На что влияет индекс цветопередачи

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:

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:

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:

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.

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:

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:

Недостатки настраиваемых ламп:

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

Источник

Когда важен индекс цветопередачи светильника

Индекс цветопередачи (CRI) известен достаточно давно и обозначает соответствие естественного цвета наблюдаемого объекта видимому цвету при освещении его текущим светильником. Измеряется в относительных единицах от 0 до 100. Чем выше индекс, тем более естественно выглядит объект.

Пока лампы накаливания служили основным источником света, CRI почти не использовался.

Что нужно знать об индексе?

С появлением светодиодных светильников вопрос об использовании индекса стал актуальным в повседневной жизни и поэтому стоит обозначить факторы, которые необходимо знать о нем:

чем выше величина индекса, тем более естественным выглядит наблюдаемый нами предмет при освещении его текущим источником света;

параметр световой температуры светильника не определяет цветопередачу освещаемого объекта, при одной и той же цветовой температуре два светильника могут иметь разный CRI;

для человеческого глаза комфортным считается коэффициент от 80 до 100. Величина 100 означает, что объект выглядит так же, как при солнечном свете.

CRI типовых источников света

Уже упоминалось, что коэффициент цветопередачи лампы накаливания близок к 100, то есть к естественному солнечному свету. Из остальных светильников отметим самые распространенные:

люминесцентные лампы дневного света (ЛД, ЛБ) имеют коэффициент цветопередачи 60-70;

CRI ртутных ламп ДРЛ лежит в диапазоне 40-60;

натриевые газоразрядные лампы ДнаТ, повсеместно используемые в ЖКХ, имеют индекс меньше 40;

светодиодные светильники, как правило, имеют индекс цветопередачи выше 80.

Столь большой разброс CRI разных источников света заставляет по иному взглянуть на освещение объектов, в которых важна естественность передачи цвета.

Где нужно учитывать индекс цветопередачи?

При выборе светильников для освещения различных объектов, необходимо руководствоваться Строительными Нормами и Правилами (СНиП), которые содержат рекомендации по освещению типовых помещений:

величина CRI более 90 должна быть в осветительных системах музеев, полиграфических предприятиях, магазинах по продаже одежды и тканей;

индекс от 85 до 90 необходим в кабинетах рисования, выставочных залах, залах заседаний федерального значения, химических лабораториях и т.п.;

CRI не менее 80-85 должны иметь самые распространенные общественные помещения — торговые залы магазинов и универсамов, конструкторские бюро, читальные залы, концертные и зрительные залы театров и клубов, крытые бассейны;

к зрительным залам кинотеатров, помещениям лифтов, коридорам и переходам предъявляется требование по коэффициенту в диапазоне от 50 до 60.

Также требования к освещению различных помещений нормируются европейским стандартом EN DIN 12464.

При выборе моделей светодиодных светильников для освещения конкретных помещений не следует забывать о том, что индекс цветопередачи у разных светильников может быть разный, а выбор в пользу дешевых моделей может создать неприемлемые условия для сотрудников или посетителей этого помещения.

Источник

Что такое индекс цветопередачи

В описании разных лампочек одним из параметров обязательно указывают индекс цветопередачи. Предлагаем разобраться – что представляет собой этот показатель, как его определяют, и насколько он отличается при использовании лампочек разного типа.

Содержание

Что обозначает

Индекс цветопередачи определяет, насколько точно цвет освещаемого объекта под конкретным типом лампы соответствует его отображению под дневным солнечным светом. Чем меньше различия, тем более высокий индекс присваивается источнику света.

В письменном виде параметр указывают как Ra или CRI – Color Rendering Index. Шкала состоит из делений от 1 до 100, где 1 – наихудшая цветопередача, 100 – полное соответствие дневному освещению. Для человеческого глаза наиболее удобным признан диапазон от 80 до 100 Ra.

Классический способ определения CRI

Данный показатель широко используется во всех светотехнических отраслях. Актуальным способом определения признан метод контрольных цветов, принятый МКО в 1974 году. В качестве основы применяют показатели относительного распределения спектральной плотности энергетической освещенности лампы, изложенные в ГОСТ 23198-94 «Лампы электрические. Методы измерения спектральных и цветовых характеристик».

Методика CRI обязательна к применению всеми современными производителями светотехники. Основным ее принципом является вычисление цветовых отклонений от естественного вида образцов под изучаемым источником света. Процесс состоит из нескольких этапов:

Замеры выполняют относительно каждого из шаблонных цветов, после чего вычисляется среднее арифметическое CRI. Полученный результат и является индексом цветопередачи.

В качестве шаблонов изначально использовали 8 цветов. После 1974 года этот список расширили до 14. Все они перечислены в DIN6169. При этом до сих пор в качестве основных эталонных принимают первичные 8, тогда как дополнительные применяют в редких случаях для повышения точности замеров.

Альтернативная методика определения CRI

В 2010 году был опубликован другой метод определения индекса цветопередачи, получивший название CQS (Color Quality Scale). В основу легли схожие принципы, которые были скорректированы для повышения точности результатов. Отличием стало применение более насыщенных цветовых шаблонов, сильнее подверженных искажению при смене спектра освещения.

Индекс цветопередачи в зависимости от типа лампы

Спектр свечения и особенности различных типов лампочек оказывают большое влияние на полученные в результате замеров данные. Поэтому стоит знать некоторые нюансы:

Лампа накаливания

Считается самым близким к естественному свету – индекс цветопередачи наиболее приближен к 100. Однако с учетом весомых недостатков (малый ресурс, сильный нагрев при работе), эти лампочки мало применяются в промышленности.

Галогенная лампа

Также обладает наивысшими показателями (99-100 Ra). Однако высокая рабочая температура может привести к воспламенению и ожогам, поэтому при использовании требует соблюдения техники безопасности.

Светодиоды

Диапазон цветопередачи колеблется от 60 до 95 Ra. Такое большое колебание объясняется различными технологиями производства ламп данного типа. Также индекс зависим от качества использованного при изготовлении люминофора.

КЛЛ («экономки»)

Уровень отображения цветов во многом зависит от производителя и серии ламп, что также устанавливает диапазон в 60-90 Ra. Менее пожароопасны и обеспечивают экономичное потребление электроэнергии в сравнении с галогеновыми моделями и накаливаемыми.

Есть варианты с меньшим CRI (40-59 Ra), к которым относятся натриевые и ртутные лампы. Однако их использование не рекомендуется для общественных мест с постоянным нахождением людей. Они хороши только в качестве архитектурной подсветки, фонового уличного освещения.

Индекс цветопередачи является одним из важнейших параметров для любого источника света. Именно он указывает на то, насколько корректно определяется человеческим зрением цветовая палитра при определенном освещении.

В домах, квартирах применяют модели с показателем выше 80 Ra. Если же это места, где отображение цвета особенно важно (музеи, картинные галереи, салоны красоты), стоит приобретать лампы с CRI выше 90 Ra.

Источник

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.

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:

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.

Также иногда добавляю в оценку 9 цвет – насыщенный красный.

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

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:

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.

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.

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.

Источник