Wie wählt man die richtige LED-Lichtquelle für Bodeneinbauleuchten aus?
Mit der wachsenden Nachfrage nach Energieeinsparung und Umweltschutz setzen wir zunehmend LED-Leuchten für Bodeneinbauleuchten ein. Der LED-Markt ist derzeit eine Mischung aus Fisch und Drache, Gut und Böse. Verschiedene Hersteller und Unternehmen drängen mit Nachdruck auf die Vermarktung ihrer eigenen Produkte. Angesichts dieses Chaos ist es unserer Meinung nach besser, ihn testen zu lassen, als zuzuhören.
Eurborn Co., Ltd. beginnt mit der Auswahl von LED-Bodeneinbauleuchten. Dabei werden Aussehen, Wärmeableitung, Lichtverteilung, Blendung und Installation berücksichtigt. Heute sprechen wir nicht über die Parameter von Lampen und Laternen, sondern nur über die Lichtquelle. Wie wählt man eine gute LED-Lichtquelle aus? Die wichtigsten Parameter einer Lichtquelle sind: Stromstärke, Leistung, Lichtstrom, Lichtdämpfung, Lichtfarbe und Farbwiedergabe. Wir konzentrieren uns heute auf die letzten beiden Punkte. Zunächst kurz auf die ersten vier Punkte.
Wir fragen uns oft: „Wie viel Watt Licht brauche ich?“ Diese Gewohnheit besteht darin, die bisherige traditionelle Lichtquelle weiterzuführen. Damals gab es nur einige feste Wattzahlen, die man grundsätzlich nur wählen konnte, nicht frei anpassen. Bei der heutigen LED ändert sich die Stromversorgung leicht, die Leistung ändert sich sofort! Wird dieselbe LED-Lichtquelle einer Bodenleuchte mit höherem Strom betrieben, steigt zwar die Leistung, aber die Lichteffizienz sinkt und der Lichtverlust nimmt zu. Siehe Abbildung unten.
Redundanz bedeutet im Allgemeinen Verschwendung. Sie spart jedoch den Betriebsstrom der LED. Wenn der Ansteuerstrom den unter den gegebenen Umständen maximal zulässigen Wert erreicht und den Ansteuerstrom um ein Drittel reduziert, ist der Lichtstromverlust zwar sehr gering, die Vorteile sind jedoch enorm:
Die Lichtdämpfung wird stark reduziert;
Die Lebensdauer wird erheblich verlängert;
Deutlich verbesserte Zuverlässigkeit;
Höhere Stromausnutzung;
Daher sollte der Antriebsstrom für eine gute LED-Lichtquelle oder Bodeneinbauleuchte etwa 70 % des maximalen Nennstroms betragen.
In diesem Fall sollte der Designer den Lichtstrom direkt anfordern. Die zu verwendende Wattzahl sollte vom Hersteller festgelegt werden. Dies soll die Hersteller dazu ermutigen, Effizienz und Stabilität anzustreben, anstatt Effizienz und Lebensdauer durch eine blinde Erhöhung der Wattzahl der Lichtquelle zu opfern.
Zu den oben genannten Parametern gehören Stromstärke, Leistung, Lichtstrom und Lichtdämpfung. Zwischen ihnen besteht ein enger Zusammenhang, und Sie sollten bei der Anwendung darauf achten: Welchen davon benötigen Sie wirklich?
Lichtfarbe
Im Zeitalter herkömmlicher Lichtquellen achtete man bei der Farbtemperatur nur auf „gelbes und weißes Licht“, nicht auf die Farbabweichungen. Die Farbtemperatur herkömmlicher Lichtquellen ist jedoch unterschiedlich. Wählen Sie einfach eine aus, und im Allgemeinen ist kein großer Fehler möglich. Im LED-Zeitalter gibt es bei Bodenleuchten viele verschiedene Lichtfarben. Selbst bei derselben Charge von Lampenperlen können Abweichungen auftreten.
Alle sagen, LEDs seien gut, energiesparend und umweltfreundlich. Doch es gibt tatsächlich viele Unternehmen, die LEDs verderben! Das folgende Großprojekt wurde mir von Freunden geschickt und dient der praktischen Anwendung einer bekannten einheimischen Marke von LED-Lampen und -Laternen. Sehen Sie sich die Lichtverteilung, die Farbtemperaturkonsistenz und das schwache Blaulicht an.
Angesichts dieses Chaos versprach eine gewissenhafte Fabrik für LED-Bodenbeleuchtung ihren Kunden: „Unsere Lampen haben eine Farbtemperaturabweichung von ±150K!“ Bei der Produktauswahl gab das Unternehmen in seinen Spezifikationen an: „Die Abweichung der Farbtemperatur der Lampenperlen muss innerhalb von ±150K liegen.“
Diese 150 K basieren auf der Schlussfolgerung traditioneller Literatur: „Die Farbtemperaturabweichung liegt innerhalb von ±150 K, was für das menschliche Auge schwer zu erkennen ist.“ Man geht davon aus, dass Inkonsistenzen vermieden werden können, wenn die Farbtemperatur „innerhalb von ±150 K“ liegt. Tatsächlich ist es jedoch nicht so einfach.
Beispielsweise sah ich im Alterungsraum dieser Fabrik zwei Gruppen von Lichtleisten mit deutlich unterschiedlichen Lichtfarben. Eine Gruppe war normal warmweiß, die andere deutlich verzerrt. Wie in der Abbildung dargestellt, konnten wir den Unterschied zwischen den beiden Lichtleisten erkennen. Eine war rötlich, die andere grünlich. Demnach ist selbst das menschliche Auge in der Lage, den Unterschied zu erkennen. Der Farbtemperaturunterschied muss jedoch über 150 K liegen.
Wie Sie sehen, besteht zwischen zwei Lichtquellen, die für das menschliche Auge völlig unterschiedlich aussehen, ein Unterschied in der „korrelierten Farbtemperatur“ von lediglich 20 K!
Ist die Schlussfolgerung, dass eine Farbtemperaturabweichung von ±150 K für das menschliche Auge schwer zu erkennen ist, nicht falsch? Keine Sorge, ich erkläre es Ihnen kurz: Ich möchte die beiden Konzepte Farbtemperatur und (CT) korrelierte Farbtemperatur (CCT) erläutern. Normalerweise beziehen wir uns bei Bodenbeleuchtung auf die Farbtemperatur der Lichtquelle, geben aber im Prüfbericht in der Regel die Spalte „korrelierte Farbtemperatur“ an. Die Definition dieser beiden Parameter findet sich im „Architectural Lighting Design Standard GB50034-2013“.
Farbtemperatur
Wenn die Farbart der Lichtquelle der eines schwarzen Körpers bei einer bestimmten Temperatur entspricht, ist die absolute Temperatur des schwarzen Körpers die Farbtemperatur der Lichtquelle. Sie wird auch als Chroma bezeichnet. Die Einheit ist K.
Ähnlichste Farbtemperatur
Wenn der Farbort der Lichtquelle einer Bodenbeleuchtung nicht auf dem Schwarzkörper-Ort liegt und die Farbart der Lichtquelle der Farbart eines Schwarzkörpers bei einer bestimmten Temperatur am nächsten kommt, ist die absolute Temperatur des Schwarzkörpers die korrelierte Farbtemperatur der Lichtquelle, die sogenannte korrelierte Farbtemperatur. Die Einheit ist K.
Die Breiten- und Längengrade auf der Karte geben die Lage der Stadt an, und die (x, y)-Koordinatenwerte auf der „Farbkoordinatenkarte“ geben die Position einer bestimmten Lichtfarbe an. Im Bild unten ist an den Positionen (0,1, 0,8) reines Grün und an den Positionen (07, 0,25) reines Rot zu sehen. Der mittlere Bereich ist im Wesentlichen weißes Licht. Dieser „Weißgrad“ lässt sich nicht mit Worten beschreiben, daher gibt es das Konzept der „Farbtemperatur“. Das von einer Wolframglühlampe bei unterschiedlichen Temperaturen emittierte Licht wird im Farbkoordinatendiagramm als Linie dargestellt, die als „Schwarzkörperort“ (BBL) oder „Planck-Kurve“ bezeichnet wird. Die von der Schwarzkörperstrahlung emittierte Farbe erscheint uns als „normales weißes Licht“. Weicht die Farbkoordinate der Lichtquelle von dieser Kurve ab, vermuten wir einen „Farbstich“.
Unsere frühesten Wolfram-Glühbirnen, egal wie sie hergestellt wurden, konnten nur auf dieser Linie leuchten, die kaltes und warmes weißes Licht repräsentiert (die dicke schwarze Linie im Bild). Wir bezeichnen die Lichtfarbe an verschiedenen Positionen dieser Linie als „Farbtemperatur“. Dank der fortgeschrittenen Technologie können wir nun den nächstgelegenen Punkt finden, die Farbtemperatur dieses Punkts ablesen und ihn als „korrelierte Farbtemperatur“ bezeichnen. Wissen Sie es? Sagen Sie nicht, die Abweichung betrage ±150 K. Selbst wenn die beiden Lichtquellen genau die gleiche Farbtemperatur haben, kann die Lichtfarbe erheblich abweichen.
Was ist bei der Vergrößerung der 3000K-„Isotherme“ zu beachten?
Bei LED-Lichtquellen in Bodenleuchten reicht es nicht aus, nur zu sagen, dass die Farbtemperatur nicht ausreicht. Selbst bei 3000 K treten rote oder grünliche Farbtöne auf. Hier ist ein neuer Indikator: SDCM.
Um das obige Beispiel zu verwenden: Die „korrelierte Farbtemperatur“ dieser beiden Lichtleisten unterscheidet sich lediglich um 20 K! Man könnte sagen, sie sind nahezu identisch. Tatsächlich handelt es sich jedoch offensichtlich um unterschiedliche Lichtfarben. Wo liegt das Problem?
Die Wahrheit ist jedoch: Werfen wir einen Blick auf ihr SDCM-Diagramm
Das Bild oben zeigt links das warmweiße Licht mit 3265 K. Beachten Sie den kleinen gelben Punkt rechts neben der grünen Ellipse, der die Position der Lichtquelle im Farbdiagramm darstellt. Das Bild unten ist rechts grünlich, und seine Position liegt außerhalb des roten Ovals. Betrachten wir die Positionen der beiden Lichtquellen im Farbdiagramm im obigen Beispiel. Ihre Werte, die der Schwarzkörperkurve am nächsten kommen, sind 3265 K und 3282 K. Sie scheinen sich nur um 20 K zu unterscheiden, sind aber tatsächlich weit voneinander entfernt.
In der Testsoftware gibt es keine 3200K-Linie, nur 3500K. Zeichnen wir selbst einen 3200K-Kreis:
Die vier Kreise in Gelb, Blau, Grün und Rot stellen jeweils 1, 3, 5 und 7 Schritte von der perfekten Lichtfarbe dar. Zur Erinnerung: Wenn der Unterschied in der Lichtfarbe innerhalb von 5 Schritten liegt, kann das menschliche Auge ihn grundsätzlich nicht unterscheiden. Das reicht aus. Die neue nationale Norm schreibt außerdem vor: „Die Farbtoleranz bei Verwendung ähnlicher Lichtquellen sollte 5 SDCM nicht überschreiten.“
Mal sehen: Der folgende Punkt liegt nur fünf Schritte von der „perfekten“ Lichtfarbe entfernt. Wir finden, es ist eine noch schönere Lichtfarbe. Was den obigen Punkt betrifft, wurden sieben Schritte unternommen, und das menschliche Auge kann seinen Farbstich deutlich erkennen.
Wir verwenden SDCM zur Bewertung der Lichtfarbe. Wie misst man diesen Parameter? Es empfiehlt sich, ein Spektrometer mitzunehmen – kein Witz, ein tragbares Spektrometer! Bei Bodenbeleuchtung ist die Genauigkeit der Lichtfarbe besonders wichtig, da rötliche und grünliche Farben unschön wirken.
Und als nächstes kommt der Farbwiedergabeindex.
Bodenbeleuchtung, die einen hohen Farbwiedergabeindex erfordert, findet sich in der Gebäudebeleuchtung, beispielsweise in Wandflutern zur Gebäudeoberflächenbeleuchtung und Flutlichtern zur Bodenbeleuchtung. Ein niedriger Farbwiedergabeindex beeinträchtigt die Schönheit des beleuchteten Gebäudes oder der Landschaft erheblich.
Bei Innenanwendungen spielt der Farbwiedergabeindex eine besonders wichtige Rolle bei der Beleuchtung von Wohnhäusern, Einzelhandelsgeschäften, Hotels und anderen Bereichen. Im Bürobereich sind die Farbwiedergabeeigenschaften weniger wichtig, da die Bürobeleuchtung darauf ausgelegt ist, optimales Licht für die Arbeitsausführung und nicht für ästhetische Zwecke zu bieten.
Die Farbwiedergabe ist ein wichtiger Aspekt bei der Bewertung der Beleuchtungsqualität. Der Farbwiedergabeindex (CRI) ist eine wichtige Methode zur Bewertung der Farbwiedergabe von Lichtquellen. Er ist ein wichtiger Parameter zur Messung der Farbeigenschaften künstlicher Lichtquellen. Er wird häufig zur Bewertung künstlicher Lichtquellen verwendet. Produkteffekte unter verschiedenen Ra-Werten:
Generell gilt: Je höher der Farbwiedergabeindex, desto besser ist die Farbwiedergabe der Lichtquelle und desto besser kann die Farbe des Objekts wiedergegeben werden. Dies ist jedoch nur „normalerweise“ so. Ist das wirklich so? Ist die Verwendung des Farbwiedergabeindex zur Bewertung der Farbwiedergabeleistung einer Lichtquelle absolut zuverlässig? Unter welchen Umständen gibt es Ausnahmen?
Um diese Fragen zu klären, müssen wir zunächst verstehen, was der Farbwiedergabeindex ist und wie er ermittelt wird. Die CIE hat eine Reihe von Methoden zur Bewertung der Farbwiedergabe von Lichtquellen festgelegt. Sie verwendet 14 Testfarbproben, die mit Standardlichtquellen getestet wurden, um eine Reihe spektraler Helligkeitswerte zu erhalten, und legt den Farbwiedergabeindex mit 100 fest. Der Farbwiedergabeindex der bewerteten Lichtquelle wird anhand verschiedener Berechnungsmethoden mit dem der Standardlichtquelle verglichen. Die 14 experimentellen Farbproben sind wie folgt:
Darunter werden Nr. 1-8 zur Bewertung des allgemeinen Farbwiedergabeindex Ra verwendet, und es werden 8 repräsentative Farbtöne mit mittlerer Sättigung ausgewählt. Zusätzlich zu den acht Standardfarbmustern, die zur Berechnung des allgemeinen Farbwiedergabeindex verwendet werden, bietet CIE auch sechs Standardfarbmuster zur Berechnung des Farbwiedergabeindex von Sonderfarben für die Auswahl bestimmter spezieller Farbwiedergabeeigenschaften der Lichtquelle, nämlich höhere Sättigungsgrade von Rot, Gelb, Grün, Blau, europäischer und amerikanischer Hautfarbe und Blattgrün (Nr. 9-14). Die Berechnungsmethode für den Farbwiedergabeindex der Lichtquelle meines Landes enthält auch R15, ein Farbmuster, das den Hautton asiatischer Frauen repräsentiert.
Hier liegt das Problem: Der sogenannte Farbwiedergabeindex Ra wird üblicherweise anhand der Farbwiedergabe von acht Standardfarbproben der Lichtquelle ermittelt. Die acht Farbproben weisen eine mittlere Farbsättigung und Helligkeit auf und sind allesamt ungesättigte Farben. Die Messung der Farbwiedergabe einer Lichtquelle mit kontinuierlichem Spektrum und breitem Frequenzband ist ein gutes Ergebnis, führt jedoch zu Problemen bei der Bewertung von Lichtquellen mit steiler Wellenform und schmalem Frequenzband.
Der Farbwiedergabeindex Ra ist hoch. Muss die Farbwiedergabe gut sein?
Beispiel: Wir haben 2 Bodenleuchten getestet, siehe die folgenden beiden Bilder. Die erste Reihe jedes Bildes zeigt die Leistung der Standardlichtquelle auf verschiedenen Farbproben und die zweite Reihe die Leistung der getesteten LED-Lichtquelle auf verschiedenen Farbproben.
Der Farbwiedergabeindex dieser beiden LED-Lichtquellen für Bodeneinbauleuchten beträgt, berechnet nach der Standardtestmethode, folgendes:
Der obere hat Ra=80 und der untere Ra=67. Überraschung? Der eigentliche Grund? Eigentlich habe ich oben bereits darüber gesprochen.
Jede Methode kann Bereiche aufweisen, in denen sie nicht anwendbar ist. Wenn es sich also um einen Raum mit sehr strengen Farbanforderungen handelt, welche Methode sollten wir verwenden, um zu beurteilen, ob eine bestimmte Lichtquelle für den Einsatz geeignet ist? Meine Methode ist vielleicht etwas unsinnig: Schauen Sie sich das Spektrum der Lichtquelle an.
Nachfolgend sehen Sie die spektrale Verteilung mehrerer typischer Lichtquellen, nämlich Tageslicht (Ra100), Glühlampe (Ra100), Leuchtstofflampe (Ra80), eine bestimmte Marke von LED (Ra93), Metallhalogenidlampe (Ra90).
Beitragszeit: 27. Januar 2021
