o¶wietlenie

Strona główna
Profesjonalne
Domowe
LED+Światłowody
Branża
Nadchodzi era świetlówek T5

W dwóch ostatnich dekadach XX wieku wprowadzono do użytku kilku ważnych grup źródeł światła. Lata osiemdziesiąte to czas świetlówek T8, a dziewięćdziesiąte energooszczędnych świetlówek kompaktowych.


Fotografia - firma OSRAM

Z wielkim prawdopodobieństwem można powiedzieć, że pierwsze dziesięciolecie XXI wieku będzie czasem szerokiego rozpowszechnienia świetlówek T5. Nowe lampy fluorescencyjne T5 i zastosowanie aluminium o wysokim współczynniku odbicia mogą zwiększyć sprawność nowych opraw oświetleniowych o ponad 30%. Jest jednak wiele czynników, na które trzeba zwrócić uwagę.

Na targach w Hanowerze w kwietniu 1995 roku, czołowi, europejscy producenci źródeł światła Philips i Osram po raz pierwszy zaprezentowali nowe lampy fluorescencyjne – świetlówki typu T5 o średnicy 16 mm. Podobną drogą podążyła wkrótce amerykańska firma GE Lighting.

Od T12 do T5

Na rynku królowały wtedy lampy T8, które w pierwszej połowie lat osiemdziesiątych zastąpiły stare, „grube” lampy T12. Świetlówki T8 i T12 miały tą samą długość lecz różniły się średnicą rury wyładowczej, która wynosiła odpowiednio 26 i 38mm. Lampy T8 stanowiły bezpośredni zamiennik świetlówek T12 i mogły być stosowane w tych samych, istniejących oprawach oświetleniowych, co dzięki ich wyższej skuteczności świetlnej pozwalało osiągnąć około 20% oszczędności energii elektrycznej.
W połowie lat osiemdziesiątych na rynku pojawiły się pierwsze stateczniki elektroniczne pracujące przy wysokiej częstotliwości. Dzięki nim uzyskano dalsze oszczędności energii elektrycznej na poziomie 15-20%. Obecnie statecznik elektroniczne są już wysoko zaawansowanym produktem oferującym także możliwości ściemniania oraz integracji z systemem sterowania i kontroli budynku.
Kolejnym krokiem w rozwoju lamp fluorescencyjnych było opracowanie świetlówek z pełnym widmem (z luminoforem pięciopasmowym) o jeszcze większej skuteczności świetlnej i poprawionym oddawaniu barw.
Udoskonalenia te pojawiały się stopniowo, i dopiero zastosowanie ich wszystkich w jednym produkcie doprowadziło w rezultacie do znacznego ulepszenia fluorescencyjnych źródeł światła.
Świetlówki o małej średnicy nie były całkowitą nowością w technice świetlnej. Znano je od lat jako tzw. świetlówki miniaturowe produkowane w zakresie lamp o małej mocy. Producentom brak było jednak motywacji do ich dalszego rozwoju i wprowadzenia na rynek typów o większych mocach. Dopiero obniżenie zysków czołowych producentów spowodowane konkurencją ze strony taniego importu, głównie z dalekiego wschodu, spowodowało rozwój nowej technologii pozwalającej na walkę z konkurencją.

Rewolucja, czyli T5

Świetlówki T5 zerwały z tradycją stopniowego udoskonalania wyrobu. Ich technologia była radykalnym krokiem w nowym kierunku. Każda część systemu została najpierw dopracowana, a na koniec zastosowana i przedstawiona na rynku we wspólnej całości stanowiącej doskonały wyrób. Tak przeprowadzona optymalizacja pozwoliła w rezultacie na powstanie energooszczędnego, fluorescencyjnego źródła światła przyjaznego dla środowiska naturalnego.
Najważniejszą cechą różniącą świetlówki T5 od ich standardowych poprzedniczek T8 i T12 były nowe wymiary – średnica i długość lampy.

Każdy z typów świetlówek T5 jest o około 50 mm krótszy od swojego odpowiednika wśród lamp T8. Lampy T5 nie mogą więc być używane w dotychczasowych świetlówkowych oprawach oświetleniowych. Zaletą mniejszej długości nowych lamp, a co za tym idzie i opraw, jest natomiast możliwość zintegrowania z metrycznymi modułami budowlanymi 600 i 1200 mm, które są standardem w większości krajów europejskich.
Nowe stateczniki elektroniczne wprowadzone równocześnie ze świetlówkami T5 także uległy dalszej miniaturyzacji. Umożliwia to produkcję bardzo lekkich i płaskich opraw zmniejszając zużycie surowców. Z kolei w wypadków opraw przeznaczonych do wbudowania, ich mniejsza wysokość pozwala zwiększyć przestrzeń nad sufitem podwieszanym przeznaczoną na systemy wentylacji i okablowania.

Większa skuteczność

Świetlówki T5 mogą pracować wyłącznie ze statecznikami elektronicznymi zaprojektowanymi specjalnie dla technologii T5. Zespół lampy i statecznika jest średnio o około 6-7% sprawniejszy pod względem skuteczności świetlnej w porównaniu z lampami T8.

Chociaż dokładne porównanie jest trudne z powodu różnic pomiędzy obu systemami dotyczących typoszeregu mocy i strumienia świetlnego, to na przykład lampa T8 o mocy 36W ma skuteczność świetlną 93 lm/W, podczas gdy lampa T5 35W osiąga 104 lm/W.
Ważną cechą, dzięki której świetlówki T5 osiągają wyższą skuteczność świetlną jest ich optymalizacja do pracy w temperaturze otoczenia +35oC, wyższej niż +25oC właściwe dla lamp T8. Ta wyższa temperatura jest bliższa rzeczywistym warunkom pracy świetlówki w oprawie. Dzięki takiej optymalizacji roboczy strumień świetlny lamp T5 jest równy znamionowemu. W przypadku lamp T8 znamionowy strumień świetlny był badany przy temperaturze +25oC, co powodowało że pracując w oprawie, w wyższej temperaturze, świetlówki nie osiągały znamionowej wartości strumienia świetlnego. Wymagało to często specjalnych korekt w projekcie oświetleniowym.

Nowy typoszereg mocy i strumienia świetlnego

Z mniejszą długością i większą skutecznością świetlówek T5 wiąże się też nowy typoszereg mocy. Podstawowe linie produktów zawierają lampy 14, 21, 28 i 35W.
Zakresy strumienia świetlnego nie odpowiadają dokładnie tym dla lamp T8. Na przykład świetlówka T8 o mocy 36W dająca strumień świetlny 3350 lm musi być porównywana z nową lampą T5 o mocy 28W zapewniającą strumień świetlny 2900 lm lub z lampą 35W o strumieniu świetlnym 3650 lm.

Wyższa sprawność opraw

Dzięki mniejszej średnicy świetlówek T5, wynoszącej 16 mm, możliwe jest precyzyjniejsze kontrolowanie rozsyłu promieniowania oprawy przez odpowiednią konstrukcję jej odbłyśnika. Niewielka średnica lampy ogranicza także pochłanianie własnego promieniowania padającego na lampę po odbiciu od odbłyśnika. Dzięki temu możliwe jest dalsze zwiększenie sprawności opraw nawet o 5%. Łącznie z omówioną poprzednio optymalizacją temperaturową źródeł światła, oprawy do świetlówek T5 mogą uzyskiwać sprawność do 15% wyższą od tych dla lamp T8.

Nie bez znaczenia jest także przyjazna dla środowiska, niższa zawartość rtęci w lampach T5. Lampy tego typu mają specjalne, wewnętrzne pokrycie szklanej rury wyładowczej, które uniemożliwia absorbowanie rtęci przez szkło i luminofor. Wyeliminowało to straty rtęci z przestrzeni wyładowczej i w konsekwencji pozwoliło na zmniejszenie jej ilości w lampie z około 15 mg niezbędnych w starych świetlówkach T8 do 3-4 mg w T5.
Ubytki rtęci z wyładowania w starych lampach T8 były jedną z przyczyn spadku strumienia świetlnego w trakcie ich eksploatacji. Dzięki zahamowaniu tego zjawiska, w świetlówkach typu T5 strumień świetlny utrzymuje się na poziomie zbliżonym do znamionowego, a jego spadek po 12000 godzin świecenia wynosi jedynie 5% w porównaniu do 15% w lampach starego typu. W wypadku lamp T8 często niezbędne okazywało się kompensowanie spadku strumienia świetlnego źródeł światła przez zawyżanie początkowego natężenia oświetlenia w projekcie, tak aby przy końcu żywotności lamp zachować dostateczne warunki oświetlenia. Powodowało to zbędne marnotrawienie energii elektrycznej. Dzięki mniejszemu spadkowi eksploatacyjnemu strumienia świetlnego T5 nie jest to już konieczne.
Nowe źródła światła miały także wpływ na rozwój materiałów stosowanych do produkcji opraw oświetleniowych. To dzięki nim rozpoczęto produkcję i stosowanie nowych rodzajów blachy aluminiowej o współczynniku odbicia około 95% w porównaniu do 85-87% dla blachy używanej poprzednio do wytwarzania odbłyśników.

Uwaga, olśnienie

Oprócz wielu zalet świetlówki T5 o małej średnicy przyniosły także pewne problemy. W ich przypadku większa ilość promieniowania jest emitowana z mniejszej powierzchni. Sprawia to, że luminancja lamp T5 jest większa od standardowych świetlówek T8, choć na ogół mniejsza od świetlówek kompaktowych. Może to potencjalnie powodować występowanie zjawiska olśnienia, szczególnie w przypadku opraw oświetlenia bezpośredniego. Problem ten może być oczywiście rozwiązany, dzięki stosowaniu właściwie skonstruowanych opraw oświetleniowych.
W przypadku wcześniejszych typów lamp fluorescencyjnych, wywoływane przez nie olśnienie nie stanowiło problemu, nawet w przypadku użytkowania w całkowicie otwartych oprawach. Luminancja świetlówek T12 wynosiła na ogół 7000-8000 cd/m2 i olśnienie było jeszcze niewielkim problemem. W wypadku lamp T8 z luminancją na poziomie 11000-14000 cd/m2 problem nabrał znaczenia nawet gdy jasne części źródeł światła lub opraw pojawiały się tylko w bocznym polu widzenia. Luminancja standardowej świetlówki T5 wynosi około 17000 cd/m2, a nawet od 23000 do 37000 cd/m2 dla typów o podwyższonym strumieniu świetlnym. Jest to wprawdzie wartość mniejsza od luminancji typowej świetlówki kompaktowej, zawierającej się zwykle w zakresie 32000-42000 cd/m2, jednakże mimo to jest ona tak duża, że oprawy do lamp T5 muszą być projektowane z ogromną dbałością w zakresie ochrony przez olśnieniem.

Rodzina w komplecie

Pełna rodzina świetlówek T5 produkowanych przez czołowe firmy światowe składa się obecnie z czterech podstawowych typów lamp :

Świetlówki T5 o podwyższonej skuteczności świetlnej (HE – high efficiency)

Łączą maksymalną sprawność energetyczną z wysokim strumieniem świetlnym. Ze skutecznością świetlną dochodzącą do 104 lm/W są idealne do skutecznego, bezpośredniego oświetlenia pomieszczeń takich jak biura, szkoły, hotele i szpitale.

Moc
(W)
Długość
(mm)

Temp. barwowa
(K)

Barwa

Strumień świetlny 25°C
(lm)

Skuteczność świetlna 35°C
(lm/W)

14W

549

2700 3000
3500 4000

827 830
835 840

1200

96

5000 6500

850 865

1100

89

21W

849

2700 3000
3500 4000

827 830
835 840

1900

100

6500

865

1750

93

28W

1149

2700 3000
3500 4000

827 830
835 840

2600

104

5000 6500

850 865

2400

96

35W

1449

2700 3000
3500 4000

827 830
835 840

3300

104

6500

865

3100

97


Świetlówki T5 o podwyższonym strumieniu świetlnym (HO – high output)

Ulepszona wersja świetlówek T5 o podwyższonym strumieniu świetlnym została przedstawiona na targach w Hanowerze w 1997 roku.
Lampy HO łączą maksymalny strumień świetlny z dobrą sprawnością energetyczną. Są doskonałe do oświetlenia wnętrz, które wymagają wysokiego poziomu natężenia oświetlenia lub oświetlenia pośredniego typu wall-washing lub do pomieszczeń z wysokimi sufitami jak sklepy, budynki przemysłowe i użyteczności publicznej. Strumień świetlny lamp HO jest do 60% wyższy niż świetlówek HE. Sprawia to, że wymagają one odmiennych opraw i są zalecane do opraw oświetlenia pośredniego i bezpośrednio-pośredniego. Lampy HO są także idealnym źródłem światła w wypadkach gdy potrzebny jest duży strumień świetlny z lampy o małej długości. Np. świetlówka T5 typu HO o mocy 54W i długości 1149 mm dostarcza takiego samego strumienia świetlnego co konwencjonalna lampa 58W o długości 1449 mm, mimo że jest krótsza i zużywa mniej energii. Współczynnik oddawania barw tych lamp wynosi Ra=80-85.

Moc
(W)
Długość
(mm)

Temp. barwowa
(K)

Barwa

Strumień świetlny 25°C
(lm)

Skuteczność świetlna 35°C
(lm/W)

24W

549

2700 3000
4000

827 830
840

1750

89

6500

865

1650

84

39W

849

2700 3000
4000

827 830
840

3100

92

6500

865

2950

87

54W

1149

2700 3000
4000

827 830
840

4450

93

6500

865

4250

89

49W

1449

2700 3000
4000

827 830
840

4300

99

6500

865

4100

94

80W

1449

3000 4000

830 840

6150

88

6500

865

5850

83


Świetlówki T5 HO o poprawionym oddawaniu barw (Ra>90)

Oferują doskonałe właściwości oddawania barw nieocenione w tych zastosowaniach gdzie właściwe rozróżnianie kolorów jest wymaganiem krytycznym, np. drukarnie, przemysł włókienniczy, wytwórnie jubilerskie, zakłady fryzjerskie, muzea i niektóre rodzaje sklepów.

Moc
(W)
Długość
(mm)

Temp. barwowa
(K)

Barwa

Strumień świetlny 25°C
(lm)

Skuteczność świetlna 35°C
(lm/W)

24W

549

4000

940

1400

71

6500

965

1300

67

54W

1149

4000

940

3550

75

6500

965

3400

71

49W

1449

4000

940

3450

79

6500

965

3300

75


Świetlówki T5 kołowe

Przeznaczone do opraw mieszkaniowych, najczęściej naściennych. Idealne do użytku w korytarzach, holach, poczekalniach lub recepcjach.

Moc
(W)
Średnica
(mm)

Temp. barwowa
(K)

Barwa

Strumień świetlny 25°C
(lm)

Skuteczność świetlna 35°C
(lm/W)

C 22W 230 2700 3000
4000

827 830
840

1800

81

C 40W 305

2700 3000
4000

827 830
840

3300

83
C 55W 305

3000 4000

830 840

4200

76
C 60W 379

3000 4000

830 840

5000

83


Podsumowanie

Producenci
Do niedawna tylko kilku głównych graczy rynku oświetleniowego takich jak Philips, Osram, GE, Toshiba i National opanowało technologię T5 na poziomie umożliwiającym masową produkcję. Przewaga rynkowa jaką udało się uzyskać tym czołowym producentom źródeł światła jest już jednak zagrożona. Co najmniej jedna z firm chińskich rozpoczęła produkcję wysokiej jakości, liniowych świetlówek T5 i uzyskała moce produkcyjne dochodzące do 2 milionów sztuk rocznie z możliwością wytwarzania lamp o mocach 14, 21, 28, 35, 49 i 54W.

Korzyści
- większa skuteczność lamp T5 ułatwia konstruowanie opraw oświetlenia pośredniego,
- mniejsze zapotrzebowanie na oprawy,
- lepsze oddawanie barw (CRI na poziomie około 85),
- lepsze utrzymanie strumienia świetlnego w trakcie eksploatacji,
- trwałość 20.000 godzin.

Wady
-
wyższa cena,
- jedno–dwu minutowy czas rozgrzewania lamp,
- wysoka luminancja powierzchni powodująca zagrożenie olśnieniem.

Świetlówki T5 rzeczywiście dokonały ogromnego postępu w technologii lamp fluorescencyjnych i z pewnością nadal będą wpływać na sposób konstruowania opraw oświetleniowych i projektowania oświetlenia. Ich znaczenie w oświetleniu, zwłaszcza wnętrz, jest nie kwestionowane. Wymagają one jednak pewnej wiedzy o ich specyfice, cechach różniących je od poprzedniczek i właściwego stosowania. W praktyce systemy oświetleniowe oparte na lampach T5 szybko wypierają rozwiązania używające lamp T8 i świetlówek kompaktowych.