Цветовая температура ламп и светильников

Светодиоды: история и принцип работы

Светодиодные приборы вошли в быт сравнительно недавно и уже прочно обосновались в домах и общественных зданиях. Прародители современных источников света появились еще в начале XX в. Массовое производство LED-ламп началось уже в конце века после изобретения недорогих синих диодов.

Светодиод — это полупроводниковое устройство, основанное на принципе люминесценции. Оптическое излучение создается в результате пропускания через него тока.

Понятие цветовой температуры

Цветовая температура – важнейшая характеристика светодиодных электроосветительных изделий. Именно от нее зависит то, насколько комфортно вы будете ощущать себя в интерьере, освещаемом светодиодными лампами, лентами или светильниками.

Светодиодными лампами оснащаются новые авто, освещаются дома, помещения предприятий и стенды наружной рекламы. Они применяются в прожекторах, уличных и офисных светильниках, а также во множестве других изобретений человека.

Понятие цветовая температура светодиодных ламп даже не подразумевает количество отдаваемого ими тепла, а имеет совершенно другое значение. Это – визуальный эффект восприятия источника освещения человеческим глазом. По мере приближения цветового спектра света к солнечному (желтому) определяют «теплоту» каждой лампы.

Можно также привести ассоциацию с пламенем свечи, и вы тут же поймете, как это явление описывается. Напротив, голубоватый оттенок света ассоциируется с пасмурным небом, снежным ночным сиянием. Этот свет вызывает у нас холодные, бледные образы. Но всему есть определенное научное объяснение.

При нагреве куска металла у него появляется характерное свечение. Сначала диапазон цвета находится в красных тонах. При повышении температуры цветовой спектр постепенно начинает смещаться к желтому, белому, ярко синему и фиолетовому.

Каждому цвету свечения металла соответствует свой температурный диапазон, что позволяет описать явление при помощи известных физических величин. Это помогает дать характеристику цветовой температуре не как случайно взятой величине, а как определенному промежутку нагрева до получения требуемого цвета спектра.

Спектр цвета свечения светодиодных кристаллов несколько иной. Он отличен от возможных цветов свечения металла благодаря другой методике своего происхождения. Но общая суть остается той же: для получения выбранного оттенка потребуется определенная цветовая температура.

Стоит отметить, что этот показатель никак не связан с количеством тепла, выделяемым осветительным прибором.

Цветовая температура измеряется в градусах по шкале Кельвина (К).

    По европейским нормам все источники света по цветности разделены на три группы:
  • теплый белый (Тц = ниже 3500 K)
  • нейтральный белый или дневной (Тц = 3500-5300 K)
  • холодный белый (Тц = выше 5300 K)

Цветовая температура привычной лампы накаливания – примерно 2800 К, поэтому тепло-белый свет свечения светодиодных ламп наиболее привычен глазу (от 2700 до 3500 К).

Для большинства видов работ и помещений рекомендуются «нейтральные» источники света (Тцв = 4000-4500 К). Если говорить о влиянии цветовой температуры на человека, то теплый свет расслабляет и создает атмосферу уюта, а более холодные тона помогают организму концентрироваться и настраивают на рабочий лад.

Еще раз хочу отметить, не стоит путать цветовую температуру и физическую температуру (количества тепла) которую выделяет ваша лампа – это разные показатели.

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.

  1. Красный цвет можно смягчить за счет тёплого оранжевого оттенка света (2500-3000 К).
  2. Оранжевый цвет (интенсивный) превращается в нежный и пастельный с помощью тёплого желтоватого оттенка (3000-4000 К).
  3. Жёлтый цвет станет серым и невыразительным, если использовать лампы с голубоватым оттенком (5000-6500 К).
  4. Зелёный цвет можно смягчить до салатового посредством тёплого оранжевого света или придать оттенок морской волны, использовав яркий голубоватый свет.
  5. Синий цвет наиболее адекватно смогут передать источники света нейтрального белого оттенка.
  6. 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. Наши глаза различают около 10 миллионов различных оттенков, поэтому от освещения напрямую зависит, как мы будем воспринимать цвет предметов интерьера.

Цветовые температуры светодиодов

Ниже мы приведем таблицу, в которой рассмотрим светодиодные светильники разных цветовых температур и рекомендации, где их можно использовать.

Температура Как выглядит Применение
2700К Называется «теплый белый», имеет ярко выраженный теплый свет с преобладанием желтого. Это обычная температура ламп накаливания, но есть и подобные светодиодные светильники. Рекомендуется использовать такой свет в спальнях, комнатах отдыха, там, где человек должен отдыхать.
3000К В данном случае чуть более выражен белый цвет, но все равно считается теплым. Рекомендации по использованию аналогичны предыдущему, разница не слишком велика.
3500К Обычный дневной свет, данное значение считается близким к нейтральному. Данный спектр используется чаще всего, как в квартирах или домах, так и в офисах. Данную цветовую температуру можно считать стандартной, которая подойдет для освещения почти любых помещений.
4000К Данная температура уже считается холодной, хотя она наиболее близка к естественному. Также допустимо использовать в жилых помещениях, но вот в комнатах для отдыха это уже будет не лучший выбор. Также используется в офисах.
4700К – 6000К А вот это уже действительно холодный цвет. Уличное освещение, рабочие места, производственные помещения, теплицы. Для жилых помещений это уже будет не лучший выбор.
Выше 6000К Холодный цвет Уличное освещение, лаборатории и другие рабочие места (не офисы). Использование в жилых помещениях крайне не рекомендуется, такой цвет не даст отдохнуть, а будет держать в напряжении.
Советуем к прочтению:   Правило буравчика для определения направления магнитного поля

Раньше выбирали соответствующий тип ламп (например, если был нужен холодный свет, то выбирали люминесцентные), но сегодня светодиодные источники освещения выпускаются во всех основных спектрах и позволяют решать любые задачи по освещению помещений или улицы. Например, есть теплые светодиодные прожекторы (3000К), а есть и холодные (6500К), или светодиодные ленты.

В больницах чаще всего используется холодный свет

Холодный свет в больнице, светодиодное освещение

Что измеряется в Кельвинах

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.

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.

В чем измеряют

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, KОттенокПрименение

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.

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.

Что измеряем

Измерение цветовой температуры дает представление о спектральном составе источника и его цветности. Данные о фактическом нагреве источника измеряются другими показателями. На глаз точное значение получить нельзя, для проведения измерений используется дорогостоящее профессиональное оборудование.

Физическая трактовка цветовой температуры

Температура света была описана физиком Максом Планком. В этих трактатах были представлены законы распределения энергии. Вследствие этого появилось понятие температуры цвета. За единицу меры были приняты кельвины. Исходя из формулы, данный коэффициент равен температуре абсолютного черного тела, которое излучает свет в измеряемом масштабе цветов.

Что такое цветовая температура светодиодных ламп?

Измерение такой температуры во флуоресцентных лампах происходит посредством их сравнивания с абсолютным черным телом. Это твердое физическое тело, поглощающее при различной температуре падающее на него электромагнитное излучение во всех широтах. При изменении коэффициента, изменяются и параметры излучения. Так, нейтральный свет расположен посередине шкалы Кельвина.

Тела, имеющие различный химический состав и физические свойства, нагреваясь до необходимой температуры, производят разные излучения. В связи с этим применяется термин «коррелированная цветовая температура». Она равна температуре оттенка абсолютного черного тела, которое по цвету идентично рассматриваемому источнику света. Состав излучения и физическая температура являются разными.

Корреляция цветовой температуры

Во время увеличения температуры происходит накаливание. Если лампа находится в раскаленном состоянии, цвета на шкале цветовой температуры начинают поочередно меняться. Простые лампы накаливания имеют температуру цвета, равную 2700 К, в то время как их свечение и градусы расположены в теплом диапазоне спектра. Температура же светодиодных ламп не указывает на уровень их нагревания: при показателе в 2700 К лампа нагревается до +80°С.

Индекс цветопередачи CRI (Ra), именуемый еще коэффициентом цветопередачи, — это величина, которая характеризует степень соответствия естественного цвета предмета его видимому цвету при освещении его данным световым источником. Необходимость введения этого параметра связана с тем, что 2 разных вида ламп могут обладать одинаковой температурой цвета, при этом передавая оттенки по-разному.

Советуем к прочтению:   Как работает повышающий преобразователь напряжения

Что такое цветовая температура светодиодных ламп?

Восприятие цветов

Цветовое восприятие каждого индивидуума имеет свои особенности. Перцепция цвета — это эффект от преломления световых волн, принятых зрительным нервом и обработанных мозговым зрительным центром. Каждый человек имеет собственное восприятие оттенков. Чем старше становится человек, тем больше искажается его цветовое восприятие. Особенности психики индивидуума также влияют на его цветовосприятие.

Восприятие того или иного цвета может быть искажено солнечным излучением. Теплота света также характеризуется индивидуальным восприятием и зависит от особенностей организма и состояния человека на момент восприятия.

Световые цвета

Нетрудно определить холодный объект, от которого не исходит излучение. Главными параметрами отражения света от подобного объекта выступают такие показатели, как длина и частота волны. Другая ситуация происходит с нагретым телом, излучающим свет. Теплота света будет напрямую зависеть от вида излучения. Это можно увидеть на примере вольфрамовой спирали в простой лампе накаливания. Очередность действий следующая:

  1. Включается свет, электроэнергия поступает на клеммы.
  2. Происходит постепенное снижение уровня сопротивления.
  3. Черное тело излучает красный свет.

Согласно принятым нормам, существует 3 вида световых цветов:

  • теплый белый свет;
  • нейтральный (естественный дневной);
  • холодный белый свет.

Маркировка цвета свечения

Светодиодные лампы разделяются на 3 группы:

  • WW (warm write) – теплые оттенки со спектром 2700-3300 К;
  • NW (neutral white) – нейтральные цвета 3300-5000К;
  • CW (cool white) – холодный белый цвет с излучением более 5000 К.

TSvetovaya temperatura 1

CRI маркируется как:

  • 1А – означает наилучшую цветопередачу 90Ra;
  • 1В – очень хорошая цветопередача 80-89Ra;
  • 2А – хорошая 70-79 Ra;
  • 2В – средняя 60-69 Ra;
  • 3 – достаточная – 40-59 Ra;
  • 4 – плохая, ниже 39 Ra.

Интересно! Маркировка указывается на упаковке. Необходимость введения параметра обусловлена тем, что два источника с равной температурой могут давать неодинаковые цвета.

Как выбрать мощность светодиодной лампочки

Итак, главный вопрос: светодиодные лампы сколько Ватт брать? Лампочки Ильича мы выбирали по Ваттам. Чем большее число указано на упаковке, тем ярче был свет. LED освещение измеряется в Люменах. И это два совершенно разных понятия, которые нельзя сравнивать.

Светодиод с потреблением 60 Вт нельзя сравниваться с лампой накаливания с таким же показателем, потому что он намного ярче и может вас ослепить. LED лампочки устроены таким образом, чтобы при минимальном потреблении энергии выдавать максимум мощности. А это значит, что вам не удастся измерить их яркость руководствуясь лишь Ваттами. А потому для оценки мощности ламп производители начали использовать Люмены, которые позволяют точно определить яркость источника света.

Хотя измерения в Ваттах знакомы потребителям долгие десятилетия, они не показывают яркость освещения, а лишь указывают на количество используемой энергии. В результате полагаясь только на Ватты потребителям сложно сравнить классическую лампочку со светодиодом.

Как правильно выбрать мощность светодиодной лампочки для вашего дома?

На упаковке изделия указывается значение светового потока — чем выше цифра, тем ярче свет. Проще всего конвертировать Ватты в Люмены. Так, например, если в вашем доме обычно используются лампы накаливания 60 Вт, вам потребуется LED лампочка 8-12 Ватт со световым потоком 800 Лм. Если вы поклонник приглушенного освещения на 40 Вт, ваш выбор LED 6-9 Вт и 450 Лм. Поклонникам яркого и мощного освещения на 100 Вт следует обратить внимание на Лед 16-20 Вт со световым потоком 1600 Лм.  Самое высокое значение у ламп Ильича на 150 Вт — LED аналог 25-28 Вт и 2600 Люмен.

Степень цветопередачи LED-ламп

Второй по важности показатель света светодиодной лампы – это индекс цветопередачи, обозначаемый в маркировке CRI или Ra. Данный показатель отвечает за естественность передачи всех оттенков цвета от предмета, который попадает в луч осветительного прибора.

Степень цветопередачи
Максимальный Ra равен 100 (это эталонный солнечный свет, с которым человек сталкивается в полдень в ясную погоду) – обычно данный параметр у светодиодных ламп колеблется в пределах 80–90 (+)

Если Ra<80, то предметы в освещенной LED комнате визуально будут казаться тусклыми. При этом надо понимать, что восприятие цветов индивидуально у каждого человека. Плюс с возрастом еще и происходит его искажение.

За эталон Ra=100 принято принимать неискаженную цветопередачу, которая формируется при освещении объекта лучами солнца. То есть так мы его обычно видим на улице при ярком естественном, а не искусственном внутрикомнатном освещении.

Индекс цветопередачи у ламп-светодиодов условно можно разбить на четыре класса:

  • 100 – максимум, который равносилен восприятию цвета при естественном свете;
  • от 100 до 90 – такие лампочки предназначены для мест, где требуется максимально точная передача цветов (лаборатории, рабочие столы и зоны);
  • от 90 до 80 – варианты для обычных жилых комнат и общего освещения;
  • ниже 80 – лампы в светильники для коридоров, туалетов и подсобок, где высокое качество передачи оттенков не так важно.
Советуем к прочтению:   Транзисторы и диоды: как работают полупроводники

Прямой связи между цветопередачей и цветовой температурой нет. Это независимые друг от друга характеристики светодиодной лампы.

Угол рассеивания и интенсивность свечения

Одним из преимуществ светодиодных ламп перед обычными является узкая направленность потока освещения. Сам по себе один светодиод формирует световой луч только прямо в направлении от своего корпуса.

В LED-лампочке их обычно вставлено несколько штук или целый массив, чтобы создавать определенный конус света. Та же электролампа накаливания, наоборот, светит сразу во все стороны вкруговую.

Использование света при зонировании
Лампы с узким углом рассеивания широко применяются при зонировании комнат и в светильниках-ночниках, с их помощью дизайнер расставляют световые акценты и выделяют отдельное пространство в интерьере

Световой поток у светодиодных лампочек может рассеваться под углом от 60 до 340° Узконаправленные варианты используются для организации ориентированной точечной подсветки и для освещения конкретных зон в интерьере. Лампы с широким углом предназначены для общего потолочного освещения.

Интенсивность свечения (светоотдача) отражает эффективность излучения LED-лампы. Данная характеристика измеряется в лм/Вт. Величина в люменах (лм) это значение светового потока, а Ватты это мощность лампочки. В маркировке они указываются вместе единой цифрой в лм/Вт либо по раздельности.

Чем выше этот показатель, тем энергоэффективней и экономичней светодиодная лампа. С другой стороны, чем больше значение светового потока у конкретной лампочки, тем меньше таких изделий потребуется для освещения помещения.

Цветовая температура и наши эмоции

Свет, даваемый светодиодной лампой, способен влиять на состояние человека. По этой причине важно сделать правильный выбор светильника для дома и офиса. Теплые цвета успокаивают, а холодные наоборот бодрят. Так, теплый свет 2700 К создает теплую и уютную атмосферу. 4100К – яркая, чистая, продуктивная атмосфера. 5000К и выше – тревога, яркость.

Важно! Синеватые источники обладают активизирующим воздействием на психику и стимулируют организм. При чрезмерном использовании подобные тона способны вызвать обратный эффект – заторможенность, депрессию.

Какие лампы выбрать для офиса

Офисные и рабочие помещения лучше освещать нейтральными светодиодными лампами. Некоторые предприятия и офисы  могут даже освещаться светодиодными лампами с холодным свечением 4100 К. Использовать светильники ниже 4100 К на постоянной основе не рекомендуется.

TSvetovaya temperatura 3

Какие лампы подходят для дома

Для дома подойдут желтоватые оттенки – например, светодиодные лампы 3000 К. Их лучше использовать утром для мягкого пробуждения и вечером для успокаивающего эффекта. Такие лед лампы можно установить в спальне, гостиной.

Для кабинетов, кухни, ванной и других комнат, где человек находится недолго, лучше установить светодиодные лампы с нейтральным свечением. Лампы с цветовой температурой выше 5300К не используются в жилых помещениях, они подходят для складов и производств.

Холодный цвет светильников.

24

Холодное освещение.

ЦТ свыше 4500 К. Хорошо подходит для рабочих пространств, учебных помещений, офисов, цехах. Холодный белый цвет создаст чистую продуктивную атмосферу. В квартире его уместнее использовать для подсветки рабочей зоны, ванной комнаты. Не подходит для небольших помещений – свет будет слишком ярким и тревожным.

Теплый свет светильников

23

Теплый свет.

ЦТ в диапазоне от 2700 до 3000 К. Напоминает свет ламп накаливания, мягких солнечных лучей. Оттенок не надоедает, не раздражает. Создает теплую уютную атмосферу. Подходит для жилых помещений, библиотек, ресторанов, кафе и др. В квартире идеален для спален,  точечной подсветки.

Использование светодиодных ламп с нейтральным светом

LED-лампы нейтрального света — универсальное решение и для жилых, и для общественных пространств. Их свечение способствует бодрости и повышает рабочий настрой. Такие источники света устанавливают в ванных комнатах, прихожих, кухнях, над письменными столами и другими поверхностями. Большинство учреждений, магазинов, офисов и учебных заведений оснащается приборами с цветовой температурой 3300 — 5000 кельвинов.

Нейтральный свет меньше других искажает цвета и подходит для интерьеров и в теплой, и в холодной гамме.

Так что же лучше

Чаще всего лучшим вариантом будет сочетание холодного и теплого света, а также возможность управления осветительными приборами по отдельности для создания определенного настроения во всем помещении или его части.

Таким образом, вы сами всегда сможете получить атмосферу тепла и комфорта, используя освещение теплого диапазона. Или, наоборот, использовать холодный свет для решения задач, требующих внимательности и концентрации.

Вечером можно включить лампы накаливания, разжечь камин, чтобы расслабиться и отдохнуть в атмосфере теплого света. А если вдруг захотелось почитать книгу, воспользуйтесь отдельным светильником, который дает более холодный свет.

Теплое освещение отлично впишется в небольшую квартиру, оформленную в винтажном стиле с преобладанием теплых тонов в интерьере, а холодный свет выгодно подчеркнет современные дизайнерские решения в просторном помещении с предметами ярких цветов и светлыми стенами.

Источники
  • https://www.Elec.ru/publications/osveschenie/4929/
  • https://first-apartment.ru/tsvetovaya-temperatura.html
  • https://tze1.ru/articles/detail/tsvetovaya-temperatura-svetodiodnykh-lamp/
  • https://svetilnik.info/svetodiody/tsvetovaya-temperatura-svetodiodnyh-lamp.html
  • https://odinelectric.ru/osveshhenie/tsvetovaya-temperatura-svetodiodnyh-lamp
  • https://zen.yandex.ru/media/mpr_shop/kak-vybrat-svetodiodnuiu-lampochku-po-cvetovoi-temperature-i-moscnosti-6092723cb8f34b04d224811e
  • https://sovet-ingenera.com/elektrika/svetylnik/xarakteristiki-svetodiodnyx-lamp.html
  • https://vamfaza.ru/temperatura-cveta/
  • https://Remont-kak.ru/renovation/lighting/tsvetovaya-temperatura

Как вам статья?

Павел
Павел
Бакалавр "210400 Радиотехника" – ТУСУР. Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники
Написать
Пишите свои рекомендации и задавайте вопросы
Рейтинг
( Пока оценок нет )
Записки радиолюбителя
Adblock
detector