Цветовая температура ламп накаливания

Связь цветовой температуры и освещения

Четкое знание табличных значений данной характеристики помогает осознать, о каком цвете будет идти дальше речь. Каждый из нас отличается своим цветовосприятием, поэтому определить визуально холодность или теплоту светового потока удается лишь единицам.

За основу принимают усредненные показатели группы изделий, работающих в заданном спектре, а при окончательном выборе светодиодных светильников учитывают конкретные условия их эксплуатации (место установки, освещаемое пространство, назначение и др.).

1. Сегодня все источники освещения в зависимости от их диапазона свечения относят к трем основным группам:
2. теплого белого света – работают в температурном диапазоне от 2700 K до 3200K . Излучаемый ими спектр белого теплого света сильно схож со свечением обычной лампы накаливания. Лампы с такой цветовой температурой рекомендованы к использованию в жилых помещениях.
3. дневного белого света (нормального белого) – в диапазоне от 3500 K до 5000 K. Их свечение визуально ассоциируется с солнечным утренним светом. Это световой поток нейтрального диапазона, который можно использовать в квартирных технических помещениях (прихожей, ванной, туалете), офисах, учебных классах, производственных цехах и так далее.
4. холодного белого света (дневного белого) – в диапазоне от 5000 K до 7000 K. Напоминает яркий дневной свет. Им освещают больничные корпуса, технические лаборатории, парки, аллеи, парковки, рекламные щиты и др.

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 (2400-3000 К) — освещение в «зашумленной» оптической среде. Проще говоря, освещение в условиях плохой видимости.

Возьмём автомобильную фару. 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.

Цветовая температура

Светом назыается электромагнитное излучение с длиной волны от 440 до 700 нм.

Только в этом диапазоне глаз может воспринимать электромагнитные волны. Меньшие значения соответствуют синей части спектра, а большие значения красной части спектра. Волны за пределами этого диапазона называются инфракрасными (ИК) и ультрафиолетовыми (УФ).

Белым светом человек считает суммарную составляющую всех волн видимого спектра. Так например в цветных телевизорах белый свет образуется смешением трех лучей имеющих разный цвет, и наоборот радуга в небе является разложением белого света на составляющие.

Качественное состояние света принято называть цветовой температурой.

Цветовая температура — это эффективная величина, равная температуре абсолютно черного тела, при которой отношение энергетических яркостей для двух длин волн его спектра равно отношению этих же величин для спектра исследуемого источника света. Цветовая температура (CCT — Correlated Colour Temperature) измеряется в Кельвинах (K). Чем выше значение K, тем холоднее свет.

• Очень тёплый свет: 2500-2800 K
• Тёплый свет: 2800-3500 K
• Нейтральный свет: 3500-5000 K
• Дневной свет: 6000 К
• Холодный свет: 5000 K и выше

Изменения цветовой температуры являются результатом изменения в относительных количествах излучений в сине-фиолетовой или оранжево-красной областях спектра.

Человеческий глаз имеет особенность приспосабливаться к изменению цветовой температуры в диапазоне 3000 К — 10000 К.

Шкала цветовых температур распространённых источников света:

800 К	начало видимого темно-красного свечения раскалённых тел;
1500—2000 К	свет пламени свечи;
2000 К	натриевая лампа высокого давления;
2200 К	лампа накаливания 40 Вт;
2680 К	лампа накаливания 60 Вт;
2800 К	лампа накаливания 100 Вт (вакуумная лампа);
2800—2854 К	газонаполненные лампы накаливания с вольфрамовой спиралью;
3000 К	лампа накаливания 200 Вт, галогенная лампа;
3200—3250 К	типичные киносъёмочные лампы;
3400 К	Солнце у горизонта;
3800 К	лампы, использующиеся для подсветки мясных продуктов в магазине (имеют повышенное содержание красного цвета в спектре);
4200 К	лампа дневного света (тёплый белый свет);
4500—5000 К	ксеноновая дуговая лампа, электрическая дуга;
5000 К	утреннее Солнце;
5500 К	прямой солнечный дневной свет в полдень, облака;
5500—5600 К	фотовспышка;
5600—7000 К	лампа дневного света;
6200 К	близкий к дневному свет;
6500 К	стандартный источник дневного белого света, близкий к полуденному солнечному свету;
6500—7500 К	облачность;
7500 К	дневной свет, с большой долей рассеянного от чистого голубого неба;
7500—8500 К	туман;
9000—12000 К	синее безоблачное небо на северной стороне перед восходом Солнца;
10000 К	источник света с «бесконечной температурой», используемый в риф-аквариумах (актиниевый оттенок голубого цвета);
15000—27000 К	ясное голубое небо на северной стороне света;

Люминесцентные лампы. Типовые диапазоны цветовой температуры при максимальной светоотдаче современных люминесцентных ламп с многослойным люминофором:

Практические примеры применения:

В салонах мебели лучше всего использовать тёплый свет. Для сохранения спокойной и приятной атмосферы прекрасно подходят лампы с цветовой температурой равной 2500 — 3500 K с индексом цветопередачи Ra равным 85.

Краски, шторы, ткани и обои требуют чёткой видимости. Здесь следует остановить выбор на источнике света с индексом цветопередачи Ra 90-100 и температурой цвета от 5000 K и выше.

Комната с жёлтыми стенами, освещённая жёлтым светом (2500-2800 K) создаёт тяжёлое безжизненное впечатление. Гораздо лучше здесь подойдёт нейтральный белый свет (3500 — 5000 K).

Деревянная мебель + тёплый свет = прекрасная сочетаемость. Наилучший выбор источника света: индекс цветопередачи равен Ra 80-85, цветовая температура равна 2500-3500 K.

Мебель из металла, наоборот, требует холодного освещения (5000 K).

Для освещения изделий из кожи (кресел, стульев, обуви и т.д.) лучше подходит тёплый свет с хорошей цветопередачей (Ra 80-90 и 2500-3500 K)

Летом освещение витрин магазинов требует яркости и прохлады (5000-6000K).

Зимой освещение витрин нуждается в приглушённости и тепле. Зимой цветовой температуры в 2500-3500 K будет более чем достаточно.

Смещение

Помимо цветовой температуры, выделяют ещё параметр смещения (англ. tint) — степень отклонения цвета в зелёный или пурпурный. Вместе с температурой этот параметр позволяет описать любой монохроматический свет. Понятие смещения чаще всего используется в фотографии для определения точных параметров необходимого конверсионного светофильтра при съемке. Различные источники света характеризуются не только различной температурой, но и смещением (например, лампы дневного света имеют смещение в пурпурный или зелёный). Большинство цветомеров кроме цветовой температуры могут непосредственно выдавать величину смещения в специальных единицах — миредах

(англ. mired), что соответствует градуировке конверсионных фильтров.

Выбор люминесцентной лампы

Для понимания того, какими свойствами обладает люминесцентная лампа 36 Вт, применяется специальная маркировка. Первая буква всегда стоит «Л», обозначающая, что устройство люминесцентное, а вторая указывает на цвет лампы:

• Б — белый.
• Д — дневной.
• Е — естественный.
• ХБ — холодный белый.
• ТБ — тёплый белый цвет.

Лампы специального назначения маркируются, как:

• Г, К, З, Ж, Р, ГР — цветное свечение.
• УФ — ультрафиолетовое свечение.
• СР — синего света.

Иностранные производители вместо буквенных обозначений используют цифровой код, он несёт информацию о качестве света. Первая цифра — цветопередача, последующее число обозначает температуру изделия.

Мощность лампы зависит от её длины. Сама колба может иметь разный цоколь, т. е. отличается расстояние между выводами электрода. Обычно оно обозначается цифрами после буквы G и E.

• Е14 — мини-цоколь с резьбой.
• Е27 — обычный цоколь с резьбой.
• G5 — для ламп Т5.
• G9 — съёмный цоколь для люстр и декоративных светильников.
• G13 — для ламп Т8.
• G23 — для U-образных конструкций.

Так, мощности 36 Вт для колбы с цоколем G13, будет соответствовать длина 1200 мм.

Одним из популярных видов источников освещения являются светильники. Они состоят из двух частей: электрической лампы и арматуры. Люминесцентные светильники дневного света выпускаются с различными характеристиками, размером и весом. Рассмотрим пример источника света, который может быть применён с ним.

Светильник люминесцентный Osram L 18W/840 G13.

Производитель: OSRAM.

• Мощность: 18 ватт.
• Тип цоколя: G13.
• Напряжение, В: 220.
• Частота сети, Гц: 50.
• Цвет свечения: холодный белый.
• Световой поток, Лм: 3350.
• Цветовая температура, К: 4000.
• Срок эксплуатации, ч.: 18000.
• Длина, мм: 800.

Для приведённого светильника понадобятся две такие лампы.

На какие же технические характеристики люминесцентной лампы 36 Вт необходимо обратить при выборе в первую очередь? Конечно, это цветность. Приборы тёплого цвета рекомендуется применять в различных декорациях для создания атмосферы уюта. Лучше всего их устанавливать в спальнях или зонах отдыха.

Для большинства кабинетов в офисе свет должен быть как можно более холодным. Обстановка, выполненная в стекле или мраморе, отлично смотрится в этом цвете.

Нейтрально белые источники увеличивают ощущение прохлады от холодных тонов и охлаждают тёплые тона. Их лучше использовать там, где необходимо объединить искусственный свет с натуральным, это различные офисы, кабинеты, классы, спортивные залы, магазины.

Источники дневного света обеспечат правильную визуализацию цветов, их лучше устанавливать в коридорах, дизайн-студиях, изостудиях, лабораториях. При этом зелёные и синие цвета будут становиться более яркими, а красные, оранжевые и жёлтые — блёкнуть.

Выбирать стоит из известных производителей, качество их изделий гарантируется сертификатами. Вот основные из них: GE, OSRAM, Phillips, Lisma, Sylvania.

Цветопередача. Индекс цветопередачи.

Это относительная величина, определяющая, насколько естественно передаются цвета предметов в свете той или иной лампы.

Цветопередающие свойства ламп зависят от характера спектра их излучения. Индекс цветопередачи (Ra) эталонного источника света (т.е. идеально передающего цвет предметов) принят за 100.

Чем ниже этот индекс у лампы, тем хуже ее цветопередающие свойства. Комфортный для человеческого зрения диапазон цветопередачи составляет 80-100Ra.

Например у традиционной лампы накаливания индекс цветопередачи составляет 80Ra, при цветовой температуре в 2700К.

Если говорить о светодиодных лампах, то они обладают исключительно высоким индексом цветопредачи, который составляет 85-90 Ra.

Индекс цветопередачи — мера соответствия зрительного восприятия цветного объекта, освещенного исследуемым и стандартным источниками света при определенных условиях наблюдения. Объективной характеристикой здесь является значение индекса цветопередачи Ra, максимально возможное значение которого равно 100. Чем больше индекс, тем точнее будет восприятие цветов. Проводить сравнения различных источников по величине Ra лучше при близких цветовых температурах.
На практике обычно пользуются тремя категориями цветопередачи

Ra между 90 и 100.

Прекрасные цветопередающие свойства. Область применения: в основном там, где важна точная оценка цвета.

Ra между 80 и 90.

Хорошие цветопередающие свойства. Области применения: там, где точная оценка не является приоритетной задачей, но хорошая цветопередача все же важна.

Ra ниже 80.

Цветопередающие свойства от удовлетворительных до плохих. Области применения: там, где цветопередача не важна.
Максимальное значение коэффициента Ra составляет 100 (это значение принимается для солнечного света, а также для большинства ламп накаливания).

Характеристика цветопередачи лампы описывает, насколько натурально выглядят окружающие нас предметы в свете этой лампы. Выражением этого является общий индекс цветопередачи Ra. Для определения величины Ra, из окружающей среды выбирают 8 тестовых цветов, которые освещаются тестируемой лампой, а затем стандартной лампой, имеющей такую же цветовую температуру (от температуры «черного тела» до дневной). Чем меньше разница в цветопередаче между тестовыми цветами, тем лучше цветопередача исследуемой лампы. Максимальное значение Ra составляет 100 (как среднее для 8-ми тестовых цветов).

В зависимости от места установки лампы и выполняемой ими задачи искусственный свет должен обеспечивать возможность наиболее лучшего восприятия цвета (как при естественном дневном свете). Данная возможность определяется характеристиками цветопередачи источника света, которые выражаются с помощью общего индекса цветопередачи Ra.

Коэффициент цветопередачи отражает уровень соответствия естественного цвета тела с видимым цветом этого тела при освещении его эталонным источником света

Для сравнения с рассмотренными источниками света фиксируется сдвиг цвета с помощью 8 (или 14) указанных в DIN 6169 стандартных эталонных цветов, который наблюдается при направлении света тестируемого или эталонного источника света на эти эталонные цвета. Чем меньше отклонение цвета излучаемого тестируемой лампой света от эталонных цветов, тем лучше характеристики цветопередачи этой лампы. Источник света с показателем цветопередачи Ra = 100 излучает свет, оптимально отражающий все цвета, как свет эталонного источника света. Чем ниже значения Ra, тем хуже передаются цвета освещаемого объекта.

Характеристика цветопередачи	Степень цветопередачи	Коэффициент светопередачи Ra	Примеры ламп
очень хорошо	1A	> 90	Галогенные лампы; люминесцентные лампы LUMILUX DE LUXE; HQI…/D
хорошо	1B	80 — 89	Люминесцентные лампы LUMILUX; HQI…/NDL или WDL
хорошо	2A	70 — 79	Стандартные люминесцентные лампы 10 и 25
хорошо	2B	60 — 69	Стандартные люминесцентные лампы 30
достаточно	3	40 — 59	HQL
недостаточно	4	> 39	Натриевые газоразрядные лампы высокого и низкого давления

Тестируемые цвета:

R1	Цвет увядшей розы
R2	Горчичный
R3	Салатовый
R4	Светло-зеленый
R5	Бирюзовый
R6	Небесно-голубой
R7	Цвет фиолетовой астры
R8	Сиреневый

Дополнительные тестируемые цвета с насыщенными красками:

R9	Красный R12 Синий
R10	Желтый R13 Цвет кожи
R11	Зеленый R14 Цвет зеленого листа
R12	Синий
R13	Цвет кожи
R14	Цвет зеленого листа

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.

Корреляция цветовой температуры

Когда температура абсолютно черного тела повышается, начинается процесс накаливания. Образно накаливание можно сопоставить с нагревом металла. Происходит смена цветов в определенном порядке: красный, оранжевый, желтый, белый, голубой. В цветовом пространстве процесс накаливания отображается на соответствующей кривой.

Для ламп накаливания цветовая температура примерно равна 2700 кельвинам. Излучение находится в теплой или красной области оттенков. При этом температура нити лампочки накаливании точно расположена на 2700 К.

Благодаря использованию спектрального анализа видимой части спектра, можно определить данные по другим типам источников света. К примеру, температура светодиодов не показывает степени их разогрева: на отметке 2700 К светодиод нагревается лишь до 80 градусов по Цельсию.

Особенности восприятия цвета

Человеческий глаз устроен таким образом, что чутко улавливает изменения цветовой температуры в диапазоне от 2500 до 10000 К. При этом ученые доказали, что именно от этого параметра освещения во многом зависит психосоматическое состояние.

Влияние цвета на эмоции

Самая приятная для человеческого глаза температура света относится к оранжевому и желтому спектру. Такой свет успокаивает и расслабляет. Лампы с такой цветовой температурой рекомендуют использовать в утренние и вечерние часы, чтобы сделать приятным пробуждение и полноценно отдохнуть после работы.

Холодные оттенки хороши для работы. Неслучайно в офисах чаще всего устанавливают лампы с холодным белым светом: они помогают сконцентрироваться, не дают отвлекаться от дел. Однако дома такие лампочки будут играть в минус: они перегружают нервную систему, могут спровоцировать тревожное состояние и бессонницу.

Оттенки, тяготеющие к синему спектру (цветовая температура более 6000 К) дают максимальное цветоразличение и четкость восприятия объектов, однако пребывание в помещении с таким светом в течение длительного времени вредит здоровью. Как правило, подобные лампы устанавливают в музеях, чертежных мастерских, ювелирных магазинах, в комнатах осмотра в больницах и т.д.

Связь цветовой температуры и освещения

Если уровень освещенности низкий, то лучше всего воспринимаются теплые тона, как у обычной лампы накаливания. Такое освещение может расслаблять и успокаивать. Если увеличивать уровень освещенности, то возникнет обратный эффект, цвета начнут искажаться и находиться в помещении будет некомфортно. В то же время если вкрутить одну лампочку с высокой цветовой температурой на большое помещение, появится ощущение тревожности (вспомните, как люди воспринимают лунный свет).

Примерная закономерность выглядит так:

• освещенность менее 700 Лк — выберите теплый свет (до 2700-3400 К);
• освещенность 700-2500 Лк — выберите холодный свет (3000-5000 К).

Вот диаграмма, которая показывает, как изменяется восприятие цветовой температуры в зависимости от уровня освещенности:

Еще одна интересная закономерность между цветовой температурой и освещением касается видимости в «зашумленной» оптической среде

Вы обращали внимание, что противотуманные фары имеют желтый свет? Дело в том, что длина волны у него в несколько раз больше, чем у белого света. Желтый свет не отражается от мелких предметов (в частности, водяной пыли), а огибает их. За счет этого при включении противотуманных фар водитель видит дорогу дальше, чем если бы использовал дальние фары с белым светом

За счет этого при включении противотуманных фар водитель видит дорогу дальше, чем если бы использовал дальние фары с белым светом.

Что такое индекс цветопередачи CRI ?

Проще говоря, Индекс цветопередачи CRI измеряет способность источника света точно воспроизводить цвета объекта, который он освещает. Это, казалось бы, простое определение, но нет, поэтому мы поможем разбить его на три части.

Часть 1. Индекс цветопередачи CRI – это оценка с максимальным значением 100.

Что означает измерение способность чего-то? Как и результаты тестов, CRI измеряется по шкале, где более высокое число представляет более высокую способность, а 100 – самое высокое. CRI – это удобная метрика, потому что она представлена ​​в виде единого количественного числа. Значения CRI, которые равны 90 и выше, считаются отличными, в то время как оценки ниже 80, как правило, считаются плохими (Подробнее об этом ниже).

Часть 2. Индекс цветопередачи CRI используется для измерения искусственных источников белого света.

Источники света могут быть сгруппированы в источники искусственного или естественного света. В большинстве ситуаций нас беспокоит качество цвета искусственных форм освещения, таких как светодиодные и люминесцентные лампы. Это по сравнению с дневным светом или солнечным светом – естественным источником света.

Часть 3: Индекс цветопередачи (CRI) измеряет и сравнивает отраженный цвет объекта при искусственном освещении.

Во-первых, быстрое обновление того, как работает цвет. Естественный свет, такой как солнечный свет, представляет собой сочетание всех цветов видимого спектра. Цвет самого солнечного света белый, но цвет объекта под солнцем определяется цветами, которые он отражает.

Например, красное яблоко выглядит красным, потому что оно поглощает все цвета спектра, кроме красного, которое оно отражает. Когда мы используем искусственный источник света, такой как светодиодная лампа, мы пытаемся «воспроизвести» цвета естественного дневного света, чтобы объекты выглядели так же, как при естественном дневном свете.

Иногда воспроизводимый цвет будет выглядеть очень похожим, а иногда – совсем другим. Именно это сходство измеряет CRI.

Как вы можете видеть в нашем примере выше, наш искусственный источник света (светодиодная лампа с 5000K CCT) не воспроизводит такое же покраснение в красном яблоке, как естественный дневной свет (также 5000K CCT). Но обратите внимание, что светодиодная лампа и естественный дневной свет имеют одинаковый цвет 5000К. Это означает, что цвет света одинаков, но объекты по-прежнему выглядят по-разному. Как это могло произойти?

Если вы посмотрите на наш рисунок выше, вы увидите, что наша светодиодная лампа имеет другой спектральный состав по сравнению с естественным дневным светом, хотя она имеет тот же 5000K белый цвет.
В частности, нашей светодиодной лампе не хватает красного цвета. Когда этот свет отражается от красного яблока, красный свет не отражается. В результате красное яблоко больше не имеет того же яркого красного вида, которое оно имело при естественном дневном свете.
Индекс цветопередачи CRI пытается охарактеризовать это явление путем измерения общей точности различных цветов объектов при освещении под источником света.

Маркировка цветовой температуры

На упаковке каждой лампы освещения производители указывают ее технические характеристики. Среди всех прочих характеристик, таких как мощность, напряжения, частота сети, обязательно указывается цветовая температура светодиодных ламп (это относится не только к LED лампам).

На этот основной фактор обязательно стоит обращать внимание перед покупкой лампы. Кстати говоря, данная характеристика отображается не только на упаковке, но и на самой лампе

Вот один из примеров, LED лампа мощностью 7 Вт и температурой 4000 К. Установлена она у меня дома, на кухне, светит приятным дневным светом.

Кстати говоря, данная характеристика отображается не только на упаковке, но и на самой лампе. Вот один из примеров, LED лампа мощностью 7 Вт и температурой 4000 К. Установлена она у меня дома, на кухне, светит приятным дневным светом.

А вот еще один пример обозначения на светодиодном точечном светильнике для гипсокартонных потолков, температура 2800 Кельвинов. Светильники с такой цветовой температурой светят теплым светом похожим на лампу накаливания и были установлены в спальной комнате на одном из объектов.