Bir ortam ve içerisindeki nesneleri istenilen ölçütlerde görsel algılamaya uygun kılacak şekilde tasarlanmış ışık uygulamaları aydınlatma olarak tanımlanır.

Aydınlatma tekniği, amaçlanan nesne ve ortamların en iyi biçimde görülüp sergilenebilmesi amacıyla bütün değişlkenleri dikkate alarak aydınlatmanın nasıl düzenlenmesi gerektiğini belirleyen tekniktir.

Aydınlatma tekniği, insan gözünün ışık ve renk görme özelliklerinden, ışık kaynaklarının, lambaların ve aydınlatma aygıtlarının türlü özelliklerine; yüzeylerin ve gereçlerin ışık yansıtma ve geçirme özelliklerinden, estetik ve mimari kavramlara, türlü ölçme tekniklerinden, oldukça karmaşık hesap biçimlerine uzanan, çok geniş bir alana yayılmış bilimsel verilerden ve bilgilerden yararlanır.

Doğru aydınlatmanın uzman eller tarafından hesaplanarak tekniğe uygun tasarlanması sonucunda, iş yerlerinde verimi arttıracak iş ve trafik kazalarını, kusurlu üretim ve yanlış
tanılamaları azaltacak; gereksiz yorgunlukları, baş, göz ağrılarını ve sinirlilikleri ortadan kaldıracak; ve günlük yaşantıyı daha hoş daha verimli ve daha sağlıklı kılacağı gibi gerçekler, günümüzde, ileri ülkelerde çoktan anlaşılmış ve profesyonel çalışmalara yoğunlaşılmıştır, Burada, üretim ve başarı oranlarının yükselmesi, türlü kayıpların azalması gibi, genel ekonomiyi etkileyen konular bir yana bırakılıp, doğrudan doğruya aydınlatma amacı ile kullanılan enerjinin azaltılması bakımından konu incelense bile, aydınlatma tekniğinin geniş bir biçimde uygulanması ile aydınlatma giderlerinin çok büyük oranda azalacağı kolaylıkla gösterilebilir.

Bir hacmin tamamında belirli kriterler kapsamında talepleri karşılamak amacıyla yapılan aydınlatma genel aydınlatmadır. Mekanlar da genel aydınlatmanın yanı sıra çeşitli vurgu,
yönlendirme veya farklı aydınlık seviyesine ihtiyaç duyulan kısmi bölgelerin ışıklandırılması ise bölgesel aydınlatma olarak tanımlanır. Bölgesel aydınlatma kimi zaman genel aydınlatmanın yetersiz kaldığı noktalarda gerekli aydınlık seviyesini sağlamak amacıyla yapılırken; kimi zaman da bir nesne üzerine vurgu yapmak ya da estetik görüş katmak amacıyla kullanılır. Bir ortamın aydınlatılması için; en ekonomik ışık kaynaklarının kullanılmasından da öte bir çözüm düşünülmeli ve işletme-yatırım maliyetlerinin yanı sıra istenilen görsel konfor kriterini yerine getirecek en uygun çözüm bulunmalıdır.

 

Aydınlatma tasarımında göz önünde bulundurulması gereken konfor ölçütleri ise; aydınlatmanın niteliği, aydınlatmanın niceliği, ışıklık ve yüzey özellikleri olarak sıralanabilir.

 

Uzay Açı

İçinden belirli bir ışık akısı geçen, konik veya piramit biçimli uzay parçasına verilen isimdir. sr ile gösterilir. 1m²’lik düzlemi gören uzay açının değeri 1 steradyan olarak tanımlanır.

Işık Dağılım Eğrisi

Polar fotometri olarak da isimlendirilir. Noktasal bir ışık kaynağından geçen düzlem üzerinde, kaynağın çeşitli doğrultulardaki ışık şiddetlerinin uç noktalarının geometlrik yeridir.

Armatür Verimi

Aydınlatma armatüründen çıkan ışık akısının armature içindeki ışık kaynağının akısına oranıdır. η ile ifade edilir.

Üst Yarı Uzay Işık Akısı Oranı

Bir armatüre içindeki ışık kaynağından üst yarı uzaya yayılan ışık akısının, kaynağın akısına oranıdır. (ULOR)

Alt Yarı Uzay Işık Akısı Oranı

Bir armatüre içindeki ışık kaynağından alt yarı uzaya yayılan ışık akısının, kaynağın akısına oranıdır. (ULOR

Koruma Derecesi

Aydınlatma armatürlerinin toza, neme, suya ve katı cisimlere karşı olan dayanıklılığını gösterir. Uluslararası kabullere gore IPX1X2 şeklinde gösterilir. X1, katı cisimlere karşı korumasını gösterirken X2 suya karşı koruma derecesini gösterir. TS3033

Ekranlı Armatür

Maksimum ışık şiddeti düşey ile 60* ile sınırlandırılmış, üst yarı uzaya ışık yaymayan (ULOR=0) armatürleridir.

Yarı-ekranlı Armatür

Maksimum ışık şiddeti düşey ile 75* ile sınırlandırılmış, üst yarı uzaya %10’dan fazla ışık akısı yaymayan (ULOR<=%10) armatürlerdir.

Ekransız Armatür

Maksimum ışık şiddeti belirli bir açı ile sınırlandırılmamış olan ancak düşeyle yaptığı 90*’lik açıda ışık şiddeti, ışık kaynağı veya kaynakları ne olursa olsun, 1000cd’yı aşmayan armatürlerdir.

Ekonomik Ömür

Bir tesisteki lambaların 100saat kullanımından sonraki toplam ışık akılarının, %30 kayba ulaştıkları ana kadar geçen süredir.

Etkinlik Faktörü

Kaynaktan çıkan toplam ışık akısının kaynağın gücüne oranıdır. Birimi lümen/Watt’tır. (lm/W)

Işık akısı basitçe, bir aydınlatma kaynağının ışık gücünü ifade eder. Kaynaktan, uzay alanda her yöne yayılan ışık miktarı olarak da tanımlanabilir. Birimi lümen’dir. (lm)

Aydınlık Şiddeti (Aydınlık Düzeyi)

Aydınlık şiddeti (E), düşen ışık akısının aydınlatılacak yüzeye oranı olarak tanımlanabilir. Birimi lux’tür (lx). 1lm değerindeki ışık akısının 1m2 yüzeye eşit olarak düşmesi durumunda 1lx ıaydınlık şiddeti değeri elde edilmiş olur.

Işık Şiddeti

Belli bir yönde yayılan ışığın yoğunluğu, ışık şiddeti olarak tanımlanır. Birimi Candela (cd)’dır (Kandela).

Renk Sıcaklığı

Işık kaynaklarının renkleri, Kelvin (K) cinsinden tanımlanmıştır. Işık kaynakları, Warm white (sıcak beyaz) 2700-3300K, Natural White (doğal beyaz) 3500-4500K, Cool White (soğuk beyaz) 5500-6500K olarak 3 ana grupta tanımlanmaktadır.

Renksel Geriverim (CRI)

Aynı renk sıcaklığındaki ışık kaynakları, tayfsal bileşimlerinden ötürü farklı renksel geriverimlere (CRI değeri) sahip olabilirler. CRI değerleri, kullanılan yapay ışığın altında renk algılamasının nekadar tutarlı olduğunun bir göstergesidir.

LED Nedir?                                                                                                                                                                                   Light Emitting Diodeyani bilinen adı ile LED yarı iletken teknolojisi ile ortaya çıkmış, adından da anlaşılacağı gibi ışık saçan bir çeşit diyot olarak tanımlanabilir. Esasında elektronik bir devre elemanıdır.

1920’lerde Rusya’da icat edilen ve 1962 yılında Amerika’da uygulanabilir hale getirilen bu bileşen Oleg Vladimirovich Losev adlı bir radyo teknisyeninin radyo alıcılarında kullanılan diyotların ışık yaydığını fark etmesi ve 1927 yılında bir Rus gazetesinde LED hakkındaki buluşlarını yayınlamasıyla ortaya çıktı.

İlk başlarda yalnızca zayıf bir kırmızı ışık yayabilen LED’ler, günumuzde görünür ışığın yanı sıra gözle görülemeyen frekansta ışık yayan kızılötesi (infrared, IR) veyamorötesi (ultraviole, UV) olarak da ortaya çıkmıştır. LED’in ışık yayma mekanizmasının iyi anlaşılması için kuantum fiziği, kimya, elektronik ve optik alanlarında bilgi sahibi olunması gereklidir.

LED’in en önemli bileşen kısmı, yarı iletken malzemeden oluşan ve ışık yayan LED çipidir. LED çipi, esasında noktasal bir ışık kaynağıdır ve kılıf içine yerleştirilmiş yansıtıcı eleman sayesinde ışığın belirli bir yöne yayılması sağlanır. Bu yönlendirme ayrıca armatürlerde kullanılan lensler veya yansıtıcılar yardımıyla da gerçekleştirilebilir.

LED’lerin yaydığı ışık, LED çiplerinin içerisinde bulunan yarı iletken katkı maddelerinin yapıları ile ilgilidir. Bir LED’in yayacağı ışık rengi, galyum, arsenit, alüminyum, fosfat, indiyum, nitrit gibi kimyasal malzemelerden uygun oranda yarı iletken malzemeye katkı yapılmasıyla belirlenir (GaAIAs, GaAs, GaAsP, GaP, InGaAIP, SiC, GaN). Böylece LED çipinin istenen dalga boyunda ışıma yapması sağlanır.

LED’ler, kullanılan kılıf özelliklerine göre çeşitlilik gösterebilmektedir. Bunlardan bazıları; yukarıda görseli görülen mantar LED’ler, sıklıkla şerit LED’lerde, dizgi LED’lerde, uzakdoğu menşeli ucuz ve düşük ışık şiddetine sahip armatürlerde kullanılan SMD tabanlı LED’ler, yüksek ışık seviyelerine ulaşan Power LED’ler ve CoB (Chip on Board) LED’ler olarak sıralanabilir.

Düşük enerji tüketimi, uzun ömrü, sağlamlığı, küçük boyutu ve hızlı açılıp kapanabilmesi gibi geleneksel ışık kaynaklarına karşı bir çok önemli avantajı mevcuttur. Halen gelişmekte olan bu teknoloji, birçok avantajına rağmen pahallı olmak gibi bir dezavantaja sahiptir.

2014 Nobel Fizik Ödülü enerji tasarrufu sağlayan parlak beyaz ışık kaynaklarına izin veren verimli mavi ışık yayan diyot (LED) buluşunu gerçekleştirenlere verildi. Bu yılın Nobel Fizik Ödülü ile enerji verimliliğine katkı sağlayan ve çevre dostu olan yeni ışık kaynağı mavi ışık yayan diyotu (LED) icat ettikleri için Asyalı bilim insanları ödüllendirildi. Mavi LED’lerin kullanılmasıyla beyaz ışık daha verimli bir şekilde elde edilebilirdi. Bu LED lambaların buluşu ile biz eski ışık kaynaklarına göre çok daha verimli ve daha uzun ömürlü ışık kaynaklarını kullanıyoruz.

 

1990’lı yılların başında Isamu Akasaki, Hiroshi Amano ve Shuji Nakamura yarıiletken malzemelerden parlak mavi ışık demetleri ürettiklerinde, aydınlatma teknolojisinde temel bir dönüşümü tetiklemiş oldular. Kırmızı ve yeşil renkte ışık yayan diyotlar uzun bir zamandır biliniyordu ama mavi ışık yayanlar geliştirilemediği için beyaz ışık yayan lambalar oluşturulamıyordu. Bilim dünyası ve endüstrideki kayda değer çabalara rağmen mavi LED 30 yıl kadar büyük bir problem olarak bu çabaların karşısına çıkmıştı. Herkesin başarısız olduğu bu konuda bu yıl ki Nobel Fizik Ödülü’nü kazanan bu üç bilim insanı başarılı olmuştu.
Keşifleri sırasında, Nagoya Üniversitesi’nde Hiroshi Amano ile Isamu Akasaki birlikte çalışıyorlardı ve Shuji Nakamura ise Tokushima’da küçük bir şirket olan Nichia Chemicals’da çalışıyordu. Ödülü kazanan bilim insanlarının buluşları devrim niteliğindeydi. 20. yüzyılda Dünya akkor ampüller ile aydınlanırken, 21. yüzyılda LED lambaları ile aydınlanmış olacak.

Parlak bir beyaz ışık yayan beyaz LED lambaları uzun ömürlü ve enerji tasarrufludur. Bu LED lambaları sürekli olarak geliştirilmektedir, harcadığı birim elektrik enerjisi başına yaydığı daha yüksek ışık akısı (lümen) ile giderek daha fazla verimli hâle gelmektedirler. En son kaydedilen rekor Watt başına 300 lümendir. Klasik ışık kaynakları ile kıyaslandığında bu değer çok yüksektir: normal ampüller Watt başına 16 lümen ve floresan lambalar Watt başına 70 lümendir. Dünya elektrik tüketiminin yaklaşık dörtte biri aydınlatma amacıyla kullanıldığı göz önüne alınırsa LED’lerin Dünya kaynaklarının tasarrufunda büyük katkı sağladığı söylenebilir. Ayrıca LED’lerin uzun ömürlü olması malzeme tüketiminde de bir azalma sağlayarak Dünya kaynaklarının kullanımındaki tasarrufa katkı yaptığı görülebilir. Çünkü akkor ampüller 1000 saat ve floresan lambalar 10 bin saat boyunca çalışabilirken LED’ler 100 bin saate kadar bir ömre sahiptir.
LED lambası elektrik şebekelerinin ulaşamadığı 1.5 milyar insanın yaşam kalitesini de artırabilir. Çünkü ucuz yerel güneş enerjisi ile düşük güçte bu LED lambaları çalışabilir. Mavi LED’in keşfi henüz yirmi yaşında ama şimdiye kadar hepimizin, insanlığın yararına tamamen yeni bir şekilde beyaz ışık oluşturmak için katkıda bulunmuştur.

2014 Nobel Fizik Ödülü Mavi LED’in Mucitlerine Verildi – KBT Bilim Sitesi(1)