Опубликовано

Температура светодиодных ламп

Понятие цветовой температуры

Цветовая температура (ЦТ) характеризует интенсивность излучения лампочкой света, определяет состав видимого спектра. Показатель не указывает на количество отдаваемого тепла, его значение – визуальное восприятие светового потока человеческим глазом.

Однако такому названию есть логичное научное объяснение.

При нагреве металла появляется определенное свечение. Сначала преобладают красные тона, по мере повышения температуры воздействия цветовой спектр смещается к желтому, белому и синему оттенку

Подобная аналогия просматривается при оценке свечения источников света. Лампы накаливания начинают светится при 1200 К, нагрев до 2000 К даст оранжевый свет, а при 3000 К – желтый. Повышение до 3500 К приведет к плавлению вольфрамовой спирали.

Спектр свечения светодиодных кристаллов иной. Отличие обусловлено различной методикой происхождения, но общий принцип тот же – получение нужного оттенка требует определенной цветовой температуры.

Рассматриваемое излучение измеряется в градусах, шкала Кельвина. Нулем цветовой температуры обладает абсолютно черное тело

Понимание ЦТ приобрело актуальность с появлением различных источников света. Каждому прибору характерен определенный диапазон спектрального состава излучения. Лампы накаливания выделяют теплый, желтый световой поток.

Внедрение галогенных, люминесцентных источников дало возможность использовать в быту «холодное» свечение. Светодиодные лампочки обладают широким диапазоном температуры света, оттенок зависит от используемого полупроводника.

Особенности восприятия цвета

В повседневной жизни понятие световой температуры используют при оформлении интерьеров, подбора светильников в офисы, производственные цеха и т.д. Доказано, что человек реагирует на изменение освещенности – в одних случаях наблюдается активация деятельности, в других, наоборот, расслабление организма.

ЦТ и индекс цветопередачи

На качество освещения большое значение оказывает коэффициент цветопередачи – Ra или CRL. Параметр определяет способность источника света передавать четкость предметов, а именно, реалистичность освещаемого объекта.

Индекс указывают в абсолютных величинах, максимальное значение Ra – 100. Эталонным показателем обладает естественное солнечное освещение

Наивысшая цветопередача у ламп накаливания и галогеновых светильников, параметр Ra составляет 99-100.

В быту нашли применение осветительные приборы с показателями:

  • 100˃Ra˃90 – отличные свойства передачи света характерны для люминесцентных лампочек с пятикомпонентным люминофором, светодиодных и металогалогенных светильников;
  • 89˃Ra˃80 – светодиодные лампы, люминесцентные приборы, оснащенные трехкомпонентным люминофором;
  • 80˃Ra – низкое качество цветопередачи; возможно применение в подсобных помещениях, коридоре или для освещения дороги.

При выборе лампы важно учесть, что приборы с одинаковой температурой света могут существенно отличаться по качеству цветопередачи. Перед покупкой стоит сопоставить оба параметра.

Совмещение характеристик приведено в таблице. Линии связи указывают на числовое значение ЦТ определенного вида лампы и диапазон индекса цветопередачи

В быту не стоит использовать приборы с показателем Ra меньше 80. Для обрамления и подсветки зеркала подойдут лампы с максимальной степенью цветопередачи.

Влияние света на эмоции

Распространение LED-технологий, разнообразие форм светильников и люстр позволяет не только сократить расходы на электроэнергию, но и подобрать оттенок света под функции помещения.

Этот аспект оказывает заметное влияние на самочувствие людей, активизирует работу мозга, повышает продуктивность, или напротив, способствует отдыху и расслаблению.

Воздействие освещения на человека:

  • яркий теплый свет бодрит, помогает утром быстрее проснуться, а вечером настраивает на спокойный лад;
  • холодный оттенок повышает концентрацию, но его постоянное воздействие утомляет, приводит к бессоннице;
  • интенсивное освещение активизирует работу организма;
  • теплые тона помогают отдохнуть, расслабиться и уснуть.

Чтобы повысить комфортность проживания, улучшить условия труда, разрабатываются динамические решения – системы освещения, ориентированные на потребности человека.

Это сложные комплексы светотехники, изменяющие яркость, цветовую температуру и другие параметры освещения в течение дня согласно заданному алгоритму

Такие решения внедряются в европейских странах и США при обустройстве больниц, офисов, производственных и жилых помещениях.

Взаимосвязь освещенности и ЦТ

Исследования голландского физика Круитхофа (Arie Andries Kruithof) подтвердили зависимость между цветовой температурой и интенсивностью освещенности.

Так например, лампа с показателем ЦТ в 2700 К, излучающая световой поток в 200 Лк, создает комфортный свет. Однако светильник с удвоенной мощностью и таким же значением цветовой температуры кажется слишком желтым и быстро начинает раздражать.

Ученый разработал график, так называемую, кривую комфорта – она определяет области низких и высоких уровней освещенности при разных ЦТ, обеспечивающие максимально комфортное пребывание человека

Оптимальная цветовая температура воспринимается как белое свечение и приближена по ощущениям к естественному солнечному свету.

Некоторые производители световых приборов предлагают настраиваемые светильники. А инженеры оптимизируют яркость света и цветовую температуру. Пользователь самостоятельно выбирает наиболее удобный режим.

Основной свет – яркое освещение с прохладным тоном, настраивает на работу, помогает сконцентрироваться. Мягкая подсветка – теплое неяркое свечение для расслабления перед сном, непринужденного общения

Комбинированный вариант напоминает дневное освещение, оказывает нейтральное влияние на человека и подходит для повседневных дел.

Температурная шкала и маркировка

Температурная шкала Кельвина наглядно отображает, какой показатель ЦТ соответствует цвету излучения. Эта градация помогает определиться в выборе типа осветительного прибора.

Значения цветовых температур: 2500-3000 К – теплый оранжевый свет для создания уютной атмосферы, 3000-4000 К – комфортный желтоватый тон для жилых комнат

Показатель дневного света колеблется в диапазоне 4000-5000 К. Лампы с холодными голубоватыми оттенками со значением ЦТ 5000-6500 К в жилых помещениях почти не используют, их основная сфера эксплуатации – музеи, ювелирные магазины.

Характеристики осветительного прибора производитель указывает на упаковке. Часто краткая информация дублируется на цоколе самой лампы.

Значение цветовой температуры размещено среди прочих параметров, таких как, частота сети, напряжение, мощность. На фото светодиодная лампа на 3000 К – теплый свет

Люминесцентные светильники маркируют согласно международным принятым стандартам. Последние три цифры – шифр цветопередачи и цветовой температуры.

Первый маркер указывает индекс Ra. Цифра 9 соответствует высокому уровню цветопередачи Ra=90-100, величина 8 означает, что Ra находится в диапазоне 80-89 и т.д.

Последние две цифры – шифр цветовой температуры. Для определения реального показателя указанную величину надо умножить на 100

Например, 40 советует цветности света в 4000 К. Такая лампа имеет нейтральное свечение, пригодное для обустройства рабочих мест, кухни.

ЦТ светильников и их применение

Цветовую температурную шкалу принято делить на три категории излучаемого света: теплый, холодный и нейтральный. Каждый оттенок по-своему влияет на самочувствие человека и восприятие интерьера.

Группа #1 – теплый свет приборов

Свечение напоминает мягкие лучи утреннего солнца. Диапазон значения цветовой температуры – 2700-3000 К.

Такой оттенок приятен большинству людей, он не надоедает и не раздражает. Это наиболее привычный свет, максимально приближенный к лучам от ламп накаливания.

Светильники с теплой температурой незаменимы в спальне, оформлении детской, для подсветки прикроватных тумб. Лампы подходят для мест, где люди собираются для отдыха и приятного общения

Дизайнеры умело задействуют теплый свет для придания комнате атмосферы уюта, комфорта.

Влияние свечения на пространство следующее:

  • желтые, коричневые и красные элементы декора смотрятся насыщеннее;
  • холодные тона несколько блекнут – синий может потускнеть, фиолетовый отдаленно напоминать красный, а бирюзовый казаться зеленоватым;
  • светильники подходят для комнат, оформленных преимущественно в теплой цветовой гамме;
  • освещение оптимально подойдет для компактных помещений, в просторных апартаментах может ощущаться нехватка света.

Теплый оттенок ассоциируется со спокойствием, непринужденностью. Он отлично дополняет домашние интерьеры, Особенно актуален такой свет в пространстве, наполненном деревом, мягким текстилем, изделиями под старину.

Теплая гамма соответствует традиционным, классическим, этническим стилям, деревенскому направлению, эко, провансу или модерн

В общественных зданиях такие лампы задействуют в студиях красоты, компактных бутиках, уютных кафе, в палатах медицинских учреждений.

Группа #2 – холодные оттенки светильников

Освещение холодного типа оптимально для работы, поэтому лампы востребованы в производственных цехах, офисных центрах, библиотеках, школах.

ЦТ холодного света превышает 4500 К. Особенности его применения в помещении следующие:

  • дома такой свет надо использовать дозированно, например, в качестве локальной подсветки рабочего стола;
  • лучи делают более яркими серые, голубые тона и другие оттенки синего спектра;
  • зеленые элементы могут «заиграть» интересным изумрудным цветом;
  • восприятие предметов теплых тонов искажается;
  • холодные лучи кажутся более яркими, поэтому их с осторожностью используют в ограниченном пространстве, предпочтение – большим помещениям.

Такой свет дизайнеры часто используют в инновационных дизайнерских направлениях. Он подчеркивает строгость линий и конструктивизм, акцентирует внимание на контрастах.

Сфера применения холодных источников света: склады, магазины бытовой техники, медицинские учреждения, офисы, учебные заведения, стадионы и автозаправки

В быту он может использоваться в гардеробной или ванной комнате – для быстрого пробуждения. В интерьере гостиной, кухни холодный тон применяют аккуратно, иначе можно получить эффект «больничной палаты».

Группа #3 – нейтральный свет лампочек

Лампы с цветовым диапазоном 3200-4500 К подходят для различных помещений в доме. Это может быть основное освещение гостиной, коридора, детской комнаты, обеденной зоны или кухни.

Нейтральный свет незаменим возле туалетного столика, в прихожей – где принято одеваться и создавать образ перед выходом.

Свечение не искажает оттенки окружающих объектов, практически не отображается на настроении человека, не изменяет визуальное восприятие интерьерной композиции

Кроме оформления жилого пространства, лампы нейтрального цвета подходят для общественных зданий, учебных залов, классов. Нейтральное освещение не создает нагрузку для глаз, поэтому часто используется в офисах.

Приемы комбинирования светильников

Сочетание в одной комнате источников света различной температуры свечения крайне нежелательно. В одну люстру не рекомендуют вкручивать лампы холодного и теплого цвета или использовать их комбинацию в точечной подсветке ограниченного пространства.

Несмотря на обозначенное табу, дизайнеры выделяют 4 варианта, когда комбинирование тонов возможно:

  1. Различные цветовые температуры задействованы отдельно в доминирующем и акцентном свете. Подойдут точечные светильники другого тона. Такая подсветка предназначена для подчеркивания деталей интерьера: красивой картины, текстуры стеновой отделки и пр.
  2. Световое зонирование пространства. Этот прием подходит кухонь-студий, открытых офисов. Лампы с холодным, теплым или нейтральным светом размещают в отдельных функциональных зонах. Важно соблюдать правило минимального соприкосновения контрастных лучей.
  3. Допустима комбинация теплых и холодных тонов с универсальным светом.
  4. Реализация схем освещения. Разработка проекта требует грамотного подхода. Все сценарии должны быть автономными – лампы определенной группы цвета включаются по отдельности.

Последний вариант используют чаще всего. Например, в спальне основной свет делают теплым, а подсветку у туалетного столика – нейтральной.

Пример комбинированного освещения в гостиной. Основной нейтральный свет исходит от центральной люстры, дополнительно предусмотрена ленточная теплая подсветка – ее включают вечером для создания расслабляющей атмосферы

Отдельно предусмотрено холодное освещение фотографий. В дизайне гостиной потоки света различной цветовой температуры не пересекаются.

В чем измеряют цветовую температуру?

Данное понятие относится к физике. Учёные давно установили, что каждый цвет имеет свою «температуру», которая измеряется в Кельвинах (К). Этот параметр указывают на упаковках ламп. Нулём цветовой температуры (0 Кельвинов) обладает абсолютно чёрный цвет (черное тело).

  • Тёмно-красный оттенок приобретет абсолютно чёрное тело, если его нагреть до температуры 800 К (что соответствует 527°С).
  • Ярко-красный цвет соответствует температуре 1300 К (или 1027°С). В реальной жизни данное явление можно наблюдать при нагревании некоторых металлов.
  • Оранжевый цвет — 2000 К (или 1727°С). Такой свет даёт свеча или раскаленные угли.
  • Жёлтый цвет — 2500 К (или 2227°С). Его можно наблюдать при восходе солнца.
  • Белый цвет — 5500 К (или 5227°С). Он соответствует цвету солнца в полдень.
  • Голубой цвет — 9000 К (или 8727°С). Это цвет термоядерной реакции, которую в жизни увидеть практически невозможно.

Факт № 1. Как видим, на самом деле те цвета, которые в быту считаются «холодными» (белый, голубой), получаются от максимально горячих тел.

Стоит заметить, что лампы не нагреваются до таких температур, а величина в Кельвинах — сравнительный условный показатель.

Как это работает в обычной жизни?

Данный температурный принцип работает при производстве источников света и их выборе для применения в интерьерах. Все лампы имеют определённую температуру.

При выборе источников света необходимо знать, какая температура соответствует тому или иному оттенку. Для некоторых зон в интерьере дизайнеры рекомендуют применять лампы соответствующей цветовой температуры.

Цветовая температура, K Оттенок Применение
2500–3000 Тёплый оранжевый Уютная вечерняя атмосфера в спальне, гостиной. Освещение обеденного стола. Торшеры, бра, прикроватные светильники.
3000–4000 Тёплый желтоватый Комфортный и расслабляющий свет для жилых комнат. Чаще всего такую температуру используют в лампах люстр и настенных светильников.
4000–5000 Нейтральный белый Дневной свет для жилых комнат, кухни, рабочих мест офисов, уголков для чтения. Подходит для потолочных и подвесных светильников.
5000–6500 Голубоватый Такую цветовую температуру не используют в доме. Чаще применяют в ювелирных магазинах, музеях.

Факт № 2. Для определённых зон в доме или квартире, а также под конкретные ситуации (для гостиной — приём гостей, романтический ужин и т. д.) подбирают источники света с наиболее комфортным оттенком и соответствующей цветовой температурой.

Цветовая температура источника света и её восприятие

Комбинируя источники освещения с разной температурой в пределах одного помещения, можно изменять цветовое восприятие предметов в интерьере. Но не увлекайтесь! Важно следить за гармоничностью цветов, так как в противном случае может получиться «цветовая дискотека», которая будет раздражать глаза. Да и неудачное решение покажет вкус хозяина квартиры не с лучшей стороны.

  • Красный цвет можно смягчить за счет тёплого оранжевого оттенка света (2500–3000 К).
  • Оранжевый цвет (интенсивный) превращается в нежный и пастельный с помощью тёплого желтоватого оттенка (3000–4000 К).
  • Жёлтый цвет станет серым и невыразительным, если использовать лампы с голубоватым оттенком (5000–6500 К).
  • Зелёный цвет можно смягчить до салатового посредством тёплого оранжевого света или придать оттенок морской волны, использовав яркий голубоватый свет.
  • Синий цвет наиболее адекватно смогут передать источники света нейтрального белого оттенка.
  • Фиолетовый цвет при желтоватом оттенке освещения превратится в красный, поэтому его освещают с высокими показателями цветовой температуры.

Совершив ошибку при выборе лампы определенной цветовой температуры, вы можете существенно изменить цветовое восприятие интерьера.

Факт № 3. Наши глаза различают около 10 млн. различных оттенков, поэтому от освещения напрямую зависит, как мы будем воспринимать цвет предметов интерьера.

Что такое индекс цветопередачи?

Свет может изменять яркость и насыщенность цветов в помещении. Такое явление называют метамеризмом.

Каждая лампа обладает определенной цветопередачей, которая на упаковке обозначается индексом Ra (или CRl). Данный параметр источника определяется его способностью максимально точно передавать цвета освещаемого объекта. Лучшего результата вы добьетесь, используя лампы с индексом цветопередачи от 80 Ra и выше. Это позволит всем цветам интерьера выглядеть наиболее естественно.

Характеристика Коэффициент Примеры ламп
Эталон 99–100 Лампы накаливания, галогенные лампы
Очень хорошая Более 90 Люминесцентные лампы с пятикомпонентным люминофором, Лампы МГЛ (металогалогенные), современные светодиодные лампы
Очень хорошая 80–89 Люминесцентные лампы с трехкомпонентным люминофором, светодиодные лампы
Хорошая 70–79 Люминесцентные лампы ЛБЦ, ЛДЦ, светодиодные лампы
Хорошая 60–69 Люминесцентные лампы ЛД, ЛБ, светодиодные лампы
Посредственная 40–59 Лампы ДРЛ (ртутные), НЛВД с улучшенной цветопередачей
Плохая Менее 39 Лампы ДНат (натриевые)

Факт № 4. Различные типы ламп, обладая одинаковой цветовой температурой, могут передавать цвета по-разному. Индекс цветопередачи определяет степень отклонения цвета предметов интерьера от его настоящего при освещении той или иной лампой.

Какие лампы наиболее приближены по спектру излучения к дневному свету?

В компанию «СТК Системы освещения» обратился клиент с запросом относительно ламп наиболее приближенных по спектру к дневному свету. На первый взгляд в самом вопросе кроется ответ — так называемые «лампы дневного света». Однако, давайте разберемся в этом вопросе более детально.

Что такое спектр излучения? Это энергия излучаемая источниками, в том числе источниками света, в различных диапазонах, длинах волн. Длина волн определяется в нанометрах, нм. Илучение энергии световыми приборами называют также оптическим излучением. Диапазон длин волн включает в себя воспринимаемый человеческим глазом видимый диапазон и два смежных: инфракрасный и ультрафиолетовый.

Видимое излучение определяется в диапазоне 380-780 нм. Ультрафиолетовое излучение имеет 3 диапазона: УФ-С 100-280 нм, УФ-В 280-315 нм, УФ-А 315-380 нм. Инфракрасное излучение имеет длину волн свыше 780 нм.
Самое вредоносное для человека УФ-С, хотя, при этом оно обладает бактерицидным эффектом. Лампы УФ-С используются в медучреждениях для обеззараживания помещений. УФ-В вырабатывает витамин Д, а УФ-А придает коже загар. При этом в неумеренных дозах они также опасны для человека. Поэтому и придумали солнцезащитные средства с УФ-А и УФ-В фильтрами.
Обычно, в лампах, используемых в помещениях, за исключением специальных, также есть УФ-фильтры для предотвращения вредного воздействия на кожу человека.
Солнце — естественный источник оптического излучения. Однако спектр такого излучения не постоянен. Состав спектра может меняться в зависимости от времени суток, времени года, местности. Именно поэтому точно определить спектр солнечного света невозможно. Для каждого случая он свой.
Конечно, солнечный или дневной свет всеже имеет более-менее определенный спектральный состав. В сети Интернет можно встретить несколько иллюстраций спектра солнечного света.

Недостаток этих картинок в ограниченности диапазонов 400-700 нм. Нет ни ультрафиолетовых диапазонов, которые как вам известно присутствуют в солнечном свете. Иначе, как бы мы с вами загорали, сгорали и зачем мазались бы солнцезащитными кремами.

В этой картинке уже больше правды. Слева — спектр солнечного света. Справа — спектр ламп дневного света.

Не знаю какие именно лампы дневного света брались за основу и откуда получена данная информация, но она отчасти совпадает с данными PHILIPS.
Как видите, спектр люминесцентных ламп отчасти повторяет спектр солнца, но солнечный спектр более ровный и насыщенный.

Примерно такая же ситуация и с газоразрядными лампами. Спектр некоторых из них распространяется на все видимые диапазоны и отчасти захватывает смежные ултрафиолетовый и инфракрасный.

Почему вопросу соответствия спектра искуственных источников света с естественным солнечным уделяется много внимания? Исследования в области физиологии человека доказали влияние спектрального состава света на жизнедеятельность и показатели нашего организма.

Именно поэтому нашему клиенту после проведения аттестации рабочих мест в помещениях без естественного освещения были предложены следующие мероприятия: использовать газоразрядные источники света со спектральным составом, близким к спектру естественного света; для компенсации ультрафиолетовой недостаточности предусматривать использование ультрафиолетовых облучательных установок длительного действия(совмещенных с осветительными установками).

С.Исполатов
СТК Системы освещения.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *