Цветовая температура света

Цветовая температура – что это такое, единица измерения, практическое применение

Характеристика источника света, показывающая, с какой длиной волны происходит излучение, называется температурой цвета. Для каждого сегмента спектра видимого света характерна своя конкретная температура. Так, святящая красным цветом лампочка будет иметь одно значение параметра, зеленым – другое, синим – третье и т. д.

Поэтому рассматриваемая характеристика никак не относится к обычной температуре. Это значит, что лампочки одной мощности, но разного цвета будут иметь одинаковый уровень нагрева при работе – несмотря на то, что кельвины в лампах разные.

Однако это правило касается только искусственных источников света – лампочек и светодиодов. В природе же, как раз наоборот – каждому оттенку соответствует своя температура. Это особенно ярко проявляется при нагреве стального предмета.

Разогретая сталь излучает в диапазоне цветов, соответствующих естественному уровню нагрева. А так как уровень разогрева измеряется в градусах – K или ℃, то для удобства распознавания они же были приняты для светильников. По этой причине на упаковке можно найти соответствующее обозначение.

Для быстрого распознавания нужного оттенка применяется специальная таблица цветовых температур светодиодных ламп и других источников света. Выглядит она следующим образом:

Световая температура в разных сферах

Температура свечения светодиодных светильников:

Уличное освещение

На открытом пространстве для освещения тёмных улиц, стоянок, площадок, работает правило: чем ярче, тем лучше. Здесь предпочтительно использовать тёплый и яркий свет, 3 000-4 000 К. Впрочем, зачастую можно наблюдать и достаточно яркое излучение в таких приборах, температура свечения около 5 000 К.

Магазины

В зависимости от сферы деятельности торговой точки происходит и выбор цвета. Используя тёплый свет в помещении, работники торговли стараются успокоить и привести в расслабленное состояние покупателя. Поэтому часто можно встреть освещение от 2 800 до 4 500 К.

Свет в магазине

Но и из этого правила есть исключения. Например, салоны ювелирных изделий используют в интерьере цвета от естественно-белого до холодного, причём варьируют его в зависимости от представленных изделий. Световое решение подбирается к цвету металла: серебро и бриллианты более выигрышно смотрятся при холодном освещении, золоту же подходят более натуральные тона.

Кафе и рестораны

В сфере ресторанов и общепита используются тёплые оттенки, причем чем выше класс ресторана, тем ниже температура света. Так, заведение повышенной комфортности часто использует в интерьере освещение 1 800-2 800 К, рестораны быстрого питания — от 2 800 и до 4 000 К.

Гостиницы

Гостиницы, отели, как и торговые помещения, стараются использовать в своих помещениях тёплые, располагающие к уюту и спокойствию тона. Существует небольшая разница между оттенками в общественных местах гостиниц и отелей (вестибюль, коридоры) и номерах. И если в первых предпочитают более жёлтые цвета (2 000-3 000 К), то тон вторых приближен к более естественному — 3 000-4 200 К.

Офисы

Для офисов необходимы внимание и работоспособность сотрудников. В связи с этим предпочтителен свет нейтральных оттенков, близких к естественному.

Медицинские учреждения

В таких учреждениях как нигде требуются внимательность, сосредоточенность и ощущение чистоты. Поэтому наиболее подходящим считается использование освещения нейтрального и близкого к холодному тону.

Человеческий глаз устроен таким образом, что способен улавливать малейшие отклонения цветовой температуры. Ее изменения влияют на наше эмоциональное и психологическое состояние, и работоспособность. Именно поэтому при создании гармоничного и комфортного освещения нельзя пренебрегать фактами приведенными выше.

Как выбрать цветовую температуру?

Цветовая температура светодиодных лапм

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);
4300-4500 К — утреннее солнце и солнце в обеденное время;
4500-5000 К — ксеноновая дуговая лампа, электрическая дуга;
5000 К — солнце в полдень;
5500 К — облака в полдень;
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 — сумерки;
9500 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 К — ясное голубое небо в зимнюю пору;
20000 К — синее небо в полярных широтах.

Градации цветовой температуры.

Примерное разделение градаций цветовой температуры:

• Теплый белый (2700-3200К)
• Дневной белый (3500-4500К)
• Белый (5000-6000К)
• Холодный белый (6000-8000К).

Шкала температуры света наиболее распространенных источников 

Кривая излучения абсолютно черного тела в цветовом пространстве МКО 1931.

Кроме того, источники с одинаковой цветовой температурой могут различаться по цветовому тону света потому что все источники света, измеренные значения цветности которых лежат на одной линии, проведенной перпендикулярно кривой излучения абсолютно черного тела, имеют одинаковую цветовую температуру. По этой и по другим причинам производители светодиодов используют метод управления цветовыми вариациями (и другими характеристиками), известный как сортировка по бинам.Сортировка светодиодов по бинам*.

При изготовлении светодиодов, также как и любых других изделий, их параметры имеют определенные отклонения от номинальных значений, это относится и к цветовой температуре. Допустимые отклонения регламентируются стандартами, например, стандарт цветности C78.377A, разработанный Американским национальным институтом стандартов (ANSI) (таблица 2), определяет 8 номинальных значений цветовой температуры. Светодиоды, цвет которых соответствует указанному номинальному значению Тцв и цветовому диапазону, соответствуют стандарту.

 Стандарт ANSI C78.377A для Тцв                                                

Разница в цвете для светодиодов, соответствующих стандарту хорошо заметна, поэтому на практике производители разбивают каждый диапазон на несколько бинов (подклассов).

Одной из основных задач производителей светотехники является такое деление светодиодов на бины, которое сводит к минимуму различие цветов между отдельными осветительными приборами или между партиями такой продукции.

Изменения цветовой температуры располагаются на кривой излучения абсолютно черного тела, но изменения цвета светодиода располагаются также выше и ниже кривой излучения черного тела. Светодиоды, у которых цветовые координаты лежат выше кривой излучения абсолютно черного тела, имеют зеленоватый оттенок, а те, у которых ниже, — розоватый. На практике это означает, что указание цветовой температуры не обеспечивает одинаковый цвет.

Пример бинов светодиодов.

Каждый производитель предлагает свое разбиение на бины, например, компания OSRAM предлагает несколько бинов светодиодов с одной цветовой температурой. Каждый бин находится в пределах области, соответствующей стандарту ANSI для этой цветности. Хотя все 16 бинов, предлагаемых компанией OSRAM, соответствуют стандарту ANSI C78.377A для номинальной Тцв 2700 K, они отличаются по Тцв и цветовому тону. Поэтому необходимо учитывать бин светодиодов при установке светильников из разных партий одного производителя, либо разных производителей.

Температура цвета светодиодных ламп и восприятие человека

Цветовая температура светильников очень важна, от нее зависит как будет эмоционально влиять на человека окружающее пространство, восприниматься внешний вид объектов и их цвета. Большое значение имеет то, что разные источники света ассоциируются с определенной обстановкой. Например, теплый свет свечи оказывает расслабляющее действие, белое освещение ламп дневного света создает рабочую атмосферу, температура холодного света создает больший контраст, применяется при необходимости работ с высоким цветоразличением.

Существует нормативный документ, в котором содержатся рекомендации по подбору цветовой температуры в помещении различного назначения: СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение». В нем, в частности, для жилых помещений рекомендуется теплый свет, в помещениях, где выполняется зрительная работа — дневной 3000-4000К, в помещениях с высокими требованиями к цветоразличению более холодный свет до 5000-6000К.

Также там упоминается, что при большом количестве в освещаемом пространстве зеленых и синих объектов следует применять источники с цветовой температурой более 4000К, с большим количеством красных и желтых цветов — не более 3500К. Конечно, когда создавался данный нормативный документ применение светодиодных источников света было весьма ограничено, тем не менее, содержащаяся там информация может быть полезна и при их выборе. Например, осветительные диоды холодного света содержат большую долю синей части спектра, т.е. подчеркивают синие цвета, а в светодиодах теплого белого света синяя составляющая подавляется большим количеством желтого люминофора. Кроме этого, нужно учитывать индекс цветопередачи светодиодных источников, т.к. он не всегда на высоте в отличие от галогенных ламп, например, а только у отдельных более дорогих моделей.

Температуры свечения в кельвинах

Цветовые температуры светодиодных светильников

Цвет свечения влияет на расслабленность или, наоборот, бодрость и работоспособность человека. 

В доме, особенно в детской комнате, используйте цветовую температуру светодиодных ламп не более 3000 кельвинов. Такое освещение считается теплым. 

В офисах предпочтительна нейтральная световая температура ламп— 4000 кельвинов, а в хозяйственных блоках можно использовать яркий свет с холодным оттенком — 5000 кельвинов.

Мощность и её эквивалент

В лампочках LED-освещения используются светодиоды с разной эффективностью. Выбирайте не по мощности, а по ее эквиваленту.

Например, аналогичная обычной 60-ваттной лампочке мощность светодиодных ламп находится в промежутке 7 — 10Вт. Уловка, к которой прибегают производители, это изобретенная ими маркетинговая мощность. Они указывают её в бренд-зоне на лицевой части коробки, которая отличается от номинальной. 

В итоге покупателю достается, конечно, последняя. СЛ при том же световом потоке, что и лампочка Ильича, потребляет в несколько раз меньше электричества.

Напряжение

Если сравнить LED-лампы с лампочками Ильича, первые, конечно, более удобные. Лампочка Ильича обслуживается сетью 220В, а СЛ могут работать не только от сети, но и от источников питания 12В.

Сетевое напряжение по ГОСТ должно быть 230В, но допустимы и отклонения на 10% в разные стороны. В городских районах оно чаще стабильно, и скачки более редкие, а в селе можно наблюдать падение ниже 180 вольт.

Освещение от обычных лампочек при пониженном напряжении становится очень тусклым, 60-ваттная при минимально допустимом напряжении начинает светить как 40-ваттная при оптимальном. 

Чтобы освещение было достаточным, приходится использовать больше иллюминации, а это ведет к дополнительным расходам. Также можно заметить, что в момент скачков напряжения СЛ начинает сильнее пульсировать, это негативно сказывается на зрении. 

В СЛ установлены драйверы разных модификаций – специальные микросхемы, поддерживающие уровень света. К сожалению, этот показатель производители нечасто указывают на упаковке. 

Если используется линейный тип электронной схемы, то свет от СЛ будет мерцать и тускнеть. Если есть стабилизатор, то допустимо питание в широких диапазонах. Указанный на коробке спектр может не соответствовать действительности. Обращайте внимание на LED-лампочки с IC-драйвером.

Лампы на 12В могут работать от разных видов тока. В зависимости от цоколя при переменном токе будут иметь сильную пульсацию, что нежелательно для здоровья.

Индекс цветопередачи

От индекса цветопередачи зависит, насколько естественными будут цвета вещей в свете разных ламп. Для его обозначения используют Ra или CRI (color rendering index). При низком CRI цвета предметов будут хуже различаться, а ниже 80 в доме лучше не использовать. Очень хорошие СЛ имеют характеристики Ra больше 90.

Пульсация света

Узнать, есть ли у выбранной СЛ пульсация, можно в любом крупном магазине. Незаметным для человека этот показатель остается в пределах 35%, а желательный — не более 15%. 

Проверяя работоспособность, необходимо включить ее и направить камеру своего мобильного. Если полосы на экране телефона присутствуют, то пульсирует, если отсутствуют — нет. 

В первом случае их можно использовать для освещения нежилых помещений, так как пульсирующие лампы приводят к ухудшению самочувствия и негативно влияют на зрение.

Угол освещения

Угол освещения напрямую зависит от того, как расположены светодиоды внутри. Если используются светодиодные нити, то угол освещения будет таким же широким, как и у стандартной лампы. 

Например, СЛ, имеющие колпак в виде полусферы, светят только вперед. Тогда при установке их в светильник функциональность освещения теряется. Выбирайте СЛ, у которых просвечивающийся колпак занимает площадь больше корпуса. Для настольного светильника подойдет лампа с углом 120°, а для основного — 360°.