Что такое кельвин в освещении

Что такое кельвин в освещении

Одной из важных характеристик любого источника искусственного света является цветовая температура (Тс). Говоря простым языком, этот параметр показывает, каким является световой оттенок – теплым и желтоватым, нейтрально белым или голубовато-холодным. Цвет свечения светодиодных ламп, в отличие от ламп других типов, может находиться в гораздо более широком диапазоне значений. Именно поэтому в лампочках на основе светодиодов параметру Tс уделяют особое значение.

Единица измерения

С точки зрения физики, цветовая температура (Tс) характеризует интенсивность излучения источника света в рабочем спектре частот и функционально зависит от длины волны. Она влияет на цветовое восприятие человеческим глазом освещаемых предметов. Измеряют её в градусах Кельвина (°K).

В некоторых случаях, как более удобная величина, используется значение в миредах (M). Миред, или обратный микроградус, равен одному миллиону, деленному на величину Тс в кельвинах.

Температура светового оттенка светодиодов, используемых в светильниках общего и дополнительного освещения, задаётся с помощью слоя люминофора. Способ нанесения люминофора, химический состав и толщина его слоя являются определяющими факторами для будущих цветовых и яркостных характеристик светодиодной лампы.

СП 52.13330.2011

Цвет любого физического тела определяется его спектральным составом и характером освещения, которое воздействует на него. Это означает, что при освещении одного и того же предмета светодиодными лампами с различной цветовой температурой, этот предмет будет иметь разные оттенки. С целью задания определённых норм был разработан СП 52.13330.2011 «Естественное и искусственное освещение».

СП 52.13330.2011 – это актуализированная редакция СНиП 23-05-95, действующего на территории России до 20 мая 2011 года.

СП 52.13330.2011 устанавливает нормы для всех видов освещения, применяемого в зданиях и сооружениях, на производстве и в открытых зонах. Касательно цветности света, в документе предусмотрено использование искусственных источников, температура цвета которых не должна выходить за рамки 2400-6800°K.

Помимо ряда норм и правил, в СП 52.13330.2011 представлены рекомендации по освещению различных типов помещений. Например, в жилых помещениях рекомендуется использовать создающие атмосферу уюта желтовато теплый световые температуры, а в рабочих помещениях – более холодные, способствующие рабочей атмосфере.

Важность и подбор правильного светового оттенка

Научно доказано, что оттенок света влияет на психологическое воздействие пространства и способен значительно изменить восприятие внешнего вида освещаемых предметов. И также доказано, что правильный выбор световой температуры может благоприятно повлиять на поведение человека. Например, в ювелирном магазине хорошо подобранный оттенок подсветки витрины подчеркивает красоту товара и способствует продажам.
Цветовая температура светодиодных ламп напрямую влияет на комфорт в освещаемом помещении. По значению Tс все LED лампы принято делить на 3 группы:

  • тёплого свечения 2700–3500°K;
  • нейтрального свечения 3500–5300°K;
  • холодного свечения 5300–6800°K.

Светодиодные лампы тёплых тонов идеальны для дома и освещения жилых комнат, так как их свет наименее раздражителен для глаз. Тёплые тона придают предметам желтизны и создают атмосферу вечернего времени суток. Стоит отметить, что LED светильники тёплого свечения незаменимы для организации освещения в местах отдыха.

Нейтральный свет применяется в освещении производственных помещений и офисов. Светодиодные лампы с Tс=4000-4500°K способствуют повышению работоспособности, что доказано практическими исследованиями. Дальнейшее увеличение цветовой температуры с переходом в область холодного приводит к резкой утомляемости и нервному перенапряжению. В рамках квартиры светодиодным лампам нейтрального света также найдётся применение:

  • в качестве основного освещения ванной комнаты;
  • в настольных светильниках, предназначенных для подсветки рабочего места учащихся;
  • на кухне в месте приготовления пищи.

Светодиодные лампы с Tс более 5300°K можно устанавливать только в нежилых помещениях и на рабочих местах, где кратковременно требуется высокая концентрация внимания. Кроме этого их эффективно используют в аварийном освещении.

В заключение еще раз стоит отметить, что цветовая температура светодиодных ламп является важной характеристикой, для подбора которой существует множество таблиц. Но выбирать светодиодную лампу только по параметру светового оттенка однозначно не стоит. Правильный выбор возможен только с учетом всех технических особенностей.

Одним из факторов, которые учитывают при выборе светодиодных ламп, является цветовая температура. От ее величины во многом зависит характер освещения. Давайте разберем: что это такое, и как она влияет на наше визуальное восприятие подсветки доступным языком.

Понятие цветовой температуры

Температура света это диапазон волн, который излучает источник освещения. Наше зрение воспринимает не весь спектр, но мы можем видеть, что некоторые лампы рассеивают теплый желтоватый оттенок, другие нейтральный белый свет, или холодный голубой.

Именно этот параметр определяет, какой оттенок будет доминировать при свечении. При повышении этого показателя цвет визуально будет смещаться в сторону синего оттенка.

Для человека более комфортно применять лампы, излучение которых максимально приближено к дневному свету.

Что измеряется в кельвинах

Для определения цветовой температуры применяется единица измерения градус Кельвина. Точкой отсчета является 0 градусов Кельвина. Это абсолютно черное тело, которое не испускает излучение.

Каждый объект при нагреве, начинает рассеивать поток волн разной длины, который становится видимым светом. Так при нагреве:

  • До 530˚С мы видим свечение темно-бордового цвета, что соответствует (800 К).
  • До 1030˚С – ярко-алый оттенок. Его можно наблюдать, если раскалить некоторые виды сплавов (1200 К).
  • До 1730˚С – темно-оранжевое свечение. Такой оттенок имеет затухающее пламя или раздуваемые угли (2000 К).
  • До 2230˚С – светло-желтое излучение, наблюдается при утреннем свете (2500 К).
  • До 5230˚С – нейтральный поток, такой дает солнце в зените (5500 К).
  • До 8730˚С — холодный синий, наблюдается при ядерной вспышке (9000 К).
Читайте также:  Установить входную дверь в дом своими руками

Шкала цветовой температуры

По-другому называется колориметрический показатель. Он указывается на упаковке светильников. Исходя из этих параметров можно, определить в каком диапазоне лампа будет освещать комнату. Для комфортного пребывания (чтобы свет не раздражал глаза), нужно заранее выяснить, какой спектр предпочтительней для каждого помещения: теплый, нейтральный, холодный.

Иногда не удается подобрать светильник с нужной температурой. Тогда можно комбинировать лампы холодного и теплого диапазона.

Индекс цветопередачи светодиодных ламп

Он показывает, насколько ясно будут различаться цвета в определенном спектре излучения. Например, в сумерках визуально цвета тускнеют и могут сливаться, при этом синий и бордовый могут восприниматься зрением одинаково.

В таблице представлено соотношение источников света с цветовой температурой и индексом цветопередачи (измеряется от 0 до 100):

Тон Источник света Цветовая температура Индекс цветопередачи

Холодный

Пасмурное небо 6500 84 УФ элемент дневного света 6300 85 Ртутная лампа 5900 22

Нейтральный

Флуоресцентные светильники

5000 82 4500 65 3500 75 3000 80 2700 76 Солнечное излучение в зените 4500 90 Галогеновый элемент 3700 65

Теплый

Вольфрамовый элемент 3000 100 Лампа накаливания 2100–3000 100 Натриевая лампа высокого давления 2000 21 Солнце на восходе 1900 16

Холодный диапазон волн, позволяет им рассеиваться дальше. Для комфортного освещения и приемлемой цветопередачи индекс не должен опускаться ниже 80.

Маркировка цветовой температуры

На упаковке производители указывают колориметрические характеристики. Иногда в виде диаграммы по оттенкам или указанием градусов Кельвина. Также этот показатель проставляется на цоколе вместе с мощностью, напряжением и проч.

Связь с освещением

Визуально определить спектр излучения не всегда получается. На восприятие влияет: цвет стен, мебели, наличие естественного освещения, которое меняется в течение дня, площадь комнаты. Чтобы удобней было ориентироваться в большом количестве показателей, на основе средних характеристик источников подсветки разработаны СанПины.

Они устанавливают рекомендации по нормативам для всех типов помещений.

  • Для жилых квартир и домов рекомендованы светильники белого теплого спектра от 2800 до 3500 К. Это лампы накаливания либо флуоресцентные.
  • Для санузлов, коридоров в квартирах, офисах, поликлиниках, школах устанавливают нейтральный свет 3700–5500 К.
  • Для операционных, лабораторий, уличной подсветки применяют холодный белый диапазон 5500–7500 К.

Цветовая температура и восприятие человека

Спектр освещения напрямую влияет на настроение и настрой человека. Наш организм генетически настроен на сменяющиеся циклы. Поэтому каждый диапазон вызывает определенную ответную реакцию.

Например, теплое излучение преобладает в солнечном излучении утром и вечером. Светильники теплого света помогают утром без стресса выйти из сна. Вечером наоборот успокаивают и готовят к ночному отдыху.

Нейтральный белый поток воспринимается как полдень и настраивает на активную работу, помогает сконцентрироваться. Поэтому он используется в помещениях, где люди работают либо учатся целый день.

Холодный синий поток вызывает чувство тревоги и при кратком воздействии позволяет быстро настроиться на тяжелые физические и умственные нагрузки. При длительном действии вызывает апатию, заторможенность, стресс.

Советуем посмотреть видео:

В заключение

Правильный выбор подсветки поможет сделать интерьер более уютным либо стимулировать эффективную работу. Наш глаз не всегда может уловить разные оттенки, поэтому важно знать показатели излучения источников света. Слишком яркий или тусклый свет может привести к ухудшению здоровья и проблемам со зрением. Придерживайтесь наших рекомендаций и делитесь своим опытом в комментариях и социальных сетях.

Люксы, люмены, кельвины, ватты – что означают эти основные технические термины, которые используются в характеристиках светодиодных и других ламп применяемых для освещения?

Знание этих основных технических терминов поможет вам при выборе светодиодных светильников.

Для начала разберемся как работает светодиод, который используется как источник света в светодиодных светильниках.

Привычные нам лампы накаливания светятся потому, что электрический ток, который проходит через тончайшую нить накаливания, сделанную из тугоплавкого металла (как правило, это вольфрам) разогревает ее до такой температуры, что она начинает излучать свет.

Примечание: Вольфрам — самый тугоплавкий металл. Его температура плавления — 3422 °C, кипения — 5555 °C. Примерно такую же температуру имеет фотосфера Солнца.

Свет же, изучаемый светодиодом, – это результат движения электронов в особом полупроводниковом материале. Современные технологии позволяют создавать светодиоды со сроком службы до 20 лет (более 35 000 часов).

Свечение возникает при рекомбинации электронов и дырок в области p-n-перехода. Это область, где соприкасаются полупроводники p и n типа, в результате чего один тип проводимости переходит к другому.

Анод (р-типа) – полупроводник, носитель положительного заряда (дырки)

Катод (n-типа) – отрицательный электрод (n-тип содержит электроны проводимости как носители заряда).

Внешняя поверхность катода и анода содержит контактные металлические площадки с припаянными выводами. Когда к аноду подается положительный заряд электричества, а к катоду отрицательный, то на р-n переходе между кристаллом катодом начинает течь ток.

Если включение прямое, то электроны из n и области и дырки из p-области устремятся навстречу друг другу. В процессе легирования (обмена электронами) на границе дырочно — электронного перехода произойдет их обмен.

Если отрицательное напряжение подается со стороны материала n-типа, то происходит прямое смещение.

При рекомбинации (обмене) выделяется энергия в виде фотонов.

Чтобы поток фотонов преобразовать в видимый свет, материал подбирают так, что длина волны фотонов находится в пределах видимой области цветового спектра длиной волны от 700 до 400 нм.

Читайте также:  Обзор зарядных устройств для пальчиковых аккумуляторов

Световой поток – количественная характеристика излучения, которая излучается источником света. Единица измерения – люмен (лм, англ. lm)

Световой поток – это полное количество света, которое излучает данный источник света.

Сила света – отношение светового потока, направляемого от источника света в пределах элементарного пространственного угла (1 стерадиан), охватывающего данное направление, к этому углу. Единица измерения – кандела (кд)

Простыми словами: Сила света – это плотность светового потока

Освещенность – поверхностная плотность светового потока, падающего на единицу поверхности. Единица измерения – люкс (лк, англ. lx).

Освещенность прямо пропорциональна силе света. Т.е при удалении от поверхности освещенность уменьшается и наоборот – чем ближе источник света к поверхности (лампочка), тем менее мощной она должна быть. Обычно нормируется горизонтальная освещенность (в горизонтальной плоскости).

Мощность освещения – величина яркости освещения на единицу площади, т.е. принимаемого света. Например, яркость солнечного света достигает 100 000 Люкс, в тени – 10 000 Люкс, в освещенной комнате – около 300 Люкс

Цветовое ощущение – общее, субъективное ощущение, которое человек испытывает, когда смотрит на источник света. Свет может восприниматься как теплый белый, нейтральный белый, холодный белый. Объективное впечатление от цвета источника света определяется цветовой температурой, измеряемой в Кельвинах (К)

Яркость – это отношение интенсивности света, излучаемого объектом в заданном направлении к проекции поверхности этого объекта на плоскость, перпендикулярную к этому направлению. Яркость непосредственно связана с уровнем зрительного ощущения, а распределение яркости в поле зрения (например в интерьере) характеризует качество (или степень комфортности, удобства) освещения. Единица измерения – кд/м 2

Интегрированный драйвер – имеется ввиду, что пуско-регулирующий прибор является неотъемлемой частью электронной схемы светильника (т.е. размещается на одной плате с источником света)

Единицы измерения

Ватт (Вт, англ. W) – количество потребляемой энергии. Единица измерения Вт (W)
Применительно к освещению, количество Ватт, которое указывает производитель на упаковке, характеризуют не яркость устройства, не количество света, которое будет излучать лампочка, а только количество электроэнергии, которое использует источник (лампочка) за один час работы.

Чтобы понять точно, сколько дает света лампочка, правильнее будет обратить внимание на количество люменов или кандел.

При покупке обычных ламп накаливания количество Ватт, указанных на маркировке лампочки, определяет насколько ярко будет она светить. Но у светодиодов, этот показатель имеет совсем другое значение, т.к. они имеют совершенно другой принцип работы.

Но можно все же провести параллель между яркостью ламп накаливания и светодиодными светильниками, ориентируясь только на мощность. Для этого даже существуют специальные сравнительные таблицы.

Самый простой способ перевода мощности в люмены для обычной лампы накаливания:

Количество Ватт умножаем на 10, и получаем приблизительное количество люменов.

Например, если вам нужно столько света, сколько дает обычная 60Вт лампа, ищите лампу примерно 600 люменов. Это может быть светодиодный светильник мощностью приблизительно в 8-12 Ватт.

Это хорошо видно в приведенной сравнительной таблице.

Лампа накаливания,
мощность в Вт

Люминесцентная лампа,
мощность в Вт

Светодиодная лампа,
мощность в Вт

Световой поток, Лм

Люмен (лм, англ. – lm) – единица измерения светового потока источника света. Она определяет количество света, излучаемое источником света.

Один люмен (1 Лм) – это световой поток, который излучается в единичном телесном угле величиной в 1 стерадиан, равнонаправленным точечным источником, расположенным в центре сферы единичного радиуса, и имеющий интенсивность 1 кандела. (1лм = 1кд *ср). Источник света со световым потоком в 1 Лм, равномерно освещающий поверхность 1 кв.м создает освещенность 1 Люкс.

Люмены определяют, сколько света испускает лампа во всех направлениях. Чем больше света, тем больше число люменов. Это следует учесть при выборе светодиодной лампы. Люмен для лампочки аналогичен литру для емкости, килограммам для весовой продукции или метрам для линейной. Т.е. светодиодный светильник с большим количеством люменов даст более яркий свет (как больший объем вместит больше воды). Меньшее количество люменов даст меньше света.

Но яркость и количество люменов может сильно разниться. Следует учитывать также и другие характеристики, такие как температура цвета, яркость, освещенность и сила света.

Стоит также помнить, что Люмен – это полный световой поток от источника. И это измерение обычно не принимает во внимание сосредотачивающую эффективность отражателя или линзы, а поэтому не является прямым параметром оценки яркости или полезной производительности луча светильника. У широкого светового луча может быть тот же самый показатель люмен, как и у узкосфокусированного.

Люмены не могут использоваться, чтобы определить интенсивность луча, потому что оценка в люменах включает в себя весь рассеянный и бесполезный свет.

Люкс – единица освещенности, используемая в системе СИ. Люкс равен освещенности поверхности площадью 1 кв.м. при световом потоке от источника в 1 лм (Лм/м 2 ).

Если собрать 100 люменов и спроецировать их на площадь в 1 квадратный метр, то показатель освещённости этой области составит 100 люкс. А если аналогичный световой поток в 100 люменов направить на 10 квадратных метров, то освещённость составит всего 10 люкс.

Интересно: Человеческий глаз – очень чувствительный орган, который чувствует освещенность силой в 0,001 люкса. Такую величину можно сравнить с пламенем свечи, которое человеческий глаз может распознать на расстоянии 1 км.

Фот – единица освещенности в системе CГC. Равен 10 000 люксам.

Кандела (кд, cd – от лат. candela – свеча) – единица измерения силы света. Одна кандела (1 кд) равна силе света, который излучает одна свеча.

Читайте также:  Самодельные открытки на день учителя простые

Канделы используют для измерения света, идущего в одном направлении, например, для зеркальных ламп. Чем больше света, тем больше количество кандел. Кандела соответствует эталону, который входит в Международую систему основных единиц (СИ).

Кельвин – К . Показатель цветовой температуры – характеристики распределения интенсивности излучения источника света как функции длины волны в оптическом диапазоне. Температура абсолютно черного тела, при которой оно дает излучение с той же хроматичностью, что и данное излучение. Цветовая температура характеризует спектральный состав излучения источника света.

Кельвин (К) – это характеристика источников света, которая определяет цветность ламп и цветовую тональность (теплая, нейтральная и холодная) освещаемого лампами пространства. Выражается в температурной шкале Кельвина (К).

Полный спектр освещения излучается Солнцем и состоит из различных длин волн. В комбинации они белые или желтые, в зависимости от времени суток, но по отдельности имеют разные цвета. Эти параметры относятся к цветовому спектру излучения лампы. Цветовая температура света (К) в Кельвинах не указывает на спектральный состав света лампы – она показывает, как воспринимает цвет света от данной лампы человеческий глаз. Это характеристика, связанная именно с восприятием. Чем ниже цветовая температура, тем больше доля красного и меньше доля синего. Чем выше цветовая температура, тем больше доля синего и зеленого.

Белый цвет лежит в диапазоне 5500-6500К. Ниже 5500К свет лампы становится с желтым или оранжевым оттенком. А при значениях выше 6500К – синего цвета.

2700-3000К – теплый свет – излучение преобладает в красной части спектра

4000-4200К – холодный свет – излучение распределено по всему спектру

5200-6500К – дневной свет – излучение преобладает в синей части спектра

8000-25000К – ультрафиолетовое излучение

Кельвин (K) – единица термодинамической температуры, один Кельвин равен 1/273,16 части термодинамической температуры тройной точки воды
Тройная точка воды – температура 273,16 К и давление 61,1657 Па, при которых вода может одновременно и равновесно существовать в виде трех фаз – в твердом, жидком и газообразном состояниях.

Шкала цветовых температур распространенных источников света

800 К – начало видимого темно-красного свечения раскаленных тел;
1800 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 К – газонаполненные лампы накаливания с вольфрамовой спиралью;
3000 К – лампа накаливания 200 Вт, галогенная лампа;
3200 К – типичные киносъемочные 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;
4400 K – утреннее солнце и солнце в обеденное время;

4800 К – ксеноновая дуговая лампа, электрическая дуга;
5000 К – солнце в полдень;
5500 К – облака в полдень;
5550 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;
10 000 К – источник света с «бесконечной температурой», используемый в риф-аквариумах (актиниевый оттенок голубого цвета);
15 000 К – ясное голубое небо в зимнюю пору;
20 000 К – синее небо в полярных широтах;

CRI (англ. – Color Rendering Index ) – индекс передачи цвета. Параметр, который характеризует уровень соотношения естественного цвета тела при освещении его источником света. Единица измерения – Ra.

Индекс передачи цвета (или коэффициент цветопередачи) – это отношение цветов предметов при освещении их данным источником света к цветам этих же предметов, освещаемых источником света, принятым за эталон (чаще всего Солнцем), в строго определенных условиях.

Он говорит о том, насколько близки к "истинным" будут видны цвета объектов, при рассматривании их при свете лампы. Под "истинным" понимают цвет, который рассматривается с использованием тестового источника.

Ra имеет значения от 0 до 100. Ra = 0 – соответствует свету, который не передает цветов вообще, например, черно-белый телевизор. Ra = 100 – соответствует источнику света, который передает цвета также как и тестовый источник (эталон).

Ra 91-100 – соответствует очень хорошей цветопередаче

Ra 81-91 – хорошая цветопередача

Ra 51-80 – средняя цветопередача

Защита IP – Код защиты оболочки или код IP (англ. – Ingress Protection Rating) – система классификации степеней защиты корпуса электрооборудования от проникновения твердых предметов, пыли и воды в соответствии c международными стандартами IEC 60529[1] (DIN 40050[2], ГОСТ 14254-96[3]). Все осветительные приборы для улицы или ванной должны быть защищены от повреждения твердыми предметами или водой. В системе IP степень защиты обозначается двумя числами, например IP65. Чем больше эти числа, тем лучше защита.

Подобрать и купить светодиодные светильники вы можете на нашем сайте в разделе

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector