전구를 사러 가게에 가면 점원에게 "5와트짜리 전구 하나 주세요", "20와트짜리 전구는 얼마인가요?" 등과 같이 묻곤 합니다. 하지만 전구의 밝기를 와트로 측정하던 시대는 끝났습니다. 이제 우리가 알아야 할 새로운 단위는 루멘입니다. 지금부터 와트와 루멘의 관계, 그리고 왜 와트 대신 루멘을 사용해야 하는지 단계별로 설명해 드리겠습니다.
1단계: 와트란 무엇인가?
와트(기호: W)는 전력의 단위로, 에너지 사용 및 소비율을 반영하므로 와트수가 높을수록 램프의 에너지 소비량이 높아집니다. 전기 요금을 지불할 때는 사용된 와트수에 대해 지불합니다. 예를 들어, 15와트 전구는 전구가 15와트의 에너지를 소비한다는 것을 의미하며, 이는 시간당 0.015킬로와트시의 전기 요금으로 변환됩니다.
2단계: 루멘이란 무엇인가요?
루멘은 단위 시간당 광원에서 방출되는 가시광선의 총량을 반영하므로 루멘 값이 높을수록 밝기가 높아집니다. 역사적 문제로 인해 사람들이 루멘을 밝기 단위로 받아들이는 데는 아직 시간이 걸립니다.
3단계: 광효율을 계산하는 방법은?
우리가 두 가지 문제를 이해한 후 와트와 루멘, 그런 다음 광효율을 계산해야 합니다. 이는 에너지가 낮고 밝기가 높은 램프를 선택하는 데 도움이 될 수 있습니다. 그렇다면 광효율은 어떻게 계산해야 할까요?
저는 우리 모두가 이전의 물리학에서 광전력을 나타내는 물리량이 있다는 것을 알고 있다고 생각합니다. 광속(기호는 Φ)입니다. 앞서 언급한 루멘(lm)은 단위를 나타냅니다. 또한 램프가 빛을 방출할 때 일정량의 에너지를 잃는다는 것도 알고 있습니다. 두 가지를 합치면 광속 대 전력(lm/W)의 비율인 광효율을 얻을 수 있습니다.
4단계: 낮은 전력 소모와 높은 밝기를 달성하기 위해 효과적인 루멘 유지
이전 설명을 통해 우리는 램프가 빛을 방출하면 반드시 에너지를 잃게 된다는 것을 알고 있지만, 다른 재료가 잃는 에너지는 서로 다릅니다.
예를 들어, 백열전구는 빛을 방출하기 전에 필라멘트를 가열해야 하며, 가열 과정으로 인해 90%의 에너지가 낭비됩니다. 이는 또한 결과적으로 백열전구는 많은 에너지를 소모하지만 밝기가 높지 않고 발광 효율이 매우 낮습니다.
할로겐 램프와 같은 램프에도 같은 문제가 있습니다. 백열전구의 업그레이드 버전이지만, 발광 효율은 여전히 높지 않습니다. 이는 백열전구(무지향성 램프)가 모든 방향으로 동시에 빛을 방출하여 밝기가 다른 방향으로 고르게 분포되기 때문입니다.
더 높은 밝기를 구현하기 위해 방향성 램프(예: GU10 스포트라이트)를 사용하여 가능한 한 많은 빛을 한곳에 비춰, 더 높은 밝기를 구현하는 데 동일한 에너지를 소모합니다.
그러나 모든 방향성 전구가 이 문제를 가지고 있는 것은 아닙니다. LED로 만든 전구는 이 문제가 없습니다. LED 전구의 빔 각도는 항상 방향성이 있고 방출되는 모든 빛이 실내로 들어오기 때문입니다. 게다가 LED 전구는 빛을 방출하기 위해 가열할 필요가 없지만 전원이 공급된 후 빛을 방출할 수 있으므로 에너지 손실이 백열등보다 훨씬 적습니다.
누구나 저전력 고휘도 램프를 사용할 수 있도록 유럽 연합은 "유효 루멘" 등급을 도입했습니다. 이는 표준화된 90도 원뿔형 영역에서 방출되는 유효 광량을 측정하는 방법입니다. "유효 루멘" 등급은 일반적으로 총 루멘 출력보다 낮습니다. 이는 일부 빛(예: 주변광)이 유용하지 않지만 총 루멘 등급에 포함되기 때문입니다.
왜 와트 대신 루멘을 사용할까요?
어떤 사람들은 우리가 밝기의 단위로 와트를 사용하는 데 익숙해졌기 때문에 왜 루멘을 사용해야 하는지 묻습니다. 역사적으로 와트 수준이 램프의 밝기를 결정하기 때문에 와트는 초창기에 램프의 밝기를 측정하는 주요 단위였습니다.
하지만 에너지 절약형 램프와 LED 램프의 등장으로 밝기를 나타내는 와트(W)에 대한 사람들의 인식이 바뀌었습니다. LED 조명은 적은 전력 소비로 더 많은 빛을 낼 수 있기 때문에 경제적이고 환경적인 관점에서 볼 때 비용을 절감하면서 더 나은 결과를 얻을 수 있으므로 사용하지 않을 이유가 없습니다. 따라서 램프를 구매할 때는 와트(W)보다는 루멘(L)에 더 집중하는 것이 좋습니다.
다른 관점에서 보면 와트수가 높을수록 밝기는 높아지지만 에너지 소비는 높아지기 때문입니다. 과거에는 조명의 밝기가 일반적으로 낮았기 때문에 와트수와 전구의 밝기 사이에 양의 관계가 있다고 생각했습니다. 즉, 와트수가 높을수록 전구가 더 밝습니다.
하지만 전구의 밝기가 점점 더 높아지면서 연구자들은 이 전구가 와트수와 긍정적으로 연관되지 않는다는 것을 발견했습니다. 대신 특정 밝기에 도달한 후에는 와트수의 증가가 더 이상 전구의 밝기에 영향을 미칠 수 없습니다.
둘째, 재료의 변화는 와트와 밝기의 관계에도 영향을 미칩니다. 예를 들어, 1000lm의 동일한 에너지 소비를 생성하려면 백열등은 100W가 필요하지만 LED 램프 약 12W만 필요합니다. 두 가지의 차이는 무려 8배나 되므로 이제 새로운 측정 단위로 변경하는 것이 좋습니다.
루멘과 와트를 어떻게 변환하나요?
와트와 루멘의 관계는 다양한 소재와 모양 등의 요소에 따라 달라지지만, 루멘을 와트로 변환하는 방식을 명확하게 이해하실 수 있도록 평균을 구했습니다.
| 일반 용도 전구 루멘에서 와트로 변환 차트 | ||||
| 루멘(lm) | 백열전구(w) | HID(가) | CFL(우) | LED(와트) |
| 100 | 7 | 6 | 5 | 2 |
| 250 | 25 | 18 | 6 | 2-3 |
| 375 | 25 | 20 | 18 | 4 |
| 560 | 40 | 29 | 10 | 3-6 |
| 800 | 60 | 43 | 13 | 7-10 |
| 1100 | 75 | 53 | 18 | 10-15 |
| 1600 | 100 | 72 | 23 | 15-20 |
| 2600 | 150 | 100 | 42 | 20-30 |
| 3000 | 200 | 175 | 120 | 32 |
내 장면에는 얼마나 많은 루멘이 필요한가요?
각 방이나 공간에는 다른 조명이 필요합니다. 예를 들어, 우리가 자는 침실에서는 부드러운 조명이 필요한 반면, 거실에서는 다양한 활동을 하기 위해 더 밝은 조명이 필요합니다. 따라서 프로젝트를 설계할 때 각 공간에 필요한 루멘 수를 아는 것이 특히 중요합니다. 참고용으로 정리한 몇 가지 값이 있습니다.
| 영역 | 루멘/제곱미터 |
|---|---|
| 주방 | 300-400 |
| 주방(업무) | 700-800 |
| 거실 | 400-500 |
| 현관 | 300 |
| 침실 | 300-400 |
| 침실(작업) | 700-800 |
| 화장실 | 500-600 |
| 화장실 (세면기) | 700-800 |
| 독서 공간 | 400 |
| 수영장 주변 | 300 |
| 정원 | 400-500 |
전구에 표시된 다른 속성은 무엇을 의미하나요?
우리의 일반적인 두 가지 와트와 루멘 값 외에도 전구에는 일반적으로 램프 홀더 사양, 색온도 및 연색 지수 램프 매개변수도 표시됩니다. 하나씩 살펴보겠습니다.
램프 홀더 사양 (E)
램프 홀더의 사양에 주의를 기울이지 않으면 구매한 전구가 제대로 작동하지 않을 수 있습니다. 램프 홀더의 사양은 전구 플러그의 나사산을 통해 측정한 직경으로 E로 표시됩니다. 예를 들어 직경이 14mm이면 E14 램프 홀더입니다. 일상 생활에서 일반적인 사양은 E10, E12, E14, E17, E27 및 E40입니다.
색온도(K)
전구에서 나오는 색상을 색온도라고 하며, K로 표시합니다. 값이 낮을수록 빛의 색상은 노랗거나 빨갛게 변하고, 값이 높을수록 빛의 색상은 하얗거나 파랗게 변합니다. 일반적으로 전구의 색상이 노랗다면 색온도 값은 약 3000이고, 전구가 하얗다면 색온도는 약 5000~7000입니다.
연색지수(Ra/CRI)
연색지수는 광원 아래에서 표시되는 색상이 햇빛 아래에서 표시되는 색상과 유사한지 여부를 나타냅니다. 연색지수가 높을수록 색상 왜곡이 작고 표시되는 색상이 햇빛에 비추인 색상에 더 가깝습니다. 연색지수가 낮을수록 색상 왜곡이 커지고 표시되는 색상이 햇빛에 비추인 색상에서 더 멀리 벗어납니다.
