Jak vybrat správný LED zdroj světla pro osvětlení do země?
S rostoucí poptávkou po úsporách energie a ochraně životního prostředí stále častěji používáme LED světla pro návrh podlahového osvětlení. Trh s LED diodami je v současnosti směsicí ryb a draků, dobrých i špatných. Různí výrobci a firmy se usilovně snaží propagovat své vlastní produkty. Vzhledem k tomuto chaosu je podle nás lepší nechat ho poslat na test, než poslouchat.
Společnost Eurborn Co., Ltd. se zaměřuje na výběr LED osvětlení do země, které zahrnuje vzhled, odvod tepla, rozptyl světla, oslnění, instalaci atd. Dnes se nebudeme zabývat parametry lamp a luceren, ale pouze světelným zdrojem. Víte, jak si vybrat dobrý LED světelný zdroj? Hlavní parametry světelného zdroje jsou: proud, výkon, světelný tok, útlum světla, barva světla a podání barev. Dnes se zaměříme na poslední dvě položky a nejprve si stručně povíme o prvních čtyřech.
Zaprvé si často říkáme: „Kolik wattů světla chci?“ Tento zvyk navazuje na předchozí tradiční světelný zdroj. Tehdy měl světelný zdroj pouze několik pevných výkonů, v podstatě jste si mohli vybrat pouze mezi těmito výkony, nebylo možné jej volně upravovat, a u dnešních LED se napájení mírně změní, výkon se okamžitě změní! Když je stejný LED světelný zdroj pro zapuštěné osvětlení napájen větším proudem, výkon se sice zvýší, ale způsobí to snížení účinnosti světla a zvýšení útlumu světla. Viz obrázek níže.
Obecně řečeno, redundance = plýtvání. Ale šetří to pracovní proud LED. Když budicí proud dosáhne maximální povolené hodnoty za daných okolností, snížení budicího proudu o 1/3 je sice ztráta světelného toku velmi omezená, ale výhody jsou obrovské:
Útlum světla je výrazně snížen;
Životnost se výrazně prodlužuje;
Výrazně zlepšená spolehlivost;
Vyšší využití energie;
Proto by pro dobrý LED světelný zdroj pro osvětlení země měl být proudový proud přibližně 70 % maximálního jmenovitého proudu.
V tomto případě by si měl projektant přímo vyžádat světelný tok. O tom, jaký výkon použít, by měl rozhodnout výrobce. To má výrobcům pomoci usilovat o účinnost a stabilitu, místo aby obětovali účinnost a životnost slepým zvyšováním výkonu světelného zdroje.
Výše uvedené zahrnují tyto parametry: proud, výkon, světelný tok a útlum světla. Mezi nimi existuje úzký vztah a při používání byste jim měli věnovat pozornost: Který z nich skutečně potřebujete?
Světlá barva
V éře tradičních světelných zdrojů se, pokud jde o teplotu chromatičnosti, každý zajímá pouze o „žluté a bílé světlo“, nikoli o problém s odchylkami barvy světla. Teplota chromatičnosti tradičního světelného zdroje je však pouze taková, stačí si jeden vybrat a obecně se nic moc nezkazí. V éře LED jsme zjistili, že barva světla u pozemního osvětlení má mnoho a nejrůznějších druhů. I stejná sada korálků se může lišit velmi podivně a velmi odlišně.
Všichni říkají, že LED jsou dobré, energeticky úsporné a šetrné k životnímu prostředí. Ale existuje opravdu mnoho firem, které LED diody kazí! Následuje rozsáhlý projekt, který mi poslal kamarád, jehož cílem je reálná aplikace slavné tuzemské značky LED lamp a luceren. Podívejte se na toto rozložení světla, konzistenci teploty barev, toto slabé modré světlo…
Vzhledem k tomuto chaosu svědomitá továrna na LED osvětlení, která je zabudována do země, slíbila zákazníkům: „Naše lampy mají odchylku teploty chromatičnosti v rozmezí ±150K!“ Při výběru produktu společnost uvádí: „Požadovaná odchylka teploty chromatičnosti korálků lampy je v rozmezí ±150K.“
Tato hodnota 150 K je založena na závěru citujícím tradiční literaturu: „Odchylka teploty chromatičnosti je v rozmezí ±150 K, což je pro lidské oko obtížně detekovatelné.“ Věří se, že pokud je teplota chromatičnosti „v rozmezí ±150 K“, lze se nesrovnalostem vyhnout. Ve skutečnosti to tak jednoduché není.
Například v místnosti pro stárnutí v této továrně jsem viděl dvě skupiny světelných tyčí s evidentně odlišnými barvami světla. Jedna skupina měla normální teplou bílou barvu a druhá skupina měla evidentně odlišné světlo. Jak je znázorněno na obrázku, mezi těmito dvěma světelnými tyčemi jsme mohli najít rozdíl. Jedna byla načervenalá a druhá nazelenalá. Podle výše uvedeného tvrzení by i lidské oko dokázalo tento rozdíl rozeznat, rozdíl v teplotě barev musí být samozřejmě vyšší než 150 K.
Jak vidíte, dva světelné zdroje, které lidskému oku vypadají zcela odlišně, mají rozdíl v „korelované teplotě chromatičnosti“ pouhých 20 K!
Není závěr, že „odchylka teploty chromatičnosti je v rozmezí ±150K, což je pro lidské oko obtížné detekovat“, chybný? Nebojte se, dovolte mi to pomalu vysvětlit: Dovolte mi hovořit o dvou pojmech – teplotě chromatičnosti vs. (CT) korelované teplotě chromatičnosti (CCT). Obvykle se „teplotou chromatičnosti“ světelného zdroje zmiňujeme o světle v zemi, ale ve skutečnosti ve zkušební zprávě obvykle uvádíme sloupec „korelovaná teplota chromatičnosti“. Definice těchto dvou parametrů je uvedena v „Normě pro architektonické osvětlení GB50034-2013“.
Teplota barev
Pokud je chromatika světelného zdroje při určité teplotě stejná jako chromatika černého tělesa, je absolutní teplota černého tělesa barevnou teplotou světelného zdroje. Také známá jako chroma. Jednotkou je K.
Korelovaná teplota barev
Pokud se bod chromatičnosti světelného zdroje v pozemním světle nenachází na lokusu černého tělesa a chromatika světelného zdroje je nejblíže chromatičnosti černého tělesa při určité teplotě, je absolutní teplota černého tělesa korelovaná teplota chromatičnosti světelného zdroje, označovaná jako korelovaná teplota chromatičnosti. Jednotkou je K.
Zeměpisná šířka a délka na mapě označují polohu města a hodnota souřadnic (x, y) na „mapě barevných souřadnic“ označuje polohu určité barvy světla. Podívejte se na obrázek níže, pozice (0,1, 0,8) je čistě zelená a pozice (07, 0,25) je čistě červená. Střední část je v podstatě bílé světlo. Tento druh „stupně bělosti“ nelze popsat slovy, proto existuje pojem „teplota barev“. Světlo vyzařované wolframovou žárovkou při různých teplotách je na diagramu barevných souřadnic znázorněno jako čára nazývaná „lokus černého tělesa“, zkráceně BBL, nazývaná také „Planckova křivka“. Barva vyzařovaná zářením černého tělesa, kterou naše oči vnímají jako „normální bílé světlo“. Jakmile se barevná souřadnice světelného zdroje odchýlí od této křivky, myslíme si, že má „barevný nádech“.
Naše nejstarší wolframová žárovka, bez ohledu na to, jak je vyrobena, může svou barvu světla dopadat pouze na tuto čáru, která představuje studené a teplé bílé světlo (tlustá černá čára na obrázku). Barvu světla v různých pozicích na této čáře nazýváme „teplotou chromatičnosti“. Nyní, když je technologie pokročilá, bílé světlo, které jsme vytvořili, má barvu světla dopadající na tuto čáru. Můžeme najít pouze „nejbližší“ bod, odečíst teplotu chromatičnosti tohoto bodu a nazvat ji „korelovanou teplotou chromatičnosti“. Teď už to víte? Neříkejte, že odchylka je ±150K. I když mají dva světelné zdroje přesně stejnou teplotu chromatičnosti, barva světla se může značně lišit.
Přibližte si „izotermu“ 3000K:
LED světelný zdroj pro osvětlení země nestačí jen říct, že teplota chromatičnosti není dostatečná. I kdyby každý měl 3000K, budou existovat červené nebo nazelenalé barvy.“ Zde je nový indikátor: SDCM.
Stále s použitím výše uvedeného příkladu, tyto dvě sady světelných tyčí, jejich „korelovaná teplota chromatičnosti“ se liší pouze o 20K! Dá se říci, že jsou téměř identické. Ve skutečnosti se ale jedná o evidentně odlišné barvy světla. Kde je problém?
Pravda je však taková: podívejme se na jejich SDCM diagram
Obrázek nahoře ukazuje teple bílou barvu 3265K vlevo. Věnujte prosím pozornost malé žluté tečce vpravo od zelené elipsy, což je poloha zdroje světla na chromatickém diagramu. Obrázek níže je vpravo nazelenalý a jeho poloha přesahuje červený ovál. Podívejme se na polohy dvou zdrojů světla na chromatickém diagramu ve výše uvedeném příkladu. Jejich nejbližší hodnoty k křivce černého tělesa jsou 3265K a 3282K, které se zdají lišit pouze o 20K, ale ve skutečnosti je jejich vzdálenost velká.
V testovacím softwaru není čára 3200K, pouze 3500K. Nakresleme si sami kruh s 3200K:
Čtyři kruhy žluté, modré, zelené a červené představují 1, 3, 5 a 7 „kroků“ od „dokonalé barvy světla“. Nezapomeňte: pokud je rozdíl v barvě světla do 5 kroků, lidské oko jej v podstatě nedokáže rozlišit, to stačí. Nová národní norma rovněž stanoví: „Tolerance barev při použití podobných světelných zdrojů by neměla být větší než 5 SDCM.“
Podívejme se: Následující bod se nachází do 5 kroků od „dokonalé“ barvy světla. Myslíme si, že je to krásnější barva světla. Pokud jde o výše uvedený bod, bylo provedeno 7 kroků a lidské oko jasně vidí jeho barevný odstín.
K vyhodnocení barvy světla použijeme SDCM, takže jak tento parametr změřit? Doporučuje se, abyste si s sebou vzali spektrometr, bez legrace, přenosný spektrometr! V přízemním světle je přesnost barvy světla obzvláště důležitá, protože načervenalé a nazelenalé barvy jsou nevzhledné.
A další je index podání barev.
Mezi pozemní osvětlení, které vyžaduje vysoký index podání barev, patří osvětlení budov, jako jsou nástěnné svítidla používaná pro osvětlení povrchu budov a světlomety používané pro pozemní osvětlení. Nízký index podání barev vážně poškodí krásu osvětlené budovy nebo krajiny.
Pro vnitřní použití se důležitost indexu podání barev projevuje zejména v osvětlení obytných budov, maloobchodních prodejen, hotelů a dalších příležitostí. Pro kancelářské prostředí nejsou charakteristiky podání barev tak důležité, protože kancelářské osvětlení je navrženo tak, aby poskytovalo nejlepší osvětlení pro provádění práce, nikoli pro estetiku.
Podání barev je důležitým aspektem hodnocení kvality osvětlení. Index podání barev je důležitou metodou pro hodnocení podání barev světelných zdrojů. Je to důležitý parametr pro měření barevných charakteristik umělých světelných zdrojů. Široce se používá k hodnocení umělých světelných zdrojů. Vlivy produktu při různých hodnotách Ra:
Obecně řečeno, čím vyšší je index podání barev, tím lepší je podání barev světelného zdroje a tím silnější je schopnost obnovit barvu objektu. Ale to je pouze „obyčejně řečeno“. Je to skutečně tak? Je absolutně spolehlivé používat index podání barev k vyhodnocení schopnosti reprodukce barev světelného zdroje? Za jakých okolností budou existovat výjimky?
Abychom si tyto otázky vyjasnili, musíme nejprve pochopit, co je index podání barev a jak se odvozuje. CIE dobře stanovila soubor metod pro hodnocení podání barev světelných zdrojů. Používá 14 testovacích vzorků barev, testovaných se standardními světelnými zdroji k získání řady hodnot spektrálního jasu, a stanoví, že index podání barev je 100. Index podání barev hodnoceného světelného zdroje se porovná se standardním světelným zdrojem podle souboru výpočetních metod. 14 experimentálních vzorků barev je následujících:
Mezi nimi se č. 1-8 používá pro vyhodnocení obecného indexu podání barev Ra a je vybráno 8 reprezentativních odstínů se střední sytostí. Kromě osmi standardních barevných vzorků použitých pro výpočet obecného indexu podání barev poskytuje CIE také šest standardních barevných vzorků pro výpočet indexu podání barev speciálních barev pro výběr určitých speciálních vlastností podání barev světelného zdroje, a to sytějších odstínů červené, žluté, zelené, modré, evropské a americké barvy pleti a listová zeleň (č. 9-14). Metoda výpočtu indexu podání barev světelného zdroje v mé zemi také přidává R15, barevný vzorek reprezentující odstín pleti asijských žen.
Zde nastává problém: hodnota indexu podání barev Ra se obvykle získává na základě podání barev 8 standardních barevných vzorků světelným zdrojem. Těchto 8 barevných vzorků má střední sytost a světlost a všechny se jedná o nenasycené barvy. Měření podání barev světelného zdroje se spojitým spektrem a širokým frekvenčním pásmem je dobrý výsledek, ale způsobí to problémy při vyhodnocení světelného zdroje se strmým průběhem vlny a úzkým frekvenčním pásmem.
Index podání barev Ra je vysoký, musí být podání barev dobré?
Například: Testovali jsme 2 v pozemním osvětlení, viz následující dva obrázky, první řádek každého obrázku představuje výkon standardního světelného zdroje na různých barevných vzorcích a druhý řádek představuje výkon testovaného LED světelného zdroje na různých barevných vzorcích.
Index podání barev těchto dvou LED světelných zdrojů pro osvětlení země, vypočítaný podle standardní zkušební metody, je:
Horní má Ra=80 a spodní Ra=67. Překvapení? Hlavní důvod? Vlastně jsem o tom už mluvil výše.
U jakékoli metody mohou existovat místa, kde není použitelná. Takže pokud se jedná o specifický prostor s velmi přísnými požadavky na barvy, jakou metodu bychom měli použít k posouzení, zda je určitý světelný zdroj vhodný k použití? Moje metoda je možná trochu hloupá: podívejte se na spektrum světelného zdroje.
Následuje spektrální rozložení několika typických světelných zdrojů, a to denního světla (Ra100), žárovky (Ra100), zářivky (Ra80), určité značky LED (Ra93) a halogenidové výbojky (Ra90).
Čas zveřejnění: 27. ledna 2021
