Hogyan válasszuk ki a megfelelő LED fényforrást talajba süllyesztett világításhoz?
Az energiatakarékosság és a környezetvédelem iránti növekvő igény miatt egyre inkább használunk LED-lámpákat talajvilágításhoz. A LED-piac jelenleg a halak és a sárkányok, a jó és a rossz keveréke. Különböző gyártók és vállalkozások erőltetik magukat saját termékeik népszerűsítésén. Ezt a káoszt tekintve jobbnak látjuk, ha hagyjuk, hogy tesztet küldjenek, ahelyett, hogy meghallgatnánk.
Az Eurborn Co., Ltd. megkezdi a talajba süllyeszthető LED-es lámpák kiválasztását, beleértve a megjelenést, a hőelvezetést, a fényeloszlást, a káprázást, a beszerelést stb. Ma nem a lámpák és a lámpák paramétereiről fogunk beszélni, csak a fényforrásról. Valóban tudni fogja, hogyan válasszon jó LED-es fényforrást? A fényforrás fő paraméterei: áramerősség, teljesítmény, fényáram, fénycsillapítás, fényszín és színvisszaadás. Ma az utolsó két tételre összpontosítunk, először röviden az első négy tételről beszélünk.
Először is, gyakran kérdezzük: „Hány watt fényt szeretnék?” Ez a szokás a korábbi hagyományos fényforrás folytatását jelenti. Akkoriban a fényforrásnak csak néhány fix teljesítménye volt, alapvetően csak ezek közül a teljesítmények közül lehetett választani, nem lehetett szabadon állítani, és a jelenlegi LED-eknél, ha a tápegységet kicsit megváltoztatjuk, a teljesítmény azonnal megváltozik! Ha ugyanazt a LED-es fényforrást, mint a földbe süllyesztett lámpát, nagyobb árammal hajtjuk meg, a teljesítmény megnő, de ez a fényhatás csökkenését és a fénygyengülés növekedését okozza. Lásd az alábbi képet.
Általánosságban elmondható, hogy a redundancia = pazarlás. De ez megtakarítja a LED üzemi áramát. Amikor a meghajtóáram eléri az adott körülmények között megengedett maximális értéket, a meghajtóáram 1/3-ával csökkentve a feláldozott fényáram nagyon korlátozott, de az előnyök hatalmasak:
A fénycsillapítás jelentősen csökken;
Az élettartam jelentősen meghosszabbodik;
Jelentősen megnövekedett megbízhatóság;
Magasabb energiafelhasználás;
Ezért egy jó talajba süllyesztett LED-es fényforráshoz a meghajtó áramnak a maximális névleges áram körülbelül 70%-át kell használnia.
Ebben az esetben a tervezőnek közvetlenül a fényáramot kell kérnie. A használandó teljesítményt a gyártónak kell eldöntenie. Ez arra ösztönzi a gyártókat, hogy a hatékonyságra és a stabilitásra törekedjenek, ahelyett, hogy vakon növelnék a fényforrás teljesítményét, ezzel feláldozva a hatékonyságot és az élettartamot.
A fent említett paraméterek közé tartoznak az áramerősség, a teljesítmény, a fényáram és a fénycsillapítás. Szoros összefüggés van közöttük, és használat közben figyelni kell rájuk: Melyikre van igazán szükséged?
Világos szín
A hagyományos fényforrások korában a színhőmérséklet tekintetében mindenkit csak a "sárga és fehér fény" érdekelt, a fény színének eltérésével nem. Mindenesetre a hagyományos fényforrások színhőmérséklete csak ilyen, csak egyet kell választani, és általában nem fog túl nagy hiba lenni. A LED-korszakban azt tapasztaltuk, hogy a talajba épített lámpák fényének színe sokféle lehet. Még ugyanazon lámpagyöngyök is eltérhetnek sok furcsaságot, sok különbséget mutatva.
Mindenki azt mondja, hogy a LED jó, energiatakarékos és környezetbarát. De valójában sok cég rombolja a LED-eket! A következő egy nagyszabású projekt, amit egy barátom küldött, melynek célja egy híres hazai LED-es lámpák és lámpák valós alkalmazása, nézzük meg ezt a fényeloszlást, ezt a színhőmérséklet-állandóságot, ezt a halvány kék fényt....
Tekintettel erre a káoszra, egy lelkiismeretesen földbe süllyesztett LED-es világítástechnikai gyár ígéretet tett a vásárlóknak: „Lámpáink színhőmérséklet-eltérése ±150 K-en belül van!” Amikor a vállalat kiválasztja a terméket, a specifikációk szerint: „A lámpagyöngyök színhőmérséklet-eltérése ±150 K-en belül kell legyen.”
Ez a 150K érték a hagyományos szakirodalom idézetén alapul: „A színhőmérséklet-eltérés ±150K-en belül van, amit az emberi szem nehezen észlel.” Úgy vélik, hogy ha a színhőmérséklet „±150K-en belül van”, akkor az inkonzisztenciák elkerülhetők. Valójában ez nem ilyen egyszerű.
Példaként, a gyár öregítőtermében két csoportnyi, egyértelműen eltérő fényszínt mutató fénysávot láttam. Az egyik csoport normál melegfehér volt, a másik csoport pedig nyilvánvalóan elfogult. Amint az ábrán is látható, megtaláltuk a különbséget a két fénysáv között. Az egyik vöröses, a másik zöldes. A fenti állítás szerint még az emberi szem is képes megkülönböztetni a különbséget, természetesen a színhőmérséklet-különbségnek nagyobbnak kell lennie, mint 150 K.
Amint láthatod, két, az emberi szem számára teljesen eltérőnek tűnő fényforrás "korrelált színhőmérséklete" mindössze 20 K-nyi különbséggel rendelkezik!
Nem téves az a következtetés, hogy a „színhőmérséklet-eltérés ±150 K-en belül van, amit az emberi szem nehezen érzékel”? Ne aggódjon, kérem, engedje meg, hogy lassan elmagyarázzam: Hadd beszéljek a színhőmérséklet és a (CT) korrelált színhőmérséklet (CCT) két fogalmáról. Általában a fényforrás „színhőmérsékletét” a talajfényhez viszonyítva használjuk, de valójában általában a tesztjelentés „korrelált színhőmérséklet” oszlopát idézzük. E két paraméter definíciója az „Építészeti világítástervezési szabvány GB50034-2013”-ban található.
Színhőmérséklet
Amikor a fényforrás színhőmérséklete megegyezik egy fekete test színhőmérsékletével egy bizonyos hőmérsékleten, a fekete test abszolút hőmérséklete a fényforrás színhőmérséklete. Kromatikus értéknek is nevezik. A mértékegysége K.
Korrelált színhőmérséklet
Amikor a földfelszíni fényforrásának színpontja nincs a feketetest-helyen, és a fényforrás színpontja egy adott hőmérsékleten a legközelebb áll egy feketetest színpontjához, akkor a feketetest abszolút hőmérséklete a fényforrás korrelált színhőmérséklete, amelyet korrelált színhőmérsékletnek nevezünk. A mértékegysége K.
A térképen a szélességi és hosszúsági fok a város helyét jelzi, a "színkoordináta-térképen" található (x, y) koordinátaérték pedig egy adott fényszín helyét jelzi. Nézzük az alábbi képet, a (0,1, 0,8) pozíció tiszta zöld, a (07, 0,25) pozíció pedig tiszta vörös. A középső rész alapvetően fehér fény. Ez a fajta "fehérségi fok" nem írható le szavakkal, ezért létezik a "színhőmérséklet" fogalma. A volfrámszálas izzó által különböző hőmérsékleteken kibocsátott fényt a színkoordináta-diagramon egy vonal ábrázolja, amelyet "feketetest-lokusznak" neveznek, rövidítve BBL-nek, más néven "Planck-görbének". A feketetest-sugárzás által kibocsátott szín a szemünk számára "normál fehér fénynek" tűnik. Amikor a fényforrás színkoordinátája eltér ettől a görbétől, azt gondoljuk, hogy "színárnyalattal" rendelkezik.
A legkorábbi volfrám izzónk, bármilyen módon is készült, a fény színe csak erre a vonalra eshet, amely hideg és meleg fehér fényt jelöl (a képen látható vastag fekete vonal). A vonal különböző pontjain lévő fény színét „színhőmérsékletnek” nevezzük. Most, hogy a technológia fejlettebb, az általunk készített fehér fény színe erre a vonalra esik. Csak egy „legközelebbi” pontot tudunk megtalálni, leolvasni ennek a pontnak a színhőmérsékletét, és „korrelált színhőmérsékletnek” nevezni. Most már tudod? Ne mondd, hogy az eltérés ±150K. Még ha a két fényforrás pontosan ugyanolyan CCT-vel rendelkezik is, a fény színe egészen eltérő lehet.
Mit nézünk rá a 3000K-es "izotermára"?
A talajba süllyesztett LED fényforrás esetében nem elég csak azt mondani, hogy a színhőmérséklet nem megfelelő. Még ha mindenki 3000K-es is, akkor is lesznek vörös vagy zöldes színek." Itt egy új jelző: SDCM.
A fenti példát használva, a két fénysáv-készlet "korrelált színhőmérséklete" csak 20 K-vel tér el! Mondhatni, hogy szinte azonosak. De valójában nyilvánvalóan különböző színű fényekről van szó. Hol a probléma?
Az igazság azonban az, hogy nézzük meg az SDCM diagramjukat.
A fenti képen a bal oldali melegfehér 3265K látható. Kérjük, figyeljen a zöld ellipszis jobb oldalán található kis sárga pontra, amely a fényforrás helyzetét jelzi a színdiagramon. Az alábbi kép jobb oldalán zöldes, és a helyzete kikerült a piros oválisból. Vessünk egy pillantást a két fényforrás helyzetére a fenti példában szereplő színdiagramon. A fekete test görbéjéhez legközelebb eső értékeik a 3265K és a 3282K, amelyek látszólag csak 20K-vel térnek el egymástól, de valójában a távolságuk nagyon nagy.
A tesztszoftverben nincs 3200K-s vonal, csak 3500K. Rajzoljunk magunk egy 3200K-s kört:
A négy kör – sárga, kék, zöld és piros – rendre 1, 3, 5 és 7 „lépést” jelöl a „tökéletes fényszíntől”. Ne feledje: ha a fényszín közötti különbség 5 lépésen belül van, az emberi szem alapvetően nem tudja megkülönböztetni, ennyi elég. Az új nemzeti szabvány azt is kimondja: „Hasonló fényforrások használatának színtoleranciája nem lehet nagyobb, mint 5 SDCM.”
Nézzük csak: A következő pont 5 lépésnyire van a "tökéletes" fényszíntől. Szerintünk ez egy szebb fényszín. Ami a fenti pontot illeti, 7 lépést tettünk meg, és az emberi szem tisztán látja a színárnyalatát.
SDCM-et fogunk használni a fény színének kiértékelésére, szóval hogyan mérjük ezt a paramétert? Javasoljuk, hogy hozz magaddal spektrométert, ne viccelj, egy hordozható spektrométert! Ugyanis a talajfényben a fény színének pontossága különösen fontos, mivel a vöröses és zöldes színek csúnyák.
És a következő a Színvisszaadási index.
A talajvilágítás terén magas színvisszaadási indexet igényel az épületek világítása, például az épületek felszíni világítására használt falmosók és a talajvilágításra használt reflektorok. Az alacsony színvisszaadási index súlyosan károsítja a megvilágított épület vagy tájkép szépségét.
Beltéri alkalmazásoknál a színvisszaadási index fontossága különösen a lakossági, kiskereskedelmi üzletek, szállodák és egyéb alkalmak világításában tükröződik. Irodai környezetben a színvisszaadási jellemzők nem annyira fontosak, mivel az irodai világítást a munka elvégzéséhez szükséges legjobb megvilágítás biztosítására tervezték, nem pedig az esztétikai szempontok miatt.
A színvisszaadás fontos szempont a világítás minőségének értékelésében. A színvisszaadási index (Color Rendering Index) egy fontos módszer a fényforrások színvisszaadásának értékelésére. Fontos paraméter a mesterséges fényforrások színjellemzőinek mérésére. Széles körben használják a mesterséges fényforrások értékelésére. A termék hatásai különböző Ra faktorok mellett:
Általánosságban elmondható, hogy minél magasabb a színvisszaadási index, annál jobb a fényforrás színvisszaadása, és annál erősebb a tárgy színének visszaállítására való képessége. De ez csak "általános értelemben" így van. Valóban ez a helyzet? Teljesen megbízható a színvisszaadási index használata a fényforrás színvisszaadási képességének értékelésére? Milyen körülmények között vannak kivételek?
Ezen kérdések tisztázása érdekében először meg kell értenünk, hogy mi a színvisszaadási index, és hogyan származtatják. A CIE jól meghatározott egy sor módszert a fényforrások színvisszaadásának értékelésére. 14 tesztszínmintát használ, amelyeket standard fényforrásokkal tesztelnek, hogy spektrális fényerőértékek sorozatát kapják, és kiköti, hogy a színvisszaadási indexe 100. Az értékelt fényforrás színvisszaadási indexét a standard fényforráshoz viszonyítva egy számítási módszerkészlet szerint pontozzák. A 14 kísérleti színminta a következő:
Ezek közül az 1-8. számú színt használják az általános színvisszaadási index (Ra) értékelésére, és 8 közepes telítettségű reprezentatív árnyalatot választanak ki. A nyolc standard színminta mellett, amelyekkel az általános színvisszaadási indexet számítják ki, a CIE hat standard színmintát is biztosít a speciális színek színvisszaadási indexének kiszámításához, a fényforrás bizonyos speciális színvisszaadási tulajdonságainak kiválasztásához, rendre a vörös, sárga, zöld, kék, európai és amerikai bőrszín, valamint a levélzöld (9-14. számú) magasabb telítettségi fokaihoz. Az országom fényforrás-színvisszaadási indexének kiszámítási módszere az R15-öt is hozzáadja, amely az ázsiai nők bőrszínét reprezentáló színminta.
Itt jön a probléma: az úgynevezett színvisszaadási index (Ra) értékét általában 8 standard színminta fényforrás általi színvisszaadása alapján számítjuk ki. A 8 színminta közepes színtelítettségű és világosságú, és mindegyik telítetlen szín. Jó eredmény egy folytonos spektrumú és széles frekvenciasávú fényforrás színvisszaadásának mérése, de problémákat okoz a meredek hullámformájú és keskeny frekvenciasávú fényforrás kiértékelésénél.
Magas a színvisszaadási index, az Ra, tehát a színvisszaadásnak jónak kell lennie?
Például: Kettőt teszteltünk talajmegvilágításban, lásd a következő két képet, mindegyik kép első sora a standard fényforrás teljesítményét mutatja különböző színmintákon, a második sor pedig a tesztelt LED fényforrás teljesítményét mutatja különböző színmintákon.
A két talajba süllyesztett LED fényforrás színvisszaadási indexe, a standard vizsgálati módszer szerint számítva:
A felső Ra=80, az alsó pedig Ra=67. Meglepetés? Mi a kiváltó ok? Tulajdonképpen már beszéltem róla fentebb.
Bármelyik módszer esetében lehetnek olyan helyek, ahol nem alkalmazható. Tehát, ha egy adott térre jellemző, ahol nagyon szigorú színkövetelmények vannak, milyen módszert kell használnunk annak megítélésére, hogy egy adott fényforrás alkalmas-e a használatra? Az én módszerem talán egy kicsit buta: nézzük a fényforrás spektrumát.
A következő néhány tipikus fényforrás spektrális eloszlása látható, nevezetesen a napfény (Ra100), az izzólámpa (Ra100), a fénycső (Ra80), egy bizonyos márkájú LED (Ra93) és a fémhalogén lámpa (Ra90).
Közzététel ideje: 2021. január 27.
