Kuinka valita oikea LED-valonlähde maahan upotettavaan valaistukseen?
Energiansäästön ja ympäristönsuojelun kysynnän kasvaessa käytämme yhä enemmän LED-valoja maavalaistuksessa. LED-markkinat ovat tällä hetkellä sekoitus kaloja ja lohikäärmeitä, hyviä ja huonoja. Useat valmistajat ja yritykset pyrkivät kovasti mainostamaan omia tuotteitaan. Tässä kaaoksessa mielestämme on parempi antaa hänen lähettää testi sen sijaan, että kuuntelisimme.
Eurborn Co., Ltd aloittaa LED-maavalaisimien valinnan, johon kuuluvat ulkonäkö, lämmönhukka, valonjako, häikäisy, asennus jne. Tänään emme puhu lamppujen ja lyhtyjen parametreista, vaan puhumme vain valonlähteestä. Tiedätkö todella, miten valita hyvä LED-valonlähde? Valonlähteen pääparametrit ovat: virta, teho, valovirta, valonvaimennus, valon väri ja värintoisto. Keskitymme tänään kahteen viimeiseen kohtaan, ensin lyhyesti neljään ensimmäiseen kohtaan.
Ensinnäkin kysymme usein: "Kuinka monta wattia valoa haluan?" Tämä tapa on jatkaa aiempaa perinteistä valonlähdettä. Silloin valonlähteissä oli vain useita kiinteitä tehoja, ja pohjimmiltaan voit valita vain näiden tehojen välillä, etkä voi säätää niitä vapaasti. Nykyisten LEDien virtalähdettä hieman muutettaessa teho muuttuu välittömästi! Kun samaa maahan asennettavaa LED-valonlähdettä käytetään suuremmalla virralla, teho kasvaa, mutta se aiheuttaa valon tehokkuuden laskua ja valon heikkenemisen lisääntymistä. Katso alla oleva kuva.
Yleisesti ottaen redundanssi = hukkaa. Mutta se säästää LEDin käyttövirtaa. Kun käyttövirta saavuttaa olosuhteissa sallitun maksimiarvon, käyttövirta pienenee 1/3:lla, jolloin uhrattu valovirta on hyvin rajallinen, mutta hyödyt ovat valtavat:
Valon vaimeneminen vähenee huomattavasti;
Elinikä pitenee huomattavasti;
Merkittävästi parantunut luotettavuus;
Korkeampi tehonkäyttöaste;
Siksi hyvän maahan asennettavan LED-valonlähteen käyttövirran tulisi olla noin 70 % suurimmasta nimellisvirrasta.
Tässä tapauksessa suunnittelijan tulisi pyytää valovirta suoraan. Valmistajan tulisi päättää käytettävästä tehosta. Tämä kannustaa valmistajia pyrkimään tehokkuuteen ja vakauteen sen sijaan, että he uhraisivat tehokkuutta ja käyttöikää nostamalla sokkona valonlähteen tehoa.
Yllä mainittuihin kuuluvat seuraavat parametrit: virta, teho, valovirta ja valonvaimennus. Niiden välillä on läheinen suhde, ja niihin kannattaa kiinnittää huomiota käytössä: Kumpaa todella tarvitset?
Vaalea väri
Perinteisten valonlähteiden aikakaudella värilämpötilan suhteen kaikki välittävät vain "keltaisesta ja valkoisesta valosta", eivätkä valon väripoikkeamista. Joka tapauksessa perinteisen valonlähteen värilämpötila on vain tällainen, valitse vain yksi, niin yleensä se ei mene liikaa pieleen. LED-aikakaudella havaitsimme, että maassa olevien valojen valon värissä on monia ja kaikenlaisia muotoja. Jopa sama lamppuhelmi-erä voi poiketa monista outoista ja monista eroista.
Kaikki sanovat, että LED on hyvä, energiansäästöinen ja ympäristöystävällinen. Mutta on todella monia yrityksiä, jotka tekevät LEDeistä mädäntyneitä! Seuraava on ystävän lähettämä laaja projekti, jonka tarkoituksena on tosielämän sovellus kuuluisasta kotimaisesta LED-lamppujen ja -lyhtyjen merkistä. Katsokaa tätä valonjakoa, tätä värilämpötilan tasaisuutta, tätä himmeää sinistä valoa...
Tämän kaaoksen vuoksi tunnollinen maahan asennettujen LED-valaistusten tehdas lupasi asiakkailleen: "Lamppujemme värilämpötilan poikkeama on ±150 K!" Kun yritys tekee tuotevalintaa, spesifikaatioissa todetaan: "Se edellyttää, että lamppujen helmien värilämpötilan poikkeama on ±150 K."
Tämä 150K perustuu perinteisen kirjallisuuden lainaukseen: "Värilämpötilan poikkeama on ±150K:n sisällä, mitä ihmissilmän on vaikea havaita." He uskovat, että jos värilämpötila on "±150K:n sisällä", epäjohdonmukaisuudet voidaan välttää. Itse asiassa asia ei ole niin yksinkertainen.
Esimerkkinä tästä tehtaasta näin tehtaan vanhennushuoneessa kaksi ryhmää valopalkkeja, joiden valon värit olivat selvästi erilaiset. Toinen ryhmä oli normaalin lämmin valkoinen ja toinen ryhmä oli selvästi harhautunut. Kuten kuvassa näkyy, pystyimme havaitsemaan kahden valopalkin välisen eron. Toinen oli punertava ja toinen vihertävä. Yllä olevan väitteen mukaan jopa ihmissilmä pystyi havaitsemaan eron, mutta värilämpötilaeron on oltava yli 150 K.
Kuten huomaat, kahdella ihmissilmälle täysin erilaiselta näyttävällä valonlähteellä on vain 20 K:n "korreloitu värilämpötilaero"!
Eikö johtopäätös, että "värilämpötilan poikkeama on ±150 K:n sisällä, ihmissilmän on vaikea havaita", ole väärä? Älä huoli, anna minun selittää hitaasti: Kerron kahdesta käsitteestä: värilämpötila ja (CT) korreloitu värilämpötila (CCT). Yleensä viittaamme valonlähteen "värilämpötilaan" maanpinnan valossa, mutta itse asiassa lainaamme yleensä testiraportin "korreloitu värilämpötila" -saraketta. Näiden kahden parametrin määritelmä on "Arkkitehtonisen valaistuksen suunnittelustandardissa GB50034-2013".
Värilämpötila
Kun valonlähteen kromaattisuus on sama kuin mustan kappaleen tietyssä lämpötilassa, mustan kappaleen absoluuttinen lämpötila on valonlähteen värilämpötila. Tunnetaan myös nimellä kroma. Yksikkö on K.
Korreloitu värilämpötila
Kun maassa olevan valonlähteen väripiste ei ole mustan kappaleen uralla ja valonlähteen väripiste on lähimpänä mustan kappaleen väripistettä tietyssä lämpötilassa, mustan kappaleen absoluuttinen lämpötila on valonlähteen korreloitu värilämpötila, jota kutsutaan korreloiduksi värilämpötilaksi. Yksikkö on K.
Kartan leveys- ja pituusaste osoittavat kaupungin sijainnin, ja "värikoordinaattikartan" (x, y) -koordinaattiarvo osoittaa tietyn valon värin sijainnin. Katso alla olevaa kuvaa, sijainti (0.1, 0.8) on puhdas vihreä ja sijainti (07, 0.25) on puhdas punainen. Keskiosa on pohjimmiltaan valkoista valoa. Tätä "valkoisuuden astetta" ei voida kuvailla sanoin, joten on olemassa käsite "värilämpötila". Volframihehkulampun eri lämpötiloissa lähettämä valo on esitetty viivana värikoordinaattikaaviossa, jota kutsutaan "mustan kappaleen lokukseksi", lyhennettynä BBL:ksi, jota kutsutaan myös "Planckin käyräksi". Mustan kappaleen säteilyn lähettämä väri näyttää silmämme "normaalilta valkoiselta valolta". Kun valonlähteen värikoordinaatti poikkeaa tästä käyrästä, ajattelemme, että sillä on "värivirhe".
Varhaisin volframilamppumme, valmistustavasta riippumatta, sen valon väri voi osua vain tälle kylmää ja lämmintä valkoista valoa edustavalle viivalle (kuvan paksu musta viiva). Kutsumme valon väriä tämän viivan eri kohdissa "värilämpötilaksi". Nyt kun teknologia on kehittynyt, valmistamamme valkoisen valon valon väri osuu tälle viivalle. Voimme löytää vain "lähimmän" pisteen, lukea tämän pisteen värilämpötilan ja kutsua sitä "korreloiduksi värilämpötilaksi". Nyt tiedät? Älä sano, että poikkeama on ±150K. Vaikka kahden valonlähteen värilämpötila olisi täsmälleen sama, valon väri voi olla melko erilainen.
Mitä zoomataan 3000K:n "isotermiin":
Maassa olevan valon LED-valonlähteen osalta ei riitä, että vain sanotaan, että värilämpötila ei ole riittävä. Vaikka kaikki olisivat 3000K:n värisävyissä, punaisia tai vihertäviä värejä on." Tässä on uusi indikaattori: SDCM.
Käyttäen edelleen yllä olevaa esimerkkiä, näiden kahden valopalkkisarjan "korreloitu värilämpötila" eroaa vain 20 K! Voidaan sanoa, että ne ovat lähes identtiset. Mutta todellisuudessa ne ovat selvästi eri valon värejä. Missä on ongelma?
Totuus kuitenkin on: katsotaanpa heidän SDCM-kaaviotaan
Yllä olevassa kuvassa vasemmalla on lämmin valkoinen 3265K. Kiinnitä huomiota vihreän ellipsin oikealla puolella olevaan pieneen keltaiseen pisteeseen, joka osoittaa valonlähteen sijainnin väridiagrammissa. Alla oleva kuva on vihertävä oikealla, ja sen sijainti on siirtynyt punaisen soikean ulkopuolelle. Katsotaanpa kahden valonlähteen sijaintia väridiagrammissa yllä olevassa esimerkissä. Niiden lähimmät arvot mustan kappaleen käyrää ovat 3265K ja 3282K, jotka näyttävät eroavan vain 20K, mutta todellisuudessa niiden etäisyys on suuri.
Testiohjelmistossa ei ole 3200K-viivaa, vain 3500K. Piirretään itse 3200K-ympyrä:
Neljä ympyrää – keltainen, sininen, vihreä ja punainen – edustavat vastaavasti 1, 3, 5 ja 7 "askelta" "täydellisestä valon väristä". Muista: kun valon väriero on viiden askeleen sisällä, ihmissilmä ei pysty erottamaan sitä, se riittää. Uusi kansallinen standardi määrää myös: "Samankaltaisten valonlähteiden väritoleranssin ei tulisi olla yli 5 SDCM."
Katsotaanpa: Seuraava piste on viiden askeleen päässä "täydellisestä" valon väristä. Mielestämme se on kauniimpi valon väri. Yllä olevan pisteen osalta on otettu seitsemän askelta, ja ihmissilmä voi selvästi nähdä hänen värisävynsä.
Käytämme SDCM:ää valon värin arviointiin, joten miten tämä parametri mitataan? On suositeltavaa ottaa mukaan spektrometri, ei vitsi, kannettava spektrometri! Maanpinnan valossa valon värin tarkkuus on erityisen tärkeää, koska punertavat ja vihertävät värit ovat rumia.
Ja seuraavaksi on värintoistoindeksi.
Maanpinnan valaisemisessa korkeaa värintoistoindeksiä vaativassa osassa ovat rakennusten valaistukset, kuten rakennusten pintavalaistukseen käytettävät seinäpesurit ja maanpinnan valaisemiseen käytettävät valonheittimet. Alhainen värintoistoindeksi vahingoittaa vakavasti valaistun rakennuksen tai maiseman kauneutta.
Sisätiloissa värintoistoindeksin merkitys korostuu erityisesti asuinrakennusten, vähittäismyymälöiden, hotellien ja muiden tilaisuuksien valaistuksessa. Toimistoympäristössä värintoisto-ominaisuudet eivät ole niin tärkeitä, koska toimistovalaistus on suunniteltu tarjoamaan paras valaistus työn suorittamiseen, ei estetiikkaan.
Värintoisto on tärkeä osa valaistuksen laadun arviointia. Värintoistoindeksi on tärkeä menetelmä valonlähteiden värintoiston arvioimiseksi. Se on tärkeä parametri keinotekoisten valonlähteiden väriominaisuuksien mittaamiseksi. Sitä käytetään laajalti keinotekoisten valonlähteiden arviointiin. Tuotteen vaikutukset eri Ra-arvoilla:
Yleisesti ottaen, mitä korkeampi värintoistoindeksi on, sitä parempi valonlähteen värintoisto ja sitä vahvempi on sen kyky palauttaa kohteen väri. Mutta tämä on vain "yleisesti ottaen". Onko tämä todella niin? Onko värintoistoindeksin käyttö valonlähteen värintoistokyvyn arvioinnissa ehdottoman luotettavaa? Missä olosuhteissa on poikkeuksia?
Näiden kysymysten selventämiseksi meidän on ensin ymmärrettävä, mikä värintoistoindeksi on ja miten se johdetaan. CIE on määritellyt joukon menetelmiä valonlähteiden värintoiston arvioimiseksi. Se käyttää 14 testivärinäytettä, jotka on testattu standardivalonlähteillä spektristen kirkkausarvojen sarjan saamiseksi, ja määrää, että sen värintoistoindeksi on 100. Arvioidun valonlähteen värintoistoindeksi pisteytetään standardivalonlähteeseen verrattuna joukon laskentamenetelmien mukaisesti. 14 kokeellista värinäytettä ovat seuraavat:
Näistä yleisen värintoistoindeksin Ra arviointiin käytetään numeroita 1–8, ja valitaan kahdeksan edustavaa keskikylläistä sävyä. Yleisen värintoistoindeksin laskemiseen käytettyjen kahdeksan standardivärinäytettä lisäksi CIE tarjoaa myös kuusi standardivärinäytettä erityisvärien värintoistoindeksin laskemiseksi valonlähteen tiettyjen erityisten värintoisto-ominaisuuksien, kuten punaisen, keltaisen, vihreän, sinisen, eurooppalaisen ja amerikkalaisen ihonvärin sekä lehtivihreän (nro 9–14), korkeampien kylläisyysasteiden valitsemiseksi. Maassani valonlähteen värintoistoindeksin laskentamenetelmässä on myös R15, joka on aasialaisten naisten ihonväriä edustava värinäyte.
Tässä tulee ongelma: yleensä niin sanottu värintoistoindeksi Ra saadaan kahdeksan valonlähteen standardivärinäytteen värintoistosta. Kahdeksalla värinäytteellä on keskitasoinen kroma ja kirkkaus, ja ne kaikki ovat tyydyttymättömiä värejä. Jatkuvan spektrin ja laajan taajuuskaistan omaavan valonlähteen värintoiston mittaaminen on hyvä tulos, mutta se aiheuttaa ongelmia jyrkän aallonmuodon ja kapean taajuuskaistan omaavan valonlähteen arvioinnissa.
Värintoistoindeksi Ra on korkea, onko värintoiston oltava hyvä?
Esimerkiksi: Olemme testanneet kaksi maavalossa. Katso seuraavat kaksi kuvaa. Kunkin kuvan ensimmäinen rivi esittää standardivalonlähteen suorituskykyä eri värinäytteissä ja toinen rivi testatun LED-valonlähteen suorituskykyä eri värinäytteissä.
Näiden kahden maassa olevan LED-valonlähteen värintoistoindeksi, laskettuna standardimenetelmän mukaisesti, on:
Ylemmän Ra-arvo on 80 ja alemman 67. Yllätys? Perimmäinen syy? Itse asiassa olen jo puhunut siitä edellä.
Millä tahansa menetelmällä voi olla paikkoja, joissa se ei sovellu. Joten jos se on spesifinen tilalle, jossa on erittäin tiukat värivaatimukset, mitä menetelmää meidän tulisi käyttää arvioidaksemme, soveltuuko tietty valonlähde käytettäväksi? Menetelmäni saattaa olla hieman tyhmä: katsotaan valonlähteen spektriä.
Seuraavassa on useiden tyypillisten valonlähteiden spektrijakauma, nimittäin päivänvalo (Ra100), hehkulamppu (Ra100), loistelamppu (Ra80), tietty LED-merkki (Ra93) ja monimetallilamppu (Ra90).
Julkaisun aika: 27. tammikuuta 2021
