также уязвимы, поскольку соли, используемые для удаления льда с дорог, проникают в трещины в конструкциях и могут ускорить коррозию стальной арматуры. Во многих строительных конструкциях растягивающие силы могут привести к образованию трещин, и это может произойти относительно скоро после того, как конструкция будет построена. Ремонт обычных бетонных конструкций обычно включает нанесение бетонного раствора, который приклеивается к поврежденной поверхности. Иногда ступку нужно вставить в существующую конструкцию с помощью металлических штырей, чтобы она не отвалилась. Ремонт может быть особенно трудоемким и дорогостоящим, поскольку зачастую очень трудно получить доступ к сооружению для проведения ремонта, особенно если они находятся под землей или на большой высоте.

Пример сильно поврежденной бетонной опорной балки автомобильного моста. Этот столб подвергся коррозии арматуры из-за попадания антиобледенительных солей через микротрещины, образовавшиеся в бетоне

Как работает биобетон

Специально подобранные виды бактерий рода Bacillus, наряду с кальциевым питательным веществом, известным как лактат кальция, а также азотом и фосфором, добавляются к ингредиентам бетона при его смешивании. Эти самовосстанавливающиеся агенты могут дремать в бетоне до 200 лет.Однако, когда бетонная конструкция повреждена и вода начинает просачиваться через трещины, которые появляются в бетоне, споры бактерий прорастают при контакте с водой и питательными веществами. Активировавшись, бактерии начинают питаться лактатом кальция. По мере того как бактерии питаются кислородом, он расходуется, а растворимый лактат кальция превращается в нерастворимый известняк. Известняк затвердевает на потрескавшейся поверхности, тем самым уплотняя ее. Он имитирует процесс, с помощью которого переломы костей в человеческом теле естественным образом исцеляются клетками остеобластов, которые минерализуются, чтобы переформировать кость. Потребление кислорода при бактериальном превращении лактата кальция в известняк имеет дополнительное преимущество. Кислород является важным элементом в процессе коррозии стали, и когда бактериальная активность израсходовала его полностью, это увеличивает долговечность стальных железобетонных конструкций. Две части самовосстанавливающегося агента (бактериальные споры и питательные вещества на основе лактата кальция) вводятся в бетон в виде отдельных гранул керамзита шириной 2-4 мм, которые гарантируют, что агенты не будут активированы в процессе смешивания цемента. Только когда трещины открывают гранулы и входящая вода приводит лактат кальция в контакт с бактериями, они активируются. Испытания показали, что когда вода просачивается в бетон, бактерии быстро прорастают и размножаются. Они превращают питательные вещества в известняк в течение семи дней в лаборатории. На улице, при более низких температурах, процесс занимает несколько недель. Начальная точка исследования заключалась в том, чтобы найти бактерии, способные выживать в экстремальной щелочной среде. Цемент и вода имеют значение рН до 13, когда смешиваются вместе, обычно это враждебная среда для жизни: большинство организмов погибает в среде со значением рН 10 или выше. Поиск сосредоточился на микробах, которые процветают в щелочных средах, которые можно найти в естественных условиях, таких как щелочные озера в России, богатые карбонатами почвы в пустынных районах Испании и содовые озера в Египте. Образцы эндолитических бактерий (бактерий, которые могут жить внутри камней) были собраны вместе с бактериями, обнаруженными в отложениях озер. Было обнаружено, что штаммы бактерий рода Bacillus процветают в этой высокощелочной среде. Еще в Дельфтском университете бактерии из образцов выращивали в колбе с водой, которая затем использовалась в качестве части водной смеси для бетона. В небольшой бетонный блок были встроены различные виды бактерий. Каждый бетонный блок будет оставлен на два месяца, чтобы его крепко установить. Затем блок измельчали в порошок, а остатки проверяли, выжили ли бактерии. Было обнаружено, что единственной группой бактерий, которые смогли выжить, были те, которые производили споры, сравнимые с семенами растений. Такие споры имеют чрезвычайно толстые клеточные стенки,которые позволяют им оставаться неповрежденными до 200 лет, ожидая лучшей среды для прорастания. Они активизируются, когда бетон начинает трескаться, пища становится доступной, а вода просачивается в структуру. Этот процесс понижает рН высокощелочного бетона до значений в диапазоне (рН от 10 до 11,5), при которых происходит активация бактериальных спор. Поиск подходящего источника пищи для бактерий, которые могли бы выжить в бетоне, занял много времени, и было испробовано много различных питательных веществ, пока не было обнаружено, что лактат кальция является источником углерода, который обеспечивает биомассу. Если он начинает растворяться в процессе смешивания, лактат кальция не влияет на время схватывания бетона.

Первые полномостабные испытания

Полномасштабное тестирование новых бетонных конструкций было начато в Европе в 2011 г. Небольшая структура или часть структуры была создана из самовосстанавливающегося материала и наблюдается в течение нескольких лет. Также определенные конструкции оснащены некоторыми панелями из самовосстанавливающегося бетона, а другие — обычным бетоном, чтобы можно было сравнить поведение этих двух элементов. Можно ли использовать вышеназванные бактерии для ремонта существующих конструкций? Чтобы ответить на этот вопрос, Делфтский университет получил финансирование в размере 420 000 евро от правительства Нидерландов. Два ученых-постдокторанта потратят два года на разработку системы самоисцеления, которая будет применяться к существующим структурам. В ходе исследования тестируются две системы. В первом методе бактерии и питательные вещества нанесены на структуру в виде самовосстанавливающегося раствора, который может быть использован для восстановления крупномасштабных повреждений. Во втором методе бактерии и пищевые питательные вещества растворяются в жидкости, которая распыляется на поверхность бетона, откуда она может просачиваться в трещины. Голландское правительство выделило 450 000 евро на финансирование еще одного исследовательского проекта, который будет проводиться на бетонных подвальных стенах и предварительно отлитых бетонных полах, которые уязвимы для грунтовых вод. Между тем продолжается работа по устранению озабоченности промышленности относительно того, могут ли бактерии выжить в спящем состоянии в течение всего срока службы бетонной конструкции. Данные из образцов почвы, взятых из пустынных районов и хранящихся в музеях, показывают, что почва все еще содержит живые споры бактерий после 200 лет хранения. Для решения других проблем проводятся лабораторные испытания, направленные на ускорение процесса старения самовосстанавливающегося бетона. Испытания будут подвергать бетон экстремальным условиям для имитации смены сезонов и циклов экстремальных температур, более влажных периодов и периодов сушки.

Недостатки самовосстанавливающегося матерала

Есть два ключевых препятствия, которые необходимо преодолеть, если самовосстанавливающийся бетон должен трансформировать бетонное строительство в следующем десятилетии. Первая проблема заключается в том, что глиняные гранулы, содержащие самовосстанавливающийся агент, составляют 20% от объема бетона. Эти 20% обычно состоят из более твердого заполнителя, такого как гравий. Глина намного слабее обычного заполнителя, и это ослабляет бетон на 25% и значительно снижает его прочность на сжатие. Во многих конструкциях это не было бы проблемой, но в специализированных приложениях, где требуется более высокая прочность на сжатие, например в высотных зданиях, она не будет жизнеспособной.

Второй недостаток заключается в том, что стоимость самовосстанавливающегося бетона примерно вдвое превышает стоимость обычного бетона, которая в настоящее время составляет около 80 евро за кубометр. По словам инженеров, при цене около 160 евро за кубический метр самовосстанавливающийся бетон будет жизнеспособным продуктом только для некоторых строительных конструкций, где стоимость бетона намного выше из-за его гораздо более высокого качества, например, для прокладки туннелей и морских сооружений, где безопасность является большим фактором, или в конструкциях, где имеется ограниченный доступ для ремонта и технического обслуживания. В этих случаях увеличение стоимости за счет введения самовосстановляющих средств не должно быть слишком обременительным. Вдобавок к этому, если производить в промышленных масштабах, то считается, что самовосстанавливающийся бетон может значительно снизиться в цене. Если срок службы конструкции можно продлить на 30%, то удвоение стоимости самого бетона все равно сэкономит много денег в долгосрочной перспективе.

Вы можете оставить сообщение

Поля обязательные для заполнения помечены *.

Биобетон: материал, который восстанавливает себя сам

Как выдумаете, возможно ли такое, чтобы стена восстанавливала себя сама? Благодаря голландцу Хенку Джонкерсу подобное развитие событий перестает быть фантастикой. Именно ему удалось разработать самовосстанавливающийся бетон.

Самовосстанавливающийся бетон

Столь нетривиальные свойства материала обусловлены применением биотехнологии, а именно – внедрением в бетон определенного вида бактерий.

Микробиология на службе строительства

Вопрос прочности бетона волновал исследователя давно. Его пытливый ум озадачился следующим фактом: с течением времени бетон становится более твердым, однако в нем возникают и распространяются микротрещины. Из-за них в структуру материала попадает вода, что, в свою очередь, приводит к серьезным негативным последствиям, таким как:

Снижение прочности из-за водной эрозии.
Повреждение армирующих элементов за счет коррозии.
Распространение зловредных микроорганизмов.
Нарушение герметичности конструкций.
Лавинообразное падение характеристик бетонной конструкции.

До работы Джонкерса проблему микротрещин пытались решить различными методами. Наибольшее распространение получили различные пропитки, наносимые на готовые конструкции. К несчастью, технология их использования не всегда отличалась простотой, да и сами они не были полностью безопасными для человека.

На разработку бетона нового класса исследователю понадобилось около 3-х лет, однако, время было потрачено не напрасно. В результате появился материал, способный самостоятельно ликвидировать микротрещины.

Полезные бактерии

Вряд ли у кого-то возникнет мысль, что бетон является подходящей средой для жизни микроорганизмов. В нем слишком мало питательных веществ и не очень комфортные условия (конечно, до тех пор, пока не появляются трещины). Потребовалось немало времени, чтобы найти организмы, способные жить и размножаться в условиях бетона.

Будущее материала

Данное изобретение позволяет по-новому взглянуть на технологии возведения бетонных конструкций. Объекты на базе самовосстанавливающегося бетона можно эксплуатировать годами, не проводя никакого обслуживания и ремонта.

Микрокапсулы спроектированы таким образом, что они не требуют особого отношения во время введения в раствор. Их просто добавляют так же, как и любой другой компонент смеси.

Бактерии могут находиться в «спящем» состоянии годами, не будучи при этом чувствительными к особенностям среды, включая температуру воздуха. В отличие от пропиток, для человека они совершенно безвредны. В активную фазу организмы переходят только тогда, когда созданы соответствующие условия, то есть если нарушена внутренняя структура бетона.

Технология пока не получила широкого распространения в строительстве, однако, она еще слишком молода. Возможно, уже в ближайшем будущем мы увидим активное строительство на базе нового вида биологического бетонного раствора.

Сравнение светодиодных и энергосберегающих ламп: выбирайте лучшее

Рост цен на электроэнергию заставляет экономить там, где раньше даже не задумывались о расходах. Например, массовой стала замена ламп накаливания. Есть намного более экономичные источники света — люминесцентные и на светодиодах. Но как решить, какие ставить — энергосберегающие или светодиодные лампы? Чтобы принять решение, надо сравнить их характеристики. И лучше сделать это объективно.

Какие более экономичные

Название «энергосберегающие» прижилось у нас по отношению к компактным люминесцентным лампам (ККЛ). На момент их широкого распространения они и были наиболее экономичными. Особенно если сравнивать их с привычными лампами накаливания — экономки потребляют в 3-4 раза меньше энергии. Позже стали «продвигать» светодиодные источники света. Они потребляют еще меньше электроэнергии, а значит, являются наиболее экономными.

Чтобы решить энергосберегающие или светодиодные лампы лучше, необходимо сравнить их параметры

Чтобы можно было оценить разницу, посмотрите таблицу. В ней приведена потребляемая мощность светодиодных, люминесцентных ламп и привычных нам с вольфрамовой нитью. У всех у них одинаковый (или почти) световой поток, но, как видите, потребляемая мощность очень отличается. Светодиодная лампа 3 Вт равна по световой мощности энергосберегающей на 7 Вт или накаливания на 20 Вт. Диодная лампа на 5 Вт заменит 12-13 ваттную «экономку» или 40 ваттную накаливания. Это усредненные данные, так как у разных производителей показатели несколько меняются, но, в общем и целом, пропорции сохраняются.

Лампы накаливания	Люминесцентные и энергосберегающие	Светодиодные	Световой поток
20 Вт	5-7 Вт	2-3 Вт	250 Лм
40 Вт	10-13 Вт	4-5 Вт	400 Лм
60 Вт	15-16 Вт	6-10 Вт	700 Лм
75 Вт	18-20 Вт	10-12 Вт	900 Лм
100 Вт	25-30 Вт	12-15 Вт	1200 Лм
150 Вт	40-50 Вт	18-20 Вт	1800 Лм
200 Вт	60-80 Вт	25-30Вт	2500 Лм

Уже только по одной этой таблице легко сказать энергосберегающие или светодиодные лампы являются наиболее экономичными. Но это еще не все преимущества LED технологии. О них поговорим дальше (как и о недостатках, впрочем).

Срок службы

Если говорить о сроках службы, то средний у энергосберегающих он в среднем — 10 000 часов. У светодиодных этот показатель выше: в среднем — 30 000 часов, но есть заявки производителей на 50-60 тыс. часов работы.

Вроде и тут в лидерах ЛЕД-лампы, но есть один нюанс. Обе технологии имеют довольно существенный недостаток: с течением времени у них постепенно снижается интенсивность свечения. Происходит так называемое «выгорание». В связи с этим стоит ориентироваться не на заявленное время работы, а на гарантийный срок. Он точнее отображает действительное положение. Ведь если со светильником в это время что-то произойдет, производителю придется заменить прибор на новый. Чем реже будут случаться такие случаи, тем лучше. Именно поэтому гарантийный срок производители склонны занижать, так как несут материальную ответственность.

Сравнивать лучше не рабочий ресурс, а гарантийный срок

А если сравнивать энергосберегающие и светодиодные лампы по гарантийному сроку, разница тоже есть. У светодиодных средний показатель — 3 года, у экономок — 1 год. Есть больше/меньше, но это частности. Так что и тут, сравнивая, энергосберегающие или светодиодные лампы лучше, лучшей получается ЛЕД-технология.

Размеры и внешний вид

Вид и размеры энергосберегающих ламп все знают. Это скрученная в сложную спираль трубка с люминофором. Самые компактные могут влезть в плафон средних размеров, но в большинстве случаев они торчат из обычных светильников, а со встроенными смотрятся вообще «не ахти».

Примерная разница в размерах между светодиодом и энергосберегающей ККЛ лампой одинаковой световой мощности

Светодиодные лампы могут иметь совсем маленькие размеры. Кристалл на три вата может быть сделан в виде окружности диаметром в 1,5-2 см. А это — эквивалент энергосберегайки в 7 Вт, которая по минимуму имеет размер 32*79 мм. Такие миниатюрные размеры светодиодов позволяют сделать встраиваемые светильники очень небольшой толщины — 2 см и меньше. И это с радиатором для отведения тепла, которое выделяют светодиоды при работе. Такие небольшие размеры позволяют их встраивать в мебель или опускать подвесные и натяжные потолки на совсем незначительную высоту.

Так выглядят встраиваемые светильники со светодиодами

Если говорить о более привычном формате — с колбой, то форма и размеры колбы могут быть абсолютно разные. Эта деталь не является обязательной — светодиоду не требуется вакуум или определенная газовая среда. Так что это, скорее, дань традиции. Есть бесколбовые лампы, которые называют «кукуруза» за характерный внешний вид. Срок их службы определяется качеством светодиодов, а не целостностью оболочки, которой, по сути, нет. Можно даже собрать освещение вообще из отдельных светодиодов на металлической пластине-радиаторе или даже без нее. В общем, и размеры и внешний вид у светодиодных ламп могут быть разными. И тут, решая что лучше энергосберегающие или светодиодные лампы, безусловно приходим к выводу, что LED светильники лучше — они могут быть практически незаметными, могут иметь любую форму и размер.

Удобство и безопасность использования

Всем известно, что в люминесцентных лампах в трубки заполнены люминофором, который начинает светиться при определенных условиях. На создание этих условий уходит некоторое время. Иногда оно почти не заметно, а иногда задержка после включения может составлять секунду или даже немного больше. Это не самое приятное явление, с которым приходится мириться. Светодиодные лампы зажигаются сразу после подачи напряжения. В этом они, безусловно, лучше.

Сегодня все чаще стараются делать освещение с возможностью изменения интенсивности света. Достигается это или сложной схемой с большим количеством выключателей, или установкой диммера — небольшого устройства, которое позволяет плавно менять уровень свечения. Но дело в том, что не все лампы могут работать вместе с диммером. Энергосберегающие не могут. Им необходим определенный уровень напряжения и его форма, а диммер как раз форму и искажает. Зато с этим устройством могут работать некоторые LED светильники. Просто при выборе светодиодных ламп ищите диммируемые. Эта способность указывается в технических характеристиках. Минус — такие источники света при равных характеристиках стоят дороже.

Таблица для сравнения светодиодных и энергосберегающих ламп

Еще один момент в пользу светодиодных ламп. Их колба (если она есть), сделана из ударопрочного пластика. Энергосберегающие люминесцентные — из стекла. Причем повреждение трубки фатально — источник света перестает работать. Кроме того некоторые (дешевые) экономки содержат пары ртути, так что поврежденная стеклянная трубка люминофором может нанести здоровью серьезный вред. Отсюда также вытекает сложности с утилизацией — нужны специальные предприятия по переработке подобных осветительных приборов.

И последний момент относительно удобства эксплуатации — ни лампу накаливания, ни люминесцентную восстановить после выхода из строя невозможно. При повреждении они полностью теряют работоспособность. Светодиодные лампы обычно состоят из некоторого количества кристаллов, расположенных на корпусе. При выходе из строя одного или нескольких кристаллов световой поток уменьшается, но свет все равно излучается хоть и в меньшем количестве. Кроме того, при желании и умении обращаться с паяльником можно сгоревшие элементы заменить, восстановив прежнюю яркость.

Итак, решая энергосберегающие или светодиодные лампы лучше по удобству эксплуатации, видим, что LED-светильники более практичны и безопасны.

Цены и все-таки что же лучше…

Все знают, что светодиодные лампы стоят дороже. Это, пожалуй, единственный пункт, по которому впереди оказываются люминесцентные лампы. Но сегодня разница в цене не настолько велика как раньше. Они уже практически сравнялись. Если взять, например, источники света одного производителя с одинаковым эквивалентом (или почти одинаковым) по отношению к лампам накаливания, то цены практически идентичны.

Тут так даже на светодиодную цена ниже. Правда, цветовая температура отличается…

Например, лампы фирмы Camelion (Хамелион). Энергосберегающая лампа — LH15-FS-T2-M/864/E14 является эквивалентом лампы накаливания в 75 Вт, стоит 160-225 рублей. Светодиодная лампа — Camelion LED8-C35/830/E27 (тоже эквивалент 75 Вт накаливания) — 170-230 рублей. Обе серии базовые, без особых «наворотов», а если учесть экономию на электроэнергии (8 Вт против 15 Вт) и срок службы (10000 часов и 30000 часов) и все остальные «плюшки», то даже уже и вопроса «что лучше энергосберегающие или светодиодные лампы» не возникает. Решение, наверное, однозначное — более экономичны, удобны в эксплуатации и долговечны светодиодные. Именно их лучше всего устанавливать взамен ламп накаливания.

Но в прессе и Интернете очень много в последнее время появилось информации относительно того, что светодиоды вредны — они излучают вредный спектр и мерцают. Насчет спектра подтвержденных данных нет, а мерцать, мерцают и люминесцентные. Но они мерцают всегда, а светодиоды есть и без пульсаций, просто стоят они намного дороже. В общем, решение за вами.

Самая экономная лампа для дома: энергосберегающая или светодиодная

Рост тарифов на электроэнергию и короткий ресурс ламп накаливания привели к популяризации экономичных источников света, имеющих больший срок службы. Изготовители предлагают два варианта технологичных решений — LED-приборы и люминесцентные изделия. Чтобы определить какие лампы лучше для дома — светодиодные или энергосберегающие, — следует провести сравнительный анализ.

Особенности конструкции
Чем отличаются светодиодные лампы от энергосберегающих
Световой поток и экономичность
Коэффициент полезного действия
Показатель мерцания
Температура при работе
Тип цоколя
Сравнение форм и размеров
Срок службы
Влияние на организм человека
Преимущества светодиодов в сравнении с люминесцентными аналогами

Особенности конструкции

Для бытового освещения применяют светодиодные светильники, ленты и LED-лампы со стандартным цоколем под патрон. Люминесцентные источники подразделяют на линейные трубки, устанавливаемые в светильники с ЭПРА или ЭмПРА, а также компактные энергосберегающие лампы с встроенной пускорегулирующей аппаратурой.

Для объективного сравнения будут рассмотрены особенности конструкции и характеристики светодиодных и компактных люминесцентных ламп с цоколем E27 под стандартный патрон. Светодиодная лампа состоит из LED-излучателя, встроенного драйвера, радиатора, корпуса и цоколя. Светодиоды закрывают матовой либо прозрачной пластиковой колбой, также существуют открытые конструкции.

Компактная люминесцентная лампа содержит скрученную газонаполненную трубку, электронное пускорегулирующее устройство, корпус и цоколь. Стеклянную герметичную колбу наполняют инертным газом и парами ртути, а внутреннюю поверхность трубки покрывают флюоресцирующим составом.

Чем отличаются светодиодные лампы от энергосберегающих

Светодиодные и энергосберегающие приборы отличаются технологией изготовления, а также принципами работы.

LED-источники производят свет прямым преобразованием из электрического тока. Полупроводниковые кристаллы излучают синий свет, поэтому их покрывают люминофором, формирующим желтый спектр световой волны. Пропорциональное смешивание желтого и синего спектра создает градации холодного, белого и теплого оттенков, соответствующих цветовой температуре — 5000К, 4000К и 3000К.

Принцип работы люминесцентных источников заключается в создании высоковольтных разрядов электрического тока в газовой среде колбы между электродами. Газ испускает ультрафиолетовое излучение, которое воздействует на люминофор, создавая эффект белого свечения. Корректную работу устройства обеспечивает электронная пускорегулирующая аппаратура, вмонтированная в корпус прибора.

Изготовители производят источники освещения, отличающиеся по мощности, светоотдаче, цветовой температуре, сроку службы, коэффициенту пульсации. Для адекватной оценки экономической выгоды и влияния на здоровье люминесцентных и светодиодных ламп нужно сравнить заводские технические характеристики, подтвержденные опытом эксплуатации.

Световой поток и экономичность

Световой поток определяет количество света, излучаемого источником. Отношение светового потока к потребляемой мощности характеризует экономичность энергопотребления. Данные параметры указывают на упаковке изделия.

Светодиодная лампа при мощности 10 Вт производит световой поток 800 лм. Люминесцентная лампа с таким показателем светового потока потребляет 16 Вт электроэнергии. Экономия потребления электричества LED-ламп относительно энергосберегающих превышает 1,5 раза. Современные показатели светового потока светодиодных источников при мощности 10 Вт достигают 1000 лм, что удваивает экономичность относительно люминесцентных приборов.

Термин «энергосберегающие лампы» закрепился в сознании людей за компактными люминесцентными устройствами. Светодиодные источники характеризуются большей экономичностью, поэтому их обоснованно называют энергосберегающими.

Коэффициент полезного действия

КПД осветительного прибора показывает, какой процент электроэнергии преобразуется в видимый свет. В люминесцентном источнике электроэнергия проходит несколько этапов трансформации: питание ЭПРА, генерация разряда, образование УФ-излучения, нагрев газовой среды, облучение люминофора. Каждый этап преобразования влечет энергетические потери. Начало работы таких приборов сопровождается тусклым свечением с холостыми затратами энергии на прогрев колбы, поэтому частые включения ведут к снижению КПД.

Люминесцентные устройства преобразуют в видимый свет 20-25% затраченной электроэнергии. До 80% энергии тратится на нагрев и излучения в невидимых диапазонах. Свет от источника рассеивается в пространстве. Отсутствие отражателя снижает коэффициент полезного действия до 15%.

Светодиодные лампы производят свет из электричества напрямую, что исключает потери электроэнергии. LED-излучатели производят направленный поток света, что также увеличивает КПД. Коэффициент полезного действия LED-лампы с направленным пучком света достигает 99%, а рассеивающей конструкции — 90%.

Для повышения КПД люминесцентных ламп применяют зеркальные отражатели.

Показатель мерцания

Питание осветительных приборов переменным током приводит к мерцанию света, невидимому для глаза. Медицина доказала, что световые пульсации частотой от 8 до 300 Гц негативно отражаются на зрении и головном мозге человека.

Люминесцентные источники с электромагнитной пускорегулирующей аппаратурой при подключении к одной фазе производят свет с частотой мерцания 100 Гц. Такими светильниками не рекомендуют оборудовать квартиры.

Применение электронных балластов в компактных люминесцентных лампах сглаживает пульсации, но нужно уточнять наличие в конструкции электронной, а не электромагнитной аппаратуры. Коэффициент пульсации света регламентирует документ СП52.13330.2011. В жилых домах недопустимо превышение коэффициента пульсации более 15%.

Светодиодные лампы комплектуют импульсными блоками питания либо драйверами с фильтрами. Импульсный источник дает пульсацию до 10%. Применение драйвера со сглаживающими фильтрами снижает коэффициент мерцания до 1%.

При покупке светодиодных или энергосберегающих ламп уточняйте коэффициент пульсации, тип балласта и вид источника питания.

Температура при работе

Поверхность осветительных приборов нагревается в процессе работы, что необходимо учитывать при планировании освещения.

Корпус энергосберегающей лампы нагревается до 75˚С, а цоколь до 50˚С. Замена КЛЛ требует осторожности, так как потеря герметичности колбы высвобождает пары ртути в атмосферу. Рабочая температура корпуса LED-ламп не превышает 65˚С, а цоколя — 40˚С. Показатели рабочих температур КЛЛ и LED не критичны для применения любых типов плафонов.

Источники освещения функционируют корректно при допустимой температуре окружающего воздуха. Для КЛЛ приемлемый диапазон от +5 до +35˚С. При эксплуатации люминесцентной лампы в холодных условиях увеличивается время запуска, а срок службы сокращается.

LED-приборы исправно функционируют при невысокой температуре окружающей среды, обеспечивающей отвод тепла от корпуса. Светодиодные устройства не устанавливают вплотную к нагревательным устройствам. Не рекомендуют закрывать элементы герметичными колпаками, которые затрудняют охлаждение прибора.

Тип цоколя

Производители выпускают светодиодные и люминесцентные электрические лампочки для дома с резьбовыми и штырьковыми цоколями. Резьбовые стандартные цоколи получили наибольшее распространение.

Типы резьбовых цоколей:

Е27 — стандартный цоколь диаметром 27 мм под бытовой патрон;
Е14 — цоколь с уменьшенным диаметром 14 мм;
Е40 — вариант с увеличенным диаметром 40 мм для ламп большой мощности.

Штырьковые типы цоколей маркируют индексом G с цифрой, обозначающей расстояние между штырьками.

Перед приобретением лампы с нераспространенным типом цоколя уточните соответствие маркировки под заданный патрон.

Сравнение форм и размеров

Люминесцентные источники света выпускают в виде прямых, кольцевых, компактно свернутых трубок. Размеры варьируются в широком диапазоне, но технология производства не позволяет изготавливать небольшие точечные источники. Трубки в КЛЛ имеют спиралевидную либо подковообразную форму.

Светодиодные источники производят в виде плоских панелей, длинных, объемных светильников, ленточной подсветки, прожекторов, ламп разнообразной формы и размеров. Популярны небольшие встраиваемые лампочки LED-JCDR с штырьковым цоколем GU5.3. Точечные источники встраивают в подвесные потолки.

Светодиодные приборы характеризуются небольшими габаритами и весом. LED-лампа со стандартным цоколем Е27 имеет форму и размеры лампы накаливания. КЛЛ с аналогичным световым потоком обладает большим весом и габаритами.

Срок службы

Срок службы осветительного элемента измеряют количеством часов безотказной эксплуатации без утраты технических характеристик. Производитель люминесцентных ламп тестирует данный параметр при 5-6 включениях в сутки. Заявленный ресурс КЛЛ — от 10 до 15 тыс.ч.

Многократные включения снижают эксплуатационный ресурс до 5 тыс.ч. Изнашивание электродов и люминофора приводит к снижению интенсивности свечения, что также является признаком потери эксплуатационных свойств.

Частота циклов включений не влияет на срок службы светодиодных устройств. Эксплуатационный ресурс достигает 60 тыс.ч. LED-лампы сетевого напряжения содержат в схеме питания сглаживающие устройства для плавного включения, предохранения от перепадов напряжения, перегрева. Это гарантирует соответствие эксплуатационного периода LED-прибора заявленному сроку службы.

Не рекомендуют монтировать люминесцентные лампы в помещениях с частотой включений более 15 раз в сутки, а также оборудовать их датчиками движения. Такая эксплуатация приводит к преждевременному выходу прибора из строя.

Влияние на организм человека

Люминесцентные трубки содержат пары ртути, которые при потере герметичности попадают в воздух, что опасно для здоровья человека. Эксплуатация, хранение и утилизация таких приборов требуют особого внимания, потому что халатное отношение приводит к попаданию соединений ртути в среду обитания человека, почву, воду. Массовое нарушение правил утилизации ртутных элементов создает угрозу масштабного загрязнения экологии.

Люминесцентные источники работают на преобразовании люминофором ультрафиолетового излучения в видимый свет. Флюоресцирующее покрытие и стекло пропускают долю ультрафиолета наружу, а выгорание люминофора приводит к увеличению потока УФ-излучения, которое оказывает вредное воздействие на кожу. Человек не видит и не чувствует излучение УФ-диапазона, поэтому не подозревает о причине недуга.

Технология производства светодиодов исключает излучение ультрафиолетового спектра LED-лампами в процессе работы. Инфракрасное излучение присутствует, но не превышает 15%, что безопасно для человека. Отсутствие вредных соединений в составе LED-элементов подтверждает экологическую чистоту приборов.

При длительной эксплуатации люминесцентных ламп флюоресцирующее покрытие выгорает, интенсивность ультрафиолетового излучения увеличивается, что негативно влияет на здоровье.

Преимущества светодиодов в сравнении с люминесцентными аналогами

Сравнительный анализ характеристик энергосберегающих источников света показывает, что эксплуатационные параметры LED-ламп превосходят показатели люминесцентных аналогов.

Светодиодные источники освещения обладают следующими достоинствами:

Экологическая чистота, отсутствие в конструкции вредных, опасных веществ.
Отсутствие вредных излучений при работе прибора.
Высокий КПД — электроэнергия преобразуется в видимый свет полностью.
Получение светового потока светодиодом требует меньших в 1,5 — 2 раза затрат электроэнергии, чем аналогичный показатель люминесцентной лампы.
Срок службы достигает 60 тыс. часов, что подтверждается тестами и эксплуатационным опытом. Применение новых технологий позволило увеличить заявленный ресурс современных светодиодных ламп для дома до 100 тыс. ч.
Моментальный отклик и готовность к работе LED-прибора, который не требует затрат времени на прогрев.
Работа LED-элементов не вызывает перегрева корпуса, что позволяет оборудовать светильники легкоплавкими плафонами, бра.
Направленность светового потока под углом от 5˚ до 180˚ предотвращает рассеивание лучей, что не требует применения дополнительных отражателей.
Наличие моделей с регулируемой яркостью, низковольтным потреблением от источников постоянного тока 12 В, 24 В.
Выбор модификаций с тремя градациями цветовых температур, соответствующих оттенкам холодного, белого и теплого света.

Обширный перечень преимуществ подтверждает статус LED-источников, как самых экономичных ламп освещения для дома. Безопасность для экологии и здоровья человека подчеркивает обоснованность выбора в пользу светодиодных устройств.

Как выбрать энергосберегающие лампы, и есть ли тут экономия?

Каждый, кому хоть раз “повезло” наблюдать, как управляющие компании дерутся (иногда в прямом смысле слова) между собой за право обслуживать недавно построенный дом или жилой комплекс, согласится, что сфера ЖКХ – это буквально бесконечная золотая жила. К тому же – дающая постоянный и гарантированный профит всем связанным с этой сферой лицам.

Ведь жильцам-то, по большому счету, деваться некуда. Это от машины, например, можно отказаться, пользуясь общественным транспортом, услугами такси и собственным опорно-двигательным аппаратом, но жилплощадь и все прилагающиеся к ней коммунальные блага – это ключевая потребность, важность которой даже не нужно дополнительно аргументировать.

Конечно, всегда остается вариант частного жилья, благо стоимость строительства оного по современным технологиям сопоставима, а иногда и ниже, чем цена городской квартиры (спасибо СИП-панелям и несъёмной опалубке!), но далеко не каждый на такое согласится, несмотря на все достоинства подобного формата жизни.

Но значит ли это, что способов сэкономить на коммунальных платежах в обычном городском доме нет? Отнюдь. Есть, и немало – причем способы эти абсолютно легальны. Теплоизоляция помещений позволит исключить теплопотери и ситуацию, когда батареи гораздо эффективнее нагревают улицу, чем жилые комнаты. Установка современных радиаторов в комплекте с терморегуляторами поможет тратить столько тепла, сколько вам нужно в конкретных климатических условиях, а если добавить к ним ещё и счётчики тепла – можно сильно удивиться от того, насколько реальные расходы отличаются от стандартных тарифов.

То же можно сказать и о водонагревателях, способных не только снизить расход горячей воды, но и подарить владельцу немало смеха в сезон ежегодных плановых отключений. Впрочем, и счётчики здесь тоже лишними не будут: 4 “куба” воды в месяц по реальным расходам и 14 кубометров по стандартным тарифам – это, согласитесь, совсем разные деньги.

Но будем честны: у этих способов есть существенный недостаток. В долгосрочной перспективе все они позволят существенно снизить суммы в квитанциях. Причём, если брать в расчет постоянно растущие тарифы – сделают это даже быстрее. Но на первичном этапе потребуются существенные вложения: и само оборудование, и тем более работы по его установке стоят немалых денег.

Поэтому сегодня мы поговорим о самом простом и доступном способе сэкономить, который не требует никаких специальных работ. А именно – об энергосберегающих лампах.

Что вам нужно знать при выборе

Нужны ли вообще энергосберегающие лампы, или можно обойтись лампами накаливания с рынка?

Разумеется, до сих пор есть люди, которые рады “срывать покровы” и доказывать, что “энергосберегайки” – это фикция, и реальную экономию обеспечивают только лампы накаливания “за 9 рублей с рынка”.

С подобными доводами можно было согласиться разве только на заре появления энергосберегающих ламп, когда за один девайс приходилось отдавать по 500-600, а то и более рублей, а простые лампы накаливания действительно стоили копейки.

Но давайте вернемся к реальному положению дел. Сегодня энергосберегающие лампы выпускают все кому не лень, и цены на них снизились до вполне адекватных значений. Люминесцентные лампы с самым ходовым цоколем E27 можно приобрести в пределах от 70 до 120 рублей, светодиодные – от 90 до 150 рублей. Качественные лампы накаливания, действительно способные проработать долгое время, обойдутся в 30-40 рублей. Не такая уж большая разница, согласитесь.

Но что насчёт экономии?

Предположим, что лампа накаливания “за 9 рублей с рынка” и бюджетная энергосберегающая лампа проработали одинаковый срок – 5000 часов. В абсолютном выражении это чуть более 200 дней, но если учесть что лампы горят не круглые сутки а только в сумерки и ночью, можно считать этот срок равным году.

За этот срок лампа накаливания мощностью 75 ватт “сожгла” 375 киловатт. Аналогичная ей люминесцентная лампа мощностью 15 ватт – всего 75 киловатт, а светодиодная лампа мощностью в 7 ватт – вообще 35 киловатт электроэнергии.

Что это означает в рублях? Предположим, что стоимость киловатта электроэнергии составляет 3,7 рубля (базовый тариф для Ленинградской области в 2016 году, ИЧСХ, в Санкт-Петербурге тарифы выше). В таком случае лампа накаливания за год обошлась вам в 1387,5 рублей, люминесцентная лампа – в 277,5 рублей, а светодиодная – в 129,5 рублей. Уже заметная разница, не так ли?

Более того – это расчеты лишь для одной лампы. А сколько их у вас в квартире? Явно не меньше 10, если кроме люстр и плафонов есть ещё бра и настольные лампы. С учетом этого разница становится ещё заметнее. Кроме того, нет никаких гарантий того, что лампа накаливания проработает год без замены – на деле дешёвые низкокачественные лампы служат 2-3 месяца. Дешевые низкокачественные “энергосберегайки” – уже 6-8 месяцев.

Ну и наконец, вы уверены что весь год киловатт будет стоить 3,7 рубля? Тарифы на электроэнергию вовсе не отличаются тенденцией к снижению, зато повыситься могут на весьма заметную величину, и расчёты выше станут совсем другими.

Тип энергосберегающей лампы

Итак, с целесообразностью покупки энергосберегающей лампы разобрались. Но какую лампу выбрать?

Вариантов, на самом деле, всего два. На сегодняшний день распространены люминесцентные и светодиодные лампы. Первые – это “энергосберегайки” в их традиционном понимании, именно такие устройства впервые появились на рынке под таким названием. Вторые – это их более продвинутая версия, лишенная основных недостатков.

Люминесцентная лампа – это газоразрядный источник света, по своему принципу очень похожий на. ксеноновые лампы для автомобилей. Внутри герметичной колбы находятся пары ртути, которые при прохождении через них электродуги испускают ультрафиолетовое излучение. В видимый свет оно преобразуется при помощи люминофора, которым изнутри покрыта колба.

В чём недостатки таких ламп? Хотя современные аналоги далеко ушли от первых ламп подобного типа, они всё равно не сразу выходят на максимальную мощность – лампе нужно время, чтобы “разгореться”. Они восприимчивы к перепадам температур и влажности – например, на веранде дачного дома или в бане будут работать хуже, чем в комнатных условиях, или работать откажутся вообще. От них сложно добиться “тёплого” света, близкого по оттенку к лампам накаливания. И наконец, вышеупомянутые пары ртути при повреждении колбы могут создать в помещении весьма “здоровую” атмосферу.

В чем их преимущество? Они гораздо эффективнее ламп накаливания и при этом – дешевле светодиодных ламп, причём порой очень заметно.

В противовес этому, светодиодные лампы являются одним из самых экологически безопасных источников света. В качестве источника света там используются, что понятно из названия, светодиоды, а ртуть и другие потенциально опасные соединения отсутствуют.

Но есть у таких ламп и другие достоинства. Они ещё более экономичны – к примеру, люминесцентной лампе мощностью в 15 ватт могут соответствовать светодиодные лампы мощностью в 7 или даже 5 ватт. Как правило, заявленный срок службы светодиодных ламп гораздо выше – от 30 000 до 50 000 часов. Им не требуется время для “разгорания”, что особенно удобно, например, при установке лампы в прихожей. А одним из существенных достоинств светодиодных ламп можно назвать более широкий спектр цветовых температур, позволяющий добиться приятного для глаз света лампы накаливания.

Разумеется, светодиодные лампы при этом дороже люминесцентных, и в отдельных случаях очень заметно. Однако эта разница легко компенсируется и экономией энергии, и эксплуатационными преимуществами.

Цвет колбы/рефлектора

Это прежде всего вопрос вкуса, но надо признать, что иногда он имеет решающее значение. К примеру, в винтажной люстре или кастомной настольной лампе в стиле стимпанка лампы с прозрачной колбой будут смотреться куда уместнее типичных белых или матовых.

Иначе говоря, как и в других вопросах, касающихся внешнего вида девайса, здесь нельзя дать однозначных рекомендаций. Всё зависит от того, где будет установлена лампа. В техническом же плане разницы между прозрачной, матовой или белой колбами практически нет – на рассеивание света этот момент практически не влияет.

Цоколь

А вот это – уже чисто технический момент, и рекомендации здесь очевидны и бесхитростны. Лампа может иметь только один цоколь, и её можно установить только в светильник с соответствующим типом патрона. Как правило, тип цоколя указан в инструкции к светильнику, а иногда – нанесен на корпус устройства, так что вопросов здесь возникнуть не должно.

Самый распространенный на сегодня – цоколь E27. Он встречается в люстрах, потолочных светильниках, плафонах и настольных лампах, да и вообще может использоваться где угодно.

Цоколь E14 – уменьшенная версия предыдущего варианта, которая может использоваться в бра, компактных настольных лампах и даже в бытовой технике – словам, везде, где нужны небольшие габариты.

Цоколь Е40 предназначен для сверхмощных осветительных приборов, в потребительском секторе не встречается.

Цоколи G4 и G9, а также GU10, GU5.3 и GX53 используются в небольших точечных светильниках. Это и компактные настольные лампы, и системы подсветки в кухонных гарнитурах и шкафах для одежды, и подсветка бытовых приборов. Энергосберегающие лампы с данными цоколями предназначены для замены соответствующих галогеновых ламп.

Мощность

Мощность – это паспортное энергопотребление лампы, причем в случае энергосберегающих ламп – весьма близкое к реальному. Это, безусловно, важный параметр для выбора, однако необходимо помнить, что чем ниже мощность – тем слабее лампа светит.

Поэтому для энергосберегающих ламп гораздо большее значение имеет такой параметр, как эквивалентная мощность лампы накаливания. Как светят привычные лампы мощностью в 40, 60, 75 и 100 ватт, все мы знаем ещё с детства, так что сопоставить эффективность энергосберегающей лампы довольно легко.

Тем не менее, приведем здесь примерную таблицу соответствия:

Мощность лампы накаливания, Вт	Аналогичная мощность люминесцентной лампы, Вт	Аналогичная мощность светодиодной лампы, Вт
35	7	3
40	8	4
45	9	5
60	11	8
65	13	9
75	15	10
90	18	12
100	20	14
125	25	16
130	26	17
150	30	18-20
225	45	25-30

Выбирать энергосберегающие лампы гораздо удобнее по второму параметру, поскольку именно он позволяет определить, какой мощности будет достаточно для настольной лампы, бра или люстры в большой гостиной.

Форма колбы

Как и цвет, это вопрос в первую очередь стиля и личных предпочтений владельца. Разумеется, устанавливать традиционные и общепринятые “груши” в потолочную люстру, имитирующую антикварный канделябр – значит нарушить весь стиль. Туда лучше всего подойдёт “свеча”, причём желательно – с колбой, выполненной в виде языка пламени, или вообще факела. Обратное тоже верно: в светильник в стиле модерн или хай-тек лучше впишутся спирали или трубки, а для точечных светильников нет ничего лучше рефлекторных ламп. Лампы с колбой в виде шара более универсальны в плане стиля, однако у них могут быть сложности с установкой в отдельные виды плафонов.

Впрочем, опять же, здесь выбор зависит от целей и вкуса владельца, и однозначных рекомендаций дать нельзя.

Цветовая температура

От этого параметра зависит то, насколько удобным будет использование светильника с установленной лампой.

В отдельных случаях – например, в офисном помещении или рабочей мастерской, удобно использование ламп с температурой около 6000К. Это холодный, ярко-белый цвет, подчёркивающий мелкие детали, что полезно, например, при работе с документами или пайке радиодеталей.

Естественно-белый цвет – около 4200К – будет уместен для освещения ванной и подсветки рабочей поверхности на кухне. Это более тёплый оттенок, близкий к дневному свету – при нём удобно приводить себя в порядок перед зеркалом или заниматься приготовлением пищи, глаза при этом устают гораздо меньше, чем при жёстких 6000К.

Тёплый и мягкий свет с температурой в 2700-3300К, близкий к лампам накаливания – лучший выбор для гостиной или детской. Он практически не раздражает глаза, способствует расслаблению, под ним приятно читать книги или играть с ребёнком. А вот для рабочего кабинета такой свет не подходит – глазам гораздо труднее сосредоточиться на мелких деталях, что быстро приведёт к усталости и дискомфорту.

Световой поток

Если потребляемая мощность и эквивалентная мощность ламп накаливания дают косвенное представление о количестве света, испускаемого лампой, то этот параметр говорит о нём напрямую. К сожалению, для рядового потребителя он не так удобен: люмены, единицы яркости, довольно непросто перевести в сантиметры освещённого пространства и уж тем более – в субъективный комфорт нахождения в помещении, в котором светит та или иная лампа.

Поэтому для удобства вновь сведем данные в таблицу:

Лампа накаливания, потребляемая мощность, Вт	Световой поток, Лм
20	Около 250
40	Около 400
60	Около 700
75	Около 900
100	Около 1200
150	Около 1800
200	Около 2500

Следует отметить, что яркость ламп накаливания – параметр практически фиксированный, меняющийся лишь в зависимости от особенностей конкретного экземпляра. А вот энергосберегающие лампы – это другой случай. К примеру, светодиодная лампа мощностью 5 ватт может выдавать как типичные для такой мощности 340 люменов, так и 450, 480 и даже 500. Причём дело тут не в разной методике измерения яркости производителем: светить такие лампы действительно будут по-разному.

Рекомендации к выбору здесь просты. Чем больше люменов – тем ярче лампа. Главное подходить к выбору с умом: можно превратить бра над креслом для чтения в прожектор, который будет видно аж с другой стороны улицы, но смысла в этом немного. А вот в прихожей, если вы не хотите каждый день спотыкаться о тумбу с обувью и путаться при завязывании шнурков, лучше поставить лампу с большей яркостью. Тем более, если кроме потолочной люстры других источников света в прихожей нет.

Длина и диаметр лампы

Параметры, не нуждающиеся в дополнительных комментариях, но всё же важные при выборе лампы. Согласитесь, мало радости в том, чтобы вернуться из магазина с покупкой и обнаружить, что лампа попросту не помещается в корпус светильника или не проходит в плафон. Поэтому перед выбором устройства лучше проверить, соответствует ли его длина и диаметр нужным параметрам. Дело буквально одной минуты, а вот вторая поездка в магазин займёт куда больше времени.

Рабочее напряжение

Если вам необходима лампа, которой предстоит работать от источника постоянного тока в 12 вольт – например, это может быть лампа подсветки в холодильнике, микроволновке или кухонном гарнитуре – лучше сразу выбрать нужное устройство, чем устанавливать в прибор другой цоколь и делать отдельный ввод 220 вольт только для одной лампы.

В остальных случаях всё довольно просто. Энергосберегающие лампы могут работать как от стандартных 220-230 вольт, так и выдерживать перепады напряжения. Причём как в сторону падения до 210, 180 и даже 170 вольт, так и в сторону повышения до 250 и 260 вольт. Это весьма полезное свойство для гаражных кооперативов, дачных посёлков и других объектов, напряжение в сети которых является ярчайшим примером работы генератора случайных чисел. Если вы уверены, что напряжение в сети не отличается стабильностью – есть смысл предусмотреть это заранее. Лампа, готовая к перепадам напряжения, в таких условиях проработает гораздо дольше.

Какие лампочки лучше энергосберегающие или светодиодные

Замена ламп накаливания на более энергоэффективные становится привычным явлением не только в Европе, где давно запрещена продажа этих традиционных световых приборов, но и в нашей стране. В общественных местах, государственных учреждениях и промышленных зданиях уже сложно встретить лампочку с раскаленной нитью. В квартирах и частных домах процент использования энергосберегающих светильников пока ниже.

Два самых распространенных вида ламп, которые покупаются вместо обычных – светодиодные и люминесцентные, более распространенное название последних – энергосберегающие. Определить, какие лучше выбрать для дома, поможет понимание их принципов работы и разницы в эксплуатационных характеристиках.

люминесцентная и светодиодная лампы

Особенности функционирования разных ламп

В энергосберегающей лампе испускает свет электрическая дуга, горящая в ртутных парах. Поэтому конструкция состоит из длинной стеклянной трубки, содержащей инертный газ со ртутью, и двух электродов, на которые подается напряжение. Чтобы вкрутить такой световой прибор в обычный светильник, трубки формируют в спирали разных конфигураций, добавляют плату управления и стандартный цоколь. Поверхность стекла изнутри покрывается специальным люминофором, чтобы получить свет видимого спектра. Именно состав люминофора определяет, насколько приятным для глаз будет освещение и какого цвета будет свет – теплым, дневным или холодным.

Для освещения больших рабочих поверхностей, декоративной интерьерной подсветки и аквариумного света в быту применяются и ЭСЛ с обычной прямой трубкой. Мощность и геометрические размеры этих световых приборов – взаимозависимые величины, поэтому, например, лампа с мощностью 18 Вт и диаметром ∅26 мм будет 590 мм длиной.

Принцип устройства энергосберегающей лампы

Второй тип – лампы энергосберегающие светодиодные – используют полупроводниковые приборы, преобразующие энергию электрического тока в оптическое излучение. На печатной плате монтируют несколько десятков светодиодов, присоединяют радиатор, драйвер (устройство управления) с цоколем и надевают на диоды пластиковый рассеиватель. Этот элемент конструкции необходим для того, чтобы сделать световой поток от нескольких десятков небольших источников более равномерным, сгладить перепады освещенности.

Принцип устройства светодиодной лампы к содержанию ↑

Сравнение светодиодных и энергосберегающих ламп

Когда встает вопрос, какие световые приборы выбрать для дома: светодиодные лампы или энергосберегающие, следует предварительно разобраться, что именно требуется освещать, и только после этого можно определить, какой вид лучше подойдет в конкретном случае. Оптимальное соотношение между яркостью света, потребляемой мощностью, излучаемым спектром и экономической выгодой диктует целесообразность применения того или иного типа освещения.

Таблица сравнения

Какие лампы более экономичные?

В ответе на этот вопрос следует учесть три фактора: соотношение мощности и светового потока, срок службы и стоимость. По первым двум параметрам определенно выигрывают светодиодные устройства: при равном световом потоке они потребляют в два раза меньше электроэнергии, чем энергосберегающие, а служат, в среднем, в три раза дольше. Что касается цены, то в последние пару лет качественные цокольные лампы обоих типов обходятся порядка 150 – 200 рублей за штуку. Однако ЭСЛ с прямыми трубками стоят заметно дешевле при той же мощности, что можно использовать для экономного освещения кухонной поверхности или подсветки шкафов.

Световой поток

Эта характеристика источников света является показателем того, какая часть излучения находится в спектре, видимом человеческим глазом. Единица измерения – люмен. Световой поток может отличаться даже у одного и того же типа световых приборов в зависимости от угла светового пучка, расположения внутри рассеивателя и формы лампы. Качественные трубчатые люминесцентные лампы могут превосходить цокольные светодиодные, так как излучают свет равномерно во все стороны.

Коэффициент полезного действия

Для сравнения ламп по этому показателю лучше использовать пропорцию между световым потоком и мощностью – световую отдачу. Эта характеристика обычно указывается на упаковке и составляет 80 – 90 лм/Вт для ЭСЛ и 140 лм/Вт у светодиодных приборов. Здесь диодный источник превосходит другие виды лампочек.

Срок службы

У люминесцентной лампы срок службы составляет 8 000 – 10 000 часов. Однако он сильно зависит от частоты включения-выключения. Поэтому хорошо, если они не применяются в светильниках с датчиками движения и в местах частой коммутации (санузлах, коридорах и тому подобных помещениях).

Светодиодные светильники служат от 30 000 до 50 000 часов.

Светодиодные или энергосберегающие лампы: что лучше для дома

Современный российский рынок осветительных приборов разнообразен. Производителями еще на этапе проектирования осветительных устройств предопределяются оптимальные характеристики для каждого элемента. Источники света (лампы) — не исключение. Выбрать подходящую форму колбы, тип цоколя или мощность лампы для конкретного светильника не составляет труда. Потребителю намного сложнее определиться с самим видом источника света: энергосберегающие или светодиодные.

Решить такой вопрос можно как при помощи сравнения преимуществ общих структурных элементов энергосберегающих и LED-ламп, так и определив плюсы и минусы их дополнительных эксплуатационных параметров.

Особенности конструкции

Единственный элемент конструкции, объединяющий все виды ламп, — это цоколь. В остальном конструктивные отличия энергосберегающих устройств от светодиодных существенны.

Все подобные устройства делятся на три типа:

Накаливания. Основа: вольфрамовая нить; вакуумная колба, обычно с инертным газосоставом.
Газоразрядные.
Светодиодные.

Энергосберегающими считаются только газоразрядные и светодиодные источники света.

Свечение газоразрядных ламп реализуется посредством электрического разряда в парах металла или газа. Газоразрядники можно разделить на:

Лампы высокого давления. Бывают натриевые, ртутные и металлогалогенные. Такой тип оптимально подходит для наружного освещения.
Лампы низкого давления. К этому виду относят люминесцентные источники света. Основной конструктивный элемент — электродная трубка, которая заполнена парами газа-аргона и ртути. Изнутри покрыта люминофором. Для ее свечения на спираль должен попасть кратковременный высоковольтный разряд. Если в электросети дома низкое напряжение, лампы могут загораться проблемно (не сразу и тускло или вообще не светить). Применяются как для внутреннего, так и для наружного освещения дома или квартиры.

Когда необходимо выбрать, какие лампочки лучше для дома светодиодные или энергосберегающие, под последними подразумевают именно люминесцентные устройства.

Современной альтернативой описанным выше видам ламп выступают светодиодные устройства. Такие осветительные элементы, благодаря своей конструкции, характеризуются как:

энергосберегающие;
экологичные;
долговечные, устойчивые к перепадам сетевого напряжения.

Несущественный недостаток — стоимость LED-ламп. Технология их производства новая, еще не модернизирована, за счет этого — достаточно дорогая. Окупаемость разовых затрат на их приобретение практически 100 %, за счет их долговечности и экономичности.

Конструктивные особенности LED источников:

Принцип использования светового потока. Светоизлучателем выступает светодиод или их группа. Такой диодный элемент преобразовывает электрический ток в свет посредством протекания тока через специальный кристалл (полупроводниковый).
Светоизлучающий элемент семейства диодов перерабатывает электрический ток в свет посредством прохождения его (тока) через полупроводниковый кристалл. Значительное преимущество — ток пропускается только в необходимом направлении.
Светоизлучатель может быть как в открытой конструкции, так и помещен в специальную колбу.

Такие светоизлучатели намного более устойчивы к механическим воздействиям, в отличие от аналогичного элемента люминесцентных ламп (электродная трубка с парами ртути и газа).

Различия в конструкции КЛЛ (компактной люминесцентной лампы) и светодиодных лампочек — один из основных параметров технико-эксплуатационных характеристик, позволяющий определить, чем они отличаются. Немаловажна и их экономичность.

Световой поток: какие лампы экономичнее

Большинство потребителей руководствуется именно этим критерием, осуществляя выбор в пользу люминесцентных или светодиодных ламп. Определить разницу в экономичности и электроэффективности этих двух видов можно посредством сравнения их относительно энергопотребления и эксплуатационной эффективности с традиционными лампами накаливания.

Важнейшим показателем, без которого невозможно произвести подобное сравнение, выступает световой поток. Этот параметр определяет, насколько будет светло в помещении дома или квартиры. Измеряется в Lm (люменах; лм). Чем больше цифра светового потока у лампы, тем светлее будет в помещении, во время ее эксплуатации. Со временем это значение может снижаться.

Практически все производители энергосберегающих и лед-лампочек на упаковках указывают соответствие основных рабочих параметров своих ламп аналогичным характеристикам ламп накаливания.

Ориентируясь на средние значения подобных эксплуатационных характеристик большинства распространенных моделей и производителей ламп, был произведен анализ эффективности и экономичности потребления электроэнергии по отношению к значению светового потока. Результаты подобного сравнения приведены в таблице.

Исходя из табличных данных, можно легко определить, что светодиодные лампочки намного экономичнее и лучше по качеству эксплуатации по сравнению с аналогичными энергосберегающими.

Коэффициент полезного действия

На экономичность работы лампочки указывает еще и значение соотношения светового потока к рабочей мощности элемента освещения. Такое значение обособляет определенный комплекс показателей и носит название КПД (коэффициент полезного действия) или «световая отдача». Измеряется в лм/Вт. Чем больше показатель, тем более экономично работает лампа.

У лампы накаливания такое значение очень занижено — меньше 10 лм/Вт, следовательно, имеет очень низкую световую отдачу. Это самый существенный ее недостаток. Для сравнения: средний КПД лед-лампы — 90%; у большинства энергосберегающих — ниже 90%.

Чтобы было легче определиться с выбором, стоит рассмотреть, чем еще отличаются эти типы ламп.

Сравнение показателей качества источников света

Принципиальные различия в основных параметрах такой характеристики стоит обобщить, выделив самые основные критерии. А именно:

Яркость. Этот параметр еще называют силой света. Измеряется в кд (cd). Данные об этом показателе встречаются на упаковках ламп, предназначенных не для домашнего использования. Это важный критерий при выборе искусственного источника для «ходовых огней» автомобилей.
Цветовая температура. Еще называют индексом цветопередачи, температурой цвета. Измеряется в К (кельвинах). Основа — это показатель оттенка цвета источника, который можно разделить на:
- теплый цвет. Обозначается на упаковке цифрами от 2700 К, до 3300 К. Такой оттенок сравним с рассеянным цветом неба на закате;
- дневной или природный цвет. Обозначается 4000 К; 4200 К. Сравним с оттенком неяркого неба;
- холодный. На упаковке обозначается 5000 К.

Для определения приоритета в таком выборе стоит рассмотреть еще и разницу в размерах и формах ламп.

Внешний вид: тип цоколя

Восприятие дизайна интерьера во многом зависит от качественного освещения помещения. Правильно подобранный вариант освещения подчеркнет достоинства интерьера и скроет недостатки. Важный аспект, без которого не получится реализовать такой дизайнерский ход, — выбор подходящей формы и приятного внешнего вида ламп для современных осветительных приборов.

Определившись с видом лампочки, человек обращает внимание на тип цоколя. Они бывают:

Стандартные или винтовые. Больше всего распространены в быту: Е14 (миньон) и Е27. Цифрой обозначается диаметр цоколя. Особенностей монтажа не предусмотрено. Лампочки с цоколем типа Е40, Е27 или Е14 разрешено монтировать в патроны стандартных ламп накаливания. Цоколь Е27 имеет резьбу в 27 миллиметров, а Е14 — уменьшенную резьбу в 14 миллиметров.
Штырьковые. В быту применяются не так часто, как винтовые. Штырьковые контакты чаще применяются в светильниках современных вариантов освещения. Маркировка патрона очень важна.

Число, которое следует за буквенной маркировкой такого типа цоколя — это расстояние между штырьками, обозначенное в миллиметрах (GU4 или GU5.3 и т.п.).

После выбора цоколя подбирается вид и размер осветительных электроэлементов. Более оригинальная форма (свеча, шар) и красивый дизайн — у светодиодных и галогеновых ламп. Люминесцентные могут иметь лишь форму спирали или трубки.

Сравнение форм и размеров

Современному потребителю важно не только то, насколько экономичнее будет эксплуатация одного вида лампы по сравнению с другим, но и приоритет их внешнего вида.

Подобрав оптимальный размер, можно исключить ситуацию, когда из обычного светильника торчит лампа, не подходящая по размеру и форме.

Энергосберегающие осветительные элементы часто можно встретить в виде сложной спиральной трубки с нанесенным внутри люминофором. Они максимально компактны — могут быть вмонтированы в плафон среднего размера.

Светодиодные устройства имеют намного более разнообразную интерпретацию форм и размеров. Из них два самых распространенных:

Миниатюрный размер. Диаметр окружности кристалла — 1,5–3 см. Источник с таким размером светодиода получится совсем небольшой — меньше трех сантиметров. Очень часто такая лампочка устанавливается в мебель и натяжные потолки.
Стандартный формат. Все зависит от размера колбы. Ее наличие необязательно. Диоду не требуется определенная среда. Все чаще применяются бесколбовые LED-лампы (носят название «кукуруза» — за характерный внешний вид).

В итоге, выбирая, какой вид источников освещения лучше, можно увидеть, что у LED-светильников больше преимуществ — множество разных форм и размеров.

Преимущества светодиодов в сравнении с люминесцентными аналогами

Безусловно, если есть возможность выбрать, то лучше купить для освещения своего дома или квартиры именно лед-лампы. Для обоснования такого решения достаточно выделить преимущества такого типа лампочек и сравнить с аналогом, исходя из вышеизложенного материала, а именно:

Повышенная эксплуатационная эффективность. Среднее значение уровня светоотдачи по отношению к рабочей мощности — 130–160 лм/вт. Для сравнения: у большинства энергосберегающих лампочек максимально — 100 лм/вт.
Невосприимчивость к температуре. Имеется в виду, что работать способен такой вид источников света при разных температурных показателях окружающей среды, как при –60 °C, так и при +40 °C.
Наличие разной направленности светового потока. Важное преимущество, особенно при монтаже настольных или настенных осветительных устройств. Монтированные в них лед-лампочки будут реализовывать равномерный световой поток под конкретный узконаправленный прибор.
Качество светового потока. Конструкция такого типа ламп выполняется с разным количеством светодиодов. За счет значительной их концентрации качество световой отдачи будет максимально высоким.
Некоторые современные приборы с лед-технологиями созданы с возможностью регулирования уровня яркости.
Долговечность. Конструктивные элементы лед-источников света невосприимчивы к большинству внешних факторов, не имеют перегорающих элементов (как в старых лампах — вольфрамовая нить). Срок службы средней энергосберегающей лампочки, по заявкам производителей, — около 10 000 часов работы, у светодиодной — от тридцати до шестидесяти тысяч.

Все зависит от производителя, соотношения цена –качество. Следует отдавать предпочтение мировым брендам: OSRAM; Philips или отечественным — «Эра»; «Космос». Эти компании стабильны в плане реализации высококачественной продукции.

Помимо технических и эксплуатационных преимуществ светодиодных источников стоит остановиться еще и на сравнении влияния на здоровье пользователя.

Влияние на организм человека: сравнение люминесцентных и лед-ламп

Такой критерий легче всего определить, выделив такие основные моменты воздействия:

Излучение. Светодиодные лампочки абсолютно когерентны. Имеется в виду, что светодиод сам выступает излучателем света рабочего спектра. В сравнении с энергосберегающими, ощутимого влияния на зрение человека не оказывает. Люминесцентные лампы — напротив. Принцип выработки света у них основан на взаимодействии разряда и люминофора, который от разряда попадает под воздействие ультрафиолета. Таким образом создается освещение. Причем такой разряд создает еще и дополнительный световой поток — ультрафиолетовое излучение. На зрение влияет незначительно, но негативно.
Мерцание. Для лед-лампы такая эксплуатационная характеристика нехарактерна, мерцание практически отсутствует, в связи с тем, что для рабочей мощности светодиода необходимо постоянное напряжение. А частота мерцания люминесцентных ламп составляет около пятидесяти герц.
Ртуть. В люминесцентных лампах содержатся пары ртути. Если колба разбивается, организм отравляется определенными дозами этих испарений. Светодиодные источники не содержат в своем составе никаких вредных веществ.

Выбор светодиодной или энергосберегающей лампы для освещения своего жилья — очень актуальный вопрос. Определиться достаточно просто, проведя оценку преимуществ и недостатков каждого типа: как эксплуатационных, так и конструктивных. После такого сравнения пользователь поймет, как отличить лед-лампу от энергосберегающей не только по внешнему виду, но и найти отличия в их функциональности. Тогда получится подобрать оптимальный источник света под конкретное дизайнерское решение освещения и под индивидуальные эксплуатационные особенности помещения.