Индекс цветопередачи светодиодных ламп: понятие и сравнение с другими видами ламп

Индекс цветопередачи и другие характеристики светодиодных ламп

До недавнего времени основными источниками искусственного освещения выступали лампы накаливания. Они излучают мягкий, комфортный для глаз свет, но при этом не могут похвастаться высокой энергоэффективностью. КПД стандартной лампочки составляет 3–5%, т. е. основная часть потребляемого электричества перерабатывается в тепловую энергию, а не свет. Светодиоды устранили эти недостатки использования осветительных приборов. Их КПД достигает 80%, что позволило существенно сократить расходы на освещение. Это достоинство обеспечило LED-приборам широкое применение в бытовых и промышленных целях.

Классификация LED-лампочек

Существует несколько классификаций светодиодных ламп. Для разделения этих осветительных приборов на виды используют следующие параметры:

  • область применения (для внутреннего освещения жилых или офисных помещений, для уличных прожекторов, для подсветки взрывоопасных объектов);
  • тип колбы (шар, полусфера, спираль, свеча, капля, трубка);
  • свойства излучаемого цвета.

Кроме этого, LED-лампы бывают прозрачными, матовыми или зеркальными. Такой ассортимент позволяет подобрать источник света с высоким КПД для осветительных приборов любого типа и назначения.

Разновидности и особенности LED-осветителей

Светодиоды поставляются в упаковках с детальным описанием, отображающим основные технические характеристики светодиодных ламп, такие как:

  • класс энергоэффективности;
  • срок службы;
  • мощность;
  • диапазон температур окружающей среды (при какой температуре работают);
  • тип цоколя;
  • величина светового потока;
  • цветовая температура (цветопередача);
  • коэффициент пульсации (выраженность мерцания).

Все современные светодиодные лампочки представляют собой осветительные приспособления с высоким показателем энергоэффективности категории «А» («А+», «А++»). Это означает, что для получения максимально яркого светового потока LED-устройству требуется минимально возможное количество электроэнергии. Причем производители предлагают лампы, работающие при температурах от -35˚C до +90˚C, что также отображается на упаковке. Эти особенности являются главными достоинствами LED-изделий.

При соблюдении рекомендованных производителем условий эксплуатации срок службы основной массы светодиодов достигает 50 тыс. часов непрерывной работы. Мощность лампочки исчисляется в Ваттах (Вт). Значения этого параметра находятся в диапазоне 1–25 Вт, где 1 обозначают самые тусклые источники света, а 25 — самые яркие.

Помимо основных технических показателей на упаковке светодиодных излучателей указывают степени защиты изделия от влаги и пыли, а также уровень напряжения питания, который у большинства ламп составляет 12 или 220 В. Некоторые приборы китайского производства функционируют от напряжения в 110 В.

Цоколь

Для обозначения формы и размера цоколя светодиодов используется следующая маркировка:

  • E14/ E27 (цоколи Эдисона). Стандартное резьбовое исполнение, применяемое в большинстве бытовых ламп. Цифровое обозначение указывает на диметр цоколя 14 и 27 мм, соответственно.
  • GU. Двухштыковые цоколи с уплотненными штырьками. Устанавливаются на лампах для декоративных встроенных светильников акцентного типа. Метка GU употребляется вместе с цифровой составляющей, которая обозначает расстояние между штырьками. GU10 является наиболее распространенным цоколем этой формы.
  • GU5.3. Разработан специально для LED-ламп, призванных заменить галогенные аппараты для освещения.
  • G. Эта категория штырьковых цоколей используется при сборке ламп для люминесцентных изделий. Цифровая метка при букве G указывает на расстояние между контактами.

Разнообразие цоколей позволяет заменить источники света устаревших модификаций на новые, энергосберегающие приборы.

Световой поток

Характеристика яркости светодиодной лампы измеряется в люменах (лм). До появления светодиодов интенсивность свечения лампочки отождествляли с ее мощностью в Ваттах. Поскольку светодиодные осветители продуцируют световой поток, потребляя в 7–10 раз меньше электроэнергии, чем лампы накаливания, для обозначения яркости LED-устройств ввели новую характеристику — световой поток. На упаковках люмены приводятся в привязке к Ваттам. В зависимости от производителя яркость ламп составляет от 70 лм/Вт (тусклые) до 190 лм/Вт (самые яркие).

Угол направленности светового потока определяет степень рассеивания свечения в пространстве. Этот показатель измеряется в градусах, зависит от конструкции излучателя. Шаровидные лампы без абажура равномерно распределяют свет во все стороны, в то время как источники света с фокусирующими линзами дают узконаправленный луч, освещающий только конкретный предмет.

Читайте также:
Герметик для рулевой рейки: функции, виды и применение

Цветовая температура

Определяет оттенок свечения, измеряется в градусах Кельвина, диапазон которых включает значения от 1500° до 8000°. При составлении градуации бралась температура, до которой необходимо нагреть абстрактное, абсолютно черное тело, чтобы оно начало излучать свет определенного цвета.

Различают три вида цветовой температуры:

  1. Теплая, как свет от обычной лампы накаливания.
  2. Нейтральная (белая), эталоном которой является дневной свет.
  3. Холодная, для которой характерен голубоватый оттенок свечения.

Ниже представлена шкала Кельвина, схематическая таблица.

Оттенок излучаемого лампой света определяет восприятие человеком цвета освещаемого предмета. Далее на рисунке приведено пространство световых температур.

При равном КПД и потреблении электроэнергии лампы могут совершенно по-разному передавать цвета объектов. Для измерения визуального изменения цвета в зависимости от освещенности используют коэффициент цветопередачи. Индекс цветопередачи светодиодных ламп (CRI) выступает индикатором того, насколько естественно будет выглядеть объект в свете конкретного леда. Индекс измеряется в единицах, обозначаемых символом Ra. Индекс включает значения от 0 до 100 Ra, где 0 — плохая передача цвета, а 100 — максимально натуральная. Цветопередача теплых ламп составляет порядка 90–100 Ra. Холодные LED передают цветовую палитру хуже всего, у них значения индекса не превышают 80 Ra. Наиболее комфортными для глаз считаются леды со значением CRI 80–100 Ra в температурном диапазоне 2500–3500˚К.

Мерцание

Периодические колебания интенсивности светового потока приводят к возникновению специфического мерцания, которое называют пульсацией светодиодных ламп. Для обозначения степени мерцания излучателя ввели коэффициент пульсации, измеряемый в процентах. Он рассчитывается по формуле:

Кп= (Lmax – Lmin ) / L0,

где Кп — коэффициент пульсации, Lmax и Lmin — максимальное и минимальное значения интенсивности светового потока, а L0 — его средний показатель.

Излучатели с высоким коэффициентом пульсации перегружают зрение, вызывают сухость глаз, а также негативно влияют на нервную систему человека. Длительное использование таких осветительных приборов приводит к мигреням и хроническим заболеваниям глаз, поэтому стоит отдавать предпочтение лампам с наименьшими коэффициентами.

Изначально LED-устройства для освещения имели заметное мерцание и высокие показатели коэффициента пульсации. Эти недостатки устранили посредством установки драйвера, который стабилизирует подачу тока к излучателю. Добросовестные производители оснащают свою LED-продукцию качественными драйверами, поэтому у них показатели мерцания не превышают 4%. Некачественные лампочки характеризуются пульсацией в пределах 20–50%.

Важные аспекты

При выборе светодиодных ламп для дома необходимо уделить внимание калибру и типу цоколя, а также размеру колбы. Перед покупкой стоит измерить плафон осветительного прибора или вовсе взять его с собой, чтобы избежать приобретения неподходящей по размеру лампочки.

Для ламп, используемых в бытовых целях, стоит выбирать устройства с индексом передачи цвета CRI более 80 Ra при цветовой температуре 2500–3500˚К (теплый белый). Наилучшее рассеивание света обеспечивают источники с углом рассеивания потока 150–170˚. Их лучше всего использовать для потолочных осветительных приборов. Для декоративной или точечной подсветки целесообразнее приобретать устройства с углом направленности светового потока до 40˚.

Некоторые лампы оснащены регуляторами интенсивности свечения. Такие устройства стоят дороже обычных LED-приборов, но обладают несколькими достоинствами:

  • возможность менять яркость подсветки в помещении;
  • более качественное исполнение изделия;
  • высокий КПД;
  • увеличенный срок эксплуатации.

Недостатки настраиваемых ламп:

  • дороговизна;
  • ограничения по сфере применения.

Опираясь на приведенные в статье сведения, каждый сможет подобрать лед, который не только позволит сократить траты на электроэнергию, но и обеспечит комфортную подсветку помещению любого назначения.

Видео по теме

Что такое коэффициент светодиодных ламп — спектр света и его влияние на человека

Популярность светодиодных ламп привела к возникновению различных вопросов относительно особенностей их функционирования. Есть много слухов и домыслов о воздействии светодиодов на человека.

  1. Свет, его спектры и влияние на людей
  2. Индекс цветопередачи
  3. Расчет качества
  4. Рекомендуемые значения
  5. Сложности в измерении
  6. Альтернативные варианты оценки
  7. Сравнение значения индексов и фактического света
  8. Другие источники освещения
  9. Влияние на людей
Читайте также:
Гортензия в Сибири: сорта, посадка и уход

Свет, его спектры и влияние на людей

Спектр излучения светодиодных ламп

Свет является видимым излучением, выступающим в роли единственного раздражителя глаза, который приводит к зрительным ощущениям, обеспечивающим визуальное восприятие мира. На сетчатке глаза возникают изображения и формируются зрительные образы. Кроме этого, свет способствует осуществлению других важных реакций, обладающих рефлекторным и гуморальным характером.

Падение света на орган зрения вызывает импульсы, распространяющиеся по зрительному нерву до оптической области больших полушарий головного мозга. Зависимо от интенсивности происходит возбуждение или угнетение центральной нервной системы, при этом перестраивается физиологическая и психическая реакции, меняется общий тонус организма и поддерживается деятельное состояние.

Индекс цветопередачи

Индекс цветопередачи ламп

В плане влияния на человека и качества освещения важно значение CRI светодиода. Сolour Rendering Index, также известный как индекс цветопередачи – это параметр, характеризирующий, насколько соответствует естественному цвету тела видимый цвет при освещении используемым источником тепла. Рассчитывается его значение как среднее для восьми цветов, которые обозначаются от R1 до R8.

Отдельного внимания заслуживает красный цвет. Он обозначается R9. Указывается далеко не всегда. Значение R9 влияет на качество передачи тона человеческой кожи. Красный оттенок очень тонко воспринимается человеческим глазом. Заметны даже самые небольшие отклонения. Если освещение некачественное, человеческий глаз сразу всё замечает: все дефекты, например, прыщи и бледность. Поэтому проверка по R9 проводится для получения более точного результата.

Расчет качества

Индекс цветопередачи для светодиодных ламп необходим, чтобы определять качество источника света в процессе его создания. Для расчета значения индекса используют специальную проверочную таблицу. Она имеет восемь стандартизированных цветов, все блеклые и ненасыщенные.

Измеряют значение параметра для каждого цвета. Эти замеры позволяют узнать, как будут передаваться цвета под конкретным светильником. Для замеров используется эталонный свет. Затем полученную информацию сравнивают, используя методику Международной комиссии освещения, и получают сведения о степени отклонения от эталона.

Рекомендуемые значения

Яблоко при разном освещении

Максимальное значение CRI равно 100. Но стремиться к такому показателю нужно не всегда. Разные типы ламп обладают отличающимися значениями индекса. Одни подходят для помещений, в которых проводятся точные работы. Другие подойдут для складских построек. Витрины магазинов, торгующие тканями или отделочными материалами, должны корректно передавать палитры. Такие же требования для выставок в музеях. В таком случае значение параметра должно колебаться в диапазоне от 90 до 100.

В помещениях, где важно, чтобы был комфортный свет для глаз, а отображение насыщенности роли не играет, допустимым считается диапазон индекса цветопередачи от 70 до 90. Цветопередача у светодиодных ламп в подавляющем большинстве случаев находится именно в этом диапазоне. Достичь лучшего результата возможно, но это приводит к существенному повышению цены конечного изделия. Когда диод применяется в жилых, учебных, офисных и медицинских помещениях, диапазона 70-90 хватает с лихвой.

Эталоном считается солнечный свет северного полушария и свет вольфрамовой лампочки. Значение цветопередачи для них равно 100. Но и здесь есть свои подводные камни. Например, если измерить свечение солнца в северном полушарии, можно заметить, что оно хуже передаёт красные оттенки. У вольфрамовой лампочки есть проблема с синим спектром.

Сложности в измерении

Несмотря на кажущуюся логичность, коэффициент CRI сложно назвать идеалом. Проверки показывают, что у белых светодиодов существуют проблемы с R9 — некорректно отображается красная область спектра. Поэтому в 2007 году международная комиссия признала, что использовать индекс цветопередачи светодиодных ламп не корректно по отношению к светодиодам.

Источники света могут обладать одинаковым параметром индекса. Однако визуальная оценка отображения цвета будет сильно отличаться. Из-за большого количества различных источников искусственного освещения возникла потребность в более тщательной проверке осуществляемой цветопередачи. Хотя СRI до сих пор является основным обязательным параметром, который используется во время оценки качества света, уже предлагаются альтернативные варианты. К таковым относится CQS и ТМ-30.

Читайте также:
Виниловый сайдинг для наружной отделки дома: выбор и монтаж

Альтернативные варианты оценки

Символика CQS используется для обозначения шкалы качества цвета, в котором используется 15 насыщенных цветов. В отличие от CRI, для расчетов применяют другую формулу. Например, в случае с индексом цветопередачи светодиоды, у которых есть провалы в красном спектре, могли оставаться с большим итоговым показателем. CQS такую возможность ликвидировал. Значение индекса рассчитывается как корень суммы квадратов изменений по каждому цвету. Поэтому недостатки даже одного сильно влияют на конечное значение. Но и эта методика имеет свои минусы, ведь она не до конца учитывает тон и насыщенность цветов.

Сравнение значения индексов и фактического света

Влияние спектра света на цветопередачу

Если используется хорошая лампочка, все три упомянутых коэффициента будет совпадать. Но у некачественных товаров можно наблюдать расхождения. Связано это с тем, что «очень хитрые» производители изготавливают люминофор таким образом, чтобы акцент уходил на 8 главных оттенков, используемых для сравнения. Все остальные просто не учитываются. Но человеческий глаз всегда замечает такие подделки.

Важно проверять лампочки, особенно когда речь идёт о приобретении в детскую комнату. Когда что-то появляется впервые в жизни, это воспринимается как норма. И потом переучиться становится сложно.

Другие источники освещения

Измеряться должны все используемые лампы. Получаются следующие значения:

  1. Лампы накаливания. Обладают близкой к солнечной цветопередаче. По шкале CRI их значение равно 100. Но визуально наблюдается смещение к области теплых оттенков.
  2. Галогенные лампы. Цветопередача близка к значению вольфрамовых лампочек, поэтому, наблюдается большой световой поток.
  3. Натриевые лампочки. Светильники обеспечивают довольно низкое отображение цветов. Значение индекса колеблется около 40.
  4. Дуговые ртутные люминесцентные лампы. По своим значениям находятся около натриевых. Преобладает синий спектр, поэтому, ДРЛ не используют для выращивания растений.
  5. Люминесцентные лампочки. Диапазон изменений может колебаться в существенных границах: от 60 до 90. Точное значение зависит от используемого люминофора.

Светодиодные лампочки занимают промежуточное положение с показателями в 70-90 по шкале CRI.

Влияние на людей

Следует знать, как могут повлиять на людей светодиодный лампочки:

  • Основное количество потребляемой мощности идёт на световое излучение. Остальная энергия уходит на нагрев, но её значение настолько невелико, что лед не растает за несколько минут, если его поднести впритык. Поэтому опасаться ожогов не нужно.
  • Светодиодные лампочки не содержат в себе тяжелых металлов, радиоактивных элементов или токсических веществ.

В случае повреждения светодиодные лампы принесут для человеческого здоровья меньше вреда, чем все другие возможные варианты. Поэтому лучше зависеть от такого источника освещения, нежели от других более опасных ламп.

CRI: у меня для вас плохие новости

Все, кто разбирался с качеством света светодиодных ламп и все, кто читал мои статьи о светодиодных лампах, знают о таком параметре, как индекс цветопередачи (CRI, он же Ra). Считается, что у качественного света для жилых помещений CRI должен быть не меньше 80.

Недавно я столкнулся с лампой, CRI у которой был вполне приличным — 83.4, но она давала очень неприятный зеленоватый свет.

Я попытался разобраться, что с ней не так.

Индекс цветопередачи или colour rendering index — CRI (ru.wikipedia.org/wiki/Индекс_цветопередачи) — параметр, характеризующий уровень соответствия естественного цвета тела видимому (кажущемуся) цвету этого тела при освещении его данным источником света был предложен в 1965 году.

CRI — это средний уровень передачи восьми цветов R1-R8.

Иногда, помимо CRI, указывается и измеряется индекс передачи красного цвета R9. Этот индекс влияет на качество передачи тона человеческой кожи. На lamptest.ru измеренный индекс R9 указан в карточке каждой лампы.

Читайте также:
В чем удобно хранить семена: самые лучшие варианты

Ещё в 2007 году Международная комиссия по освещению отметила, что «…индекс цветопередачи, обычно неприменим для прогнозирования параметров цветопередачи набора источников света, если в этот набор входят светодиоды белого цвета», однако так вышло, что все производители светодиодных ламп используют именно CRI.

В 2010 году, для более точной оценки качества передачи цвета, была разработана методика Color Quality Scale (CQS), оценивающая качество света по пятнадцати цветам.

В 2015 года был разработан стандарт ТМ-30-15, который оценивает качество света по 99 цветам.

У хороших ламп значения всех трёх индексов приблизительно равны.

А теперь вернёмся к лампе Gauss 207707102 190Lm 2W 2700K G4 12V, из-за которой я и затеял всё это исследование. Её цветовые индексы выглядят удивительно.

Значение CRI достаточно высокое — 83.4, TM30 Rf — 84.3, а вот CQS очень низкий — 35.8. Похоже, хитрый китаец намешал люминофор так, чтобы хорошо передавались именно те 8 цветов, которые учитываются при измерении CRI. Удивительно, что результат вроде как самого продвинутого индекса TM30 также оказался высоким.

Замечу, что из всех 1244 ламп, параметры которых я измерял, только у одной оказался такой низкий уровень индекса CQS. Даже у самых плохих безымянных китайских лампочек с CRI 60, CQS составляет не менее 50.

Я начал изучать значения CQS у ламп и выяснил, что встречается довольно много ламп, у которых CRI больше 80, а значение CQS составляет чуть выше 70, но свет таких ламп визуально вполне комфортный. А вот у некоторых ламп с CRI больше 80, CQS оказался около 60 и свет таких ламп визуально зеленоватый или желтоватый.

Возникает вопрос, что с этим всем делать. Наверное придётся добавлять на lamptest значение CQS и учитывать его при расчёте итоговой оценки ламп, чтобы не могло получится, что лампа с высоким CRI, но некомфортным светом получала высокую оценку.

1. PHP-программиста, готового помочь с доработкой сайта.

2. Помощников, готовых заниматься покупкой и возвратом ламп в магазинах.

3. Лаборатории с фотометрическим шаром, готовые бесплатно измерить световой поток десятка моих образцов (для подтверждения точности моих измерений).

4. Человека, делавшего формулу расчёта оценки качества ламп в Excel (всё перелопатил, не могу найти контакты).

Что такое индекс цветопередачи и как он измеряется

При всем разнообразии современных источников света в быту и освещении помещений лидирующими являются светодиоды и люминесцентные лампы, у них основной проблемой и темой для обсуждений является не энергосбережение, а индекс цветопередачи и качество света. Это такой параметр, который в большей мере определяет комфорт при работе под искусственным светом. В этой статье мы поговорим о том, что такое индекс цветопередачи, каким он должен быть и как измеряется.

Определение и историческая справка

Индекс цветопередачи – это величина, полученная из отношения реального цвета к видимому или кажущемуся цвету предметов. Иначе говоря, он показывает насколько цвета предметов, освещенных искусственным источником света, соответствует истине. Его обозначают как Ra или CRI, сокращенно от англ. Color Rendering Index, что в дословном переводе звучит, как «Индекс отображения цветов».

CRI – это лишь одна из методик определения цветопередачи. Она обязательна для проверки источников света всеми производителями. Это определение появилось примерно в 1960–1970 годах. До 1974 года проверка цветопередачи осуществлялась путем сравнения набора из 8 цветов, после было добавлено еще 6 дополнительных. В итоге при измерении индекса (коэффициента) цветопередачи используют 8 или 14 цветов, они указаны в DIN 6169.

При этом обязательная проверка заключается в сравнении первых 8 цветов спектра, сравнение 14 цветов осуществляется в случае необходимости или в специальных целях, но при расчетах индекса они не учитываются.

Читайте также:
Водопроводные трубы: видео-инструкция по монтажу своими руками, какими лучше сделать водопровод, диаметр, цена, фото

Измерение индекса цветопередачи

Измеряют индекс цветопередачи при разработке источников света. Для этого исследуемым источником света освещают на шаблон или поверочную таблицу, на которой нанесены стандартизированные цвета R1–R8.

Далее, специальными приборами замеряется значение цвета. Так получают информацию о том, как выглядят цвета под конкретным источником.

Следующий этап – освещение поверочного шаблона эталонным источником света и снятие показаний с приборов для определения цветов.

После полученные данные обрабатываются по методике CIE и получают отклонение полученных цветов от эталонных.

Цвета обозначаются как Ri, где i – номер цвета. Их названия:

  • R1 – увядшая роза.
  • R2 – горчичный.
  • R3 – салатовый.
  • R4 – светло-зеленый.
  • R5 – бирюзовый.
  • R6 – небесно-голубой.
  • R7 – фиолетовая астра.
  • R8 – сиреневый.

В результате получают цифру от 0 до 100. Индекс цветопередачи равный 100 имеет солнечный свет. Чем меньше полученное значение, тем хуже передаются цвета. Полученные значения можно разбить на степени, указанные в таблице ниже.

Характеристика цветопередачи Степень цветопередачи Коэффициент цветопередачи
Очень хорошая Более 90
Очень хорошая 80–89
Хорошая 70–79
Хорошая 60–69
Посредственная 3 40–59
Плохая 4 Менее 39

Также иногда добавляю в оценку 9 цвет – насыщенный красный.

DIN 5035 описывает, где можно использовать лампы с определенным уровнем цветопередачи:

Степень цветопередачи Где используют
В помещениях, где требуется высокая точность цветопередачи. Это музеи, полиграфии, автопокрасочные мастерские, художественные мастерские и пр.
Школы, спортивные объекты, административные здания и промышленные объекты.
3 В помещениях, где нет особых требований к цветопередаче, например, в тяжелой промышленности.
4 Внутри помещений не используются, кроме натриевых ламп высокого давления (Ra=20),

В DIN EN 12464-1 определены типы помещений и требуемых индексах цветопередачи, а также СНиП 23-05-95 в приложениях в качестве рекомендаций.

Проблемы CRI и его аналоги

CRI не всегда дает точные показания, дело в том, что изначально он разрабатывался под источники света с непрерывным спектром. Речь идет о спектральном составе белого света, в нем содержится определенный набор цветов, которые в результате дают белое свечение с определенным оттенком (цветовой температурой).

Спектральный состав света – набор излучений различных длин волн (цветов) в световом потоке. По спектральному составу можно определить степень излучения того или иного цвета.

Когда источник света в своем спектральном составе содержит все видимые длины волн, тогда такой спектр называют непрерывным. Пример:

  • солнечный свет;
  • лампы накаливания;
  • галогенные лампы.

От полноты спектрального состава зависит и соответствие видимых цветов реальным. Но не все лампы излучают в полном спектре.

У люминесцентных ламп так называемый рваный спектр. Он состоит из отдельных пиков в области различных длин волн. Если вспомнить о том, что мы сказали выше, то CRI не совсем корректно отражает индекс цветопередачи таких светильников.

Справка: В 2007 году Международная комиссия по освещению отметила, что «…индекс цветопередачи, разработанный комиссией[3], обычно неприменим для прогнозирования параметров цветопередачи набора источников света, если в этот набор входят светодиоды белого цвета».

Поэтому для повышения точности измерений светового потока в 2010 году разработали методику CQS, что расшифровывается, как Colour Quality Scale, или рус. Шкала качества цвета. Но и это не дало полноценной оценки качества источников света, потому что в ней не учитывалась насыщенность и тон освещаемых предметов.

И в 2015 году появился ТМ-30-15 – это стандарт, который учитывает больше параметров, а именно, кроме шаблонов, в оценке принимают участие тон, насыщенность и встречающиеся в быту предметы.

Однако ни в одной стране, на момент написания статьи, TM-30-15 не является обязательным для выполнения, но это не мешает уважающим себя производителям проверять продукцию и таким образом.

Читайте также:
Акустическая ткань: звукопрозрачная ткань для музыкальных колонок. Чем заменить материал для акустики?

Зачастую при проверке значения по шкалам CQS и CRI выдают примерно одинаковые результаты, однако, происходит и так, что по TM-30-15 результаты оказываются ниже нормы. Пример измерения плохой цветопередачи светодиодной лампы описан в статье от независимых экспертов: https://geektimes.com/company/lamptest/blog/285034/

Скорее всего, причиной такого результата стал люминофор, специально подобранный для прохождения обязательных тестов, но все равно не обеспечивает нормальной цветопередачи.

Индекс цветопередачи различных типов ламп

Далее мы рассмотрим типовые индексы цветопередачи разных ламп. Индекс зависит от принципа действия и конструкции, а также используемых компонентов светильника. Как уже было сказано, за эталон принимается солнечный свет.

Лампы накаливания

Классические лампы накаливания, хоть и запрещены для использования в большинстве стран по причине их низкого КПД, но они имеют приближенную к солнечному свету цветопередачу, она близка к 100. Имеют выраженный сдвиг в область теплых цветов и ИК-диапазона.

Галогенные лампы

Галогенные лампы дают больший световой поток при том же потреблении мощности, что и лампы накаливания. При этом их цветопередача приблизительно на одинаковом уровне.

Натриевые лампы

Натриевые лампочки мало используются для освещения помещений, где работают люди. Это объясняется как техническими моментами, например, гудящий дроссель, долгий розжиг, так и низким индексом цветопередачи – 40 Ra. Натриевые лампы высокого давления, или ДНаТ используют для освещения больших площадей. Например, в уличном освещении, на фонарных столбах и прожекторах. Такое применение объясняется высоким световым потоком (150 Лм/Вт) и длительным сроком службы, более 25000 часов. Они относятся к газоразрядным источникам света. Имеют рваный спектр, с преобладанием красно-оранжевых тонов.

Тем не менее их используют и для выращивания растений в теплицах и гидропонных системах, благодаря их спектру. Промышленностью выпускаются специальные натриевые лампы для растений, в них выражены необходимые для их роста пики в световом спектре.

Дуговые ртутные лампы или ДРЛ, по сфере использования подобны ДНаТу, за исключением освещения растений. Имеют срок службы около 10000 часов и высокий световой поток в 70–95 Лм/Вт, а их индекс цветопередачи до 40 Ra. Также у них рваный спектральный состав со смещением в область синего цвета и ультрафиолета.

Люминесцентные лампы

Люминесцентные лампы трубчатого типа и компактные люминесцентные лампы имели особую популярность до выхода на рынок дешевой светодиодной продукцией. Основным недостатком является необходимости применения пускорегулирующей аппаратуры, а также рваный спектральный состав света, обычно смещенный в область холодных цветов, но в зависимости от люминофора могут и излучать нейтральный и теплый свет.

Индекс цветопередачи люминесцентных ламп сильно зависит от состава люминофора, изменяется от 60 до 90 и более Ra.

  • для трехкомпонентного люминофора – 80Ra и более;

  • для пятикомпонентного люминофора – 90Ra.

Светодиодные лампы

Как уже было, сказано индекс цветопередачи светодиодных ламп зависит от состава люминофора, которым покрыты кристаллы светодиодов. Индекс лежит в пределах от 80 Ra, хорошим результатом является 90 Ra. Их используют в помещениях любого типа, насколько это позволяют конструктивные особенности.

Заключение

При выборе источника света нужно особое внимание уделить индексу цветопередачи, поскольку от него зависит точность восприятия цветов. Это особенно важно, если вы работаете с цветами, например, рисуете, или выбираете освещения для фотостудии. В любом случае нельзя экономить на освещении, поскольку от этого зависит здоровье ваших глаз.

Цветопередача светодиодных ламп

При использовании различных осветительных приборов можно заметить, что один свет делает окружающие предметы яркими и выразительными, а другой словно бы съедает часть цвета. За это явление отвечает особый параметр ламп, который называется цветопередачей (CRI). Цветопередача характеризует соответствие зрительного восприятия цвета спектру осветительного прибора.

Что такое CRI

Индекс цветопередачи обозначается как CRI (Colour Rendering Index). Термин появился еще в 1960-х годах. Параметр определяется по восьми главным ненасыщенным и шести второстепенным насыщенным цветам. Эти цвета получили название тестовых оттенков.

Читайте также:
Все про энергосберегающие лампы

Показатель имеет размерность Ra и меняется от 0 до 100 Ra. Верхняя граница в 100 Ra – принятый индекс цветопередачи солнечного света. Параметр достаточно условен, поскольку на цветопередачу влияют погодные условия, время суток и полушарие, на которое падает свет.

В ходе измерения параметра цветопередачи конкретного прибора осуществляют освещение им установленных тестовых цветов. В это же время эти цвета освещаются эталонным источником света, CRI которого максимально приближен к 100 Ra. Затем проводится сравнение насыщенности оттенков и на основании полученной разницы делается вывод об индексе цветопередачи испытываемого изделия.

Говоря простым языком, индекс цветопередачи показывает, насколько естественными кажутся человеку все цвета и оттенки, освещенные конкретным светильником. Глаз человека настроен на восприятие цветов при солнечном освещении, поэтому он принят за эталон. Причем глаза человека способны корректировать отображение цветов в зависимости от конкретных погодных условий или времени суток. Подобная настройка происходит при освещении предметов раскаленными элементами в лампах накаливания и галогенных приборах.

Светодиодные лампы функционируют по другому принципу, а значит автоматической корректировки цветов зрением не происходит. По наблюдениям, хуже всего в подобном освещении отображаются оттенки красного цвета. В частности, лицо человека при освещении некачественными светодиодами будет казаться серым. Использование хороших светодиодных приборов сделает цвет теплее всего на пару оттенков. Но также в полной мере не передает румянец.

Наиболее комфортны модели с индексом цветопередачи не менее 80 Ra. Для рабочих мест и областей с высокими требованиями к освещению лучше добиться показателя в 90 или даже 100 Ra.

Это надо видеть: Зеленая кожа или эпоха отвратительного света. Индекс CRI

Как измерить коэффициент цветопередачи

При измерении индекса цветопередачи за основу берется отклонение кажущегося света от естественного. Чем оно меньше, тем лучше показатели источника света.

В представленной ниже таблице указаны значения коэффициентов CRI и соответствующие им характеристики освещения.

Для оценки цветопередачи есть системы математических алгоритмов. Они сравнивают изменения излучения в спектральной шкале прибора с показателями эталонного источника света. Полученные значения вычитают из 100 и получают индекс CRI.

Если разница между цветами несущественна, источнику присваивается значение 100 Ra.

Индекс цветопередачи

Рассмотрим индексы цветопередачи наиболее популярных светильников. Показатель зависит от конструкции осветительного прибора, принципа действия и качества используемых элементов.

Натриевые лампы

Натриевые лампы представляют собой специфический источник освещения, который нечасто используется в помещениях с работающими людьми. Ограничения обусловлены особенностями:

  • при работе дроссель громко гудит;
  • долго разгорается;
  • низкий индекс цветопередачи около 40 Ra.

Натриевые светильники высокого давления широко используются в уличных фонарях и прожекторах. Они могут похвастаться внушительным световым потоком около 150 Лм/Вт и ресурсом работы в 25 тыс. часов.

Это газоразрядные источники света с ровным спектром и преобладанием красно-оранжевых оттенков. Такой спектр позволяет применять приборы в качестве источника освещения для растений в теплицах.

Галогенные лампы

Галогенные источники света характеризуются большим потоком, внушительным энергопотреблением и высокой цветопередачей. Тут показатель очень близок к показателю дневного освещения и нередко принимается за 100 Ra.

Лампы накаливания

Традиционные лампы накаливания постепенно исчезают с прилавков магазинов из-за низкого КПД. Однако у них одно неоспоримое преимущество: приближенная к солнечному свету цветопередача на уровне 100 Ra. При этом наблюдается значительный сдвиг в сторону теплых оттенков инфракрасного диапазона.

Люминесцентные лампы

Долгое время люминесцентные лампы были востребованы за счет энергоэффективности и безопасности. Однако появление большого количества доступных светодиодных приборов несколько сократило спрос и отодвинуло люминесцентные источники света на второй план.

Приборы характеризуются рваным спектром, явно смещенным в область холодных оттенков. Они не могут стабильно функционировать без специальной пускорегулирующей аппаратуры.

Читайте также:
Ворота: особенности выбора

Индекс цветопередачи зависит от используемого в лампе люминофора, от 60 Ra до 90 Ra. Высокие значения характерны для пятикомпонентных люминофоров.

Светодиодные лампы

В светодиодных лампах также используется люминофор. Он покрывает кристаллы светодиодов и влияет на параметры цветопередачи. Индекс цветопередачи современных светодиодных ламп начинается с показателя в 80 Ra. Оптимальным значением представляется 90 Ra, однако можно найти и больше. Лампы активно применяются в помещениях любого типа без каких-либо ограничений.

Дуговые ртутные лампы (ДРЛ) – довольно мощные источники света, по своим характеристикам и назначению похожие на натриевые лампы. Приборы способны стабильно служить на протяжении 10 тыс. часов и обеспечивать световой поток около 95 Лм/Вт. Индекс цветопередачи невелик, редко превышает значение в 40 Ra. В спектре наблюдается значимый сдвиг в область голубого цвета и ультрафиолета.

Температура свечения светодиодных ламп

На многих лампах, предназначенных для освещения, производитель указывает такой параметр, как цветовая температура. Это ключевой фактор, на который стоит обратить внимания перед покупкой лампы. Цветовая температура указывает, какую длину волны испускает светоизлучающий элемент. В бытовых целей для градации спектра используют Кельвины (К).

Наш орган зрения способен воспринимать световое излучение в огромном диапазоне от 800К до 25000К. Наиболее оптимальный и комфортный диапазон для нас тот, который максимально приближен к дневному свету – 4500К-5200К.

Цветовая температура светодиодов

В светодиоде свет излучает специальное люминофорное покрытие. Традиционно все светодиодные источники освещения делят на три группы по спектру:

  • Теплый белый (до 3500К);
  • нейтральный белый (3500К – 5200К);
  • холодный белый (выше 5200К).

Условно мы имеем следующую таблицу цветовой температуры светодиодных ламп:

Что такое цветовая температура светодиодных ламп

С точки зрения физики световая температура это спектр, излучаемый нагретым телом относительно абсолютно чёрного тела. Что значит цветовая температура лампы? Это цвет свечения тела, раскалённого до соответствующей температуры.

Соответственно, цвет светодиодных ламп имеет три градации – жёлтый (до 3200К), белый (4000-5500К) и бело-голубой (выше 5500К). Чем выше температура, тем короче длинна волны излучаемого светового луча.

Существуют источники с цветом выше 9000К, но для освещения их использовать невозможно. Мы видим предметы благодаря тому, что от их поверхности отражается свет. При повышении цветовой температуры длина волны уменьшается, чем она меньше тем «хуже» свет отражается от окружающих объектов.

Если в мощный фонарь поставить светодиод на 18000К, то сторонний наблюдатель сможет заметить его за несколько километров, а вот под ногами он создаст пятно лишь в десятки сантиметров.

Индекс цветопередачи и цветовая температура

Индекс цветопередачи характеризует возможность воспринимать градации цвета. Когда температура света светодиодных ламп ниже 3200К цветовое восприятие существенно уменьшается. Попробуйте при свете свечи вытащить из коробки цветных карандашей зелёный или коричневый цвет. Поверьте, задача окажется не из лёгких.

Индекс цветопередачи очень чётко регламентируется для автомобильных светодиодных ламп, ведь при плохой цветопередаче может возникнуть ситуация, когда водитель не сможет различить полотно дороги и обочину.

Цветовая температура и качество освещения

Казалось бы для чего нужны светодиоды теплого и холодного цветов, если они не способны обеспечить нормальные условия восприятия.

Одной из основных областей применения светодиодов с низкой цветовой температурой (2400К-3000К) — освещение в «зашумленной» оптической среде. Проще говоря, освещение в условиях плохой видимости.

Возьмём автомобильную фору. При сильном тумане белый свет из-за малой длины волны отражается от водяной пыли, что существенно ограничивает дальность видимости. У желтого света длинна волны в несколько раз больше, она не отражается от мелких предметов, а огибает их. Поэтому противотуманные фары в автомобилях делают жёлтого цвета.

В то же время короткие волны распространяются без затухания дальше. В качестве аналогии рассмотрим радиоволны и жесткое коротковолновое рентгеновское излучение. Радиоволну блокирует даже тонкий лист металла, а для защиты от рентгена используют толстый свинец. Холодный белый свет используют в системах дальнего оповещения, прожекторах, сигнальных и поисковых фонарях.

Читайте также:
Выращивание цветов, не требующих ухода (фото)

Выбираем светодиодные лампы для дома

При выборе цветовой температуры надо изначально определиться, для каких целей будет использоваться светодиодное освещение.

Как показали исследования, спектр излучения лампы важен не только для субъективного восприятия. При освещении рабочих мест лампами с температурой 2000К-3000К способность обрабатывать информацию снижается почти на четверть. Видимо, это связано с тем, что подсознательно мозг ассоциирует такое освещение с закатом или рассветом.

В то же время холодный белый свет оказывает более тонизирующее воздействие на мозг. Еще одна особенность «холодных» светодиодов – высокая дальность видимости, благодаря этому такой тип источников света широко используют в прожекторах и поисковых фонарях.

Цветовая температура светодиодных ламп для дома выбирается исходя из назначения помещений.

Как показывают многочисленные исследования, наиболее оптимальное освещение в квартире можно достичь лишь при использовании нескольких светодиодных источников света с разной цветовой температурой.

Теплый белый свет (2700-3200К)

Теплый свет предпочтителен для рекреационных зон, то есть мест, предназначенных для отдыха. Такие лампы устанавливают в спальнях, гостиных. В гостиной лучше комбинировать нейтральный и тёплый свет.

При недостаточном естественном освещении включаем нейтральный или оба, а в вечернее время либо при просмотре телепередач – тёплый. Для спальни однозначно стоит остановиться на лампах тёплого света.

Нейтральный белый свет (3200-4500К)

Такие лампы предпочтительнее использовать в помещениях, которые предназначены для зрительной работы. Этот спектр излучения не утомляет глаза и обеспечивает наилучшее цветовосприятие.

Холодный белый свет (более 4500К)

Как уже говорилось, холодный белый свет оказывает стимулирующее влияние на наш мозг. В бытовых условиях его используют в ситуациях, где желательна периодическая концентрация внимания, например смотровые кабинеты, операционные. Светодиодные лампы с холодным белым светом, размещённые в ванной комнате, помогу утром быстрее войти в рабочий тонус.

Все об индексе цветопередачи CRI и новых стандартах качества света

Прежде чем разобраться, что такое индекс цветопередачи, стоит упомянуть о спектральном составе света и способности его отражения и поглощения окружающими нас предметами.

Спектральный состав – это набор частот, которые характеризуют то или иное излучение.

Говоря простыми словами, данная характеристика отражает наличие или отсутствие определенных цветовых оттенков в свете. Все окружающие человека предметы обладают свойством поглощения и отражения этих световых оттенков. Например, предмет зеленого цвета отражает зеленую часть спектра падающего света, остальная часть спектра им поглощается. Чем качественнее свет освещает предметы, тем лучше человеческий глаз различает их цвета.

Colour rendering index (CRI)

На сегодняшний момент самой используемой методикой оценки качества источников света является индекс цветопередачи (англ. colour rendering index). Данный коэффициент имеет безразмерную величину и в международной системе измерения (СИ) обозначается как CRI или Ra. Диапазон значений CRI лежит в интервале от 0 до 100. Индекс цветопередачи показывает, насколько естественный цвет имеют предметы при освещении. Эталоном принято считать солнечный свет, CRI которого равен 100. До 1974 года Международной Комиссией по Освещению (МКО) данная методика подразумевала сравнение 8 эталонных цветов с цветами, полученными от тестируемого источника света. В 1974 году к 8 эталонным ненасыщенным цветам добавилось еще 6 дополнительных, но уже насыщенных цветов. Методика измерения CRI заключается в расчете цветовых сдвигов 14 образцов относительно освещения солнечного света или излучения раскаленного абсолютно черного тела.

Процесс измерения происходит следующим способом:

  • исследуемый источник света направляется на шаблонный образец;
  • при помощи специальных приборов измеряется цвет образца;
  • образец освещается эталонным светом;
  • замеряется цвет образца под эталонным светом;
  • рассчитывается разница под различными источниками света.
Читайте также:
Виды крыш из поликарбоната

Вышеописанный алгоритм повторяется со всеми шаблонными образцами, после чего вычисляется среднее арифметическое значение CRI.

Недостатки индекса цветопередачи и пути их решения

Определение индекса цветопередачи является полноценным только в случае с лампами непрерывного спектра, коэффициент CRI которых выше 90. При значениях ниже 90 единиц можно получить несколько источников, которые будут иметь одинаковый коэффициент, но по-разному освещать предметы и отличаться цветовой температурой. Пока международным организациям по стандартизации не удаётся избавиться от данного недостатка, производители ламп продолжают указывать на своей продукции значение в CRI.

Сегодня вектор развития искусственного освещения опирается на белые светодиоды, у которых цветопередача шаблона R9 не очень высока. Причина этого заключается в небольшом количестве красного цвета в спектре. Однако визуально цветопередача белых светодиодов находится на более высоком уровне, нежели указывает расчетное значение CRI. В 2007 году МКО официально констатировала недостаточность использования индекса CRI для определения качества передачи цвета светильников на основе белых светодиодов. Также учёные заявили о необходимости введения новой методики, которая позволит более точно оценить светодиодное излучение.

В 2010 году появилась новая методика — CQS (аббр. от англ. color quality scale), основанная на 15 только насыщенных цветовых шаблонах. В первую очередь стоит отметить, что расчет цветовых сдвигов по методике CQS производится совершенно иным способом, нежели в методики CRI. Поэтому высокий цветовой сдвиг по одному из шаблонов не позволяет цветовому индексу оставаться высоким.

Красный цвет в шкале CQS не такой насыщенный, как в шкале CRI. Это позволяет параметру цветопередачи, при тестировании продукции на основе светодиодов, численно примерно соответствовать световым ощущениям человека.

Методика CQS, так же как и CRI, имеет один существенный недостаток – отсутствие корректировки параметра в зависимости от тона и насыщенности, что позволяло бы учитывать особенности человеческого зрения видеть белый цвет из смеси свечения от цветных светодиодов.

Недостаток методики CQS привело к появлению в середине 2015 года стандарта ТМ-30-15, который учитывает понятия точности и насыщенности. Для более высокой точности измерения в новом стандарте оценка качества света ведется не по 15, а по 99 шаблонам, включающим в себя не только цветовые образцы, но и различные объекты из жизни.

Индекс цветопередачи в светодиодных лампах

Сегодня стандарт ТМ-30-15 не является обязательным, поэтому производители осветительной продукции на основе светодиодов продолжают оперировать понятием CRI. Стоит подчеркнуть, что методика измерения CRI не способно дать качественную оценку свету. Однако в подавляющем большинстве случаев потребителю приходится опираться лишь на этот коэффициент. Индекс цветопередачи светодиодных ламп может находиться в достаточно широком диапазоне значений CRI, поэтому уделять внимание этому параметру однозначно нужно. Специалисты, работающие в области освещения, рекомендуют выбирать для жилых помещений светодиодные лампочки с коэффициентом CRI близким к 90. В этом случае предметы интерьера будут выглядеть наиболее естественно.

Светодиодные лампы с CRI меньше 70 пригодны только для производственного и уличного освещения, где точность передачи оттенков не является первостепенной.

Из всего вышеописанного следует вывод, что коэффициент цветопередачи в светодиодных лампах, несмотря на присущие методике недостатки, имеет такое же значение, как и другие технические характеристики (мощность, цветовая температура и пр.). Особенно важно это понимать при выборе освещения детской комнаты. Перед детьми постоянно появляются новые яркие предметы, окрас которых принимается за норму и на всю жизнь откладывается в памяти. Низкокачественные светодиодные лампы способствуют формированию неправильного восприятия цветов, окружающих их предметов. Поэтому для освещения детских комнат рекомендуется использовать лампы и светильники прошедшие проверку по стандарту ТМ-30-15.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Foundation-Stroy.ru
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: