Come scegliere la giusta sorgente luminosa a LED per l'illuminazione da incasso?
Con la crescente domanda di risparmio energetico e tutela ambientale, utilizziamo sempre più luci a LED per l'illuminazione a pavimento. Il mercato dei LED è attualmente un miscuglio di pesci e draghi, buoni e cattivi. Diversi produttori e aziende stanno spingendo con forza per promuovere i propri prodotti. In questo caos, riteniamo sia meglio lasciarlo inviare un test invece di ascoltare.
Eurborn Co., Ltd inizierà la selezione di LED per l'illuminazione da incasso, considerando aspetti quali aspetto, dissipazione del calore, distribuzione della luce, abbagliamento, installazione, ecc. Oggi non parleremo dei parametri di lampade e lanterne, ma solo della sorgente luminosa. Saprai davvero come scegliere una buona sorgente luminosa a LED? I parametri principali della sorgente luminosa sono: corrente, potenza, flusso luminoso, attenuazione luminosa, colore della luce e resa cromatica. Oggi ci concentreremo sugli ultimi due punti, per poi passare brevemente ai primi quattro.
Prima di tutto, ci chiediamo spesso: "Quanti watt di luce voglio?". Questa abitudine è la continuazione della precedente sorgente luminosa tradizionale. A quei tempi, la sorgente luminosa aveva solo diversi wattaggi fissi, in pratica si poteva scegliere solo tra quelli, non si poteva regolare liberamente. Con i LED attuali, l'alimentatore cambia leggermente, la potenza cambia immediatamente! Quando la stessa sorgente luminosa a LED da incasso viene alimentata con una corrente maggiore, la potenza aumenta, ma causa una diminuzione dell'efficienza luminosa e un aumento del decadimento della luce. Si veda l'immagine qui sotto.
In generale, ridondanza = spreco. Ma consente di risparmiare la corrente di funzionamento del LED. Quando la corrente di pilotaggio raggiunge il valore massimo consentito nelle circostanze, riducendola di 1/3, il flusso luminoso sacrificato è molto limitato, ma i vantaggi sono enormi:
L'attenuazione della luce è notevolmente ridotta;
La durata della vita è notevolmente estesa;
Affidabilità notevolmente migliorata;
Maggiore utilizzo di energia;
Pertanto, per una buona sorgente luminosa a LED da incasso nel terreno, la corrente di pilotaggio dovrebbe utilizzare circa il 70% della corrente nominale massima.
In questo caso, il progettista dovrebbe richiedere direttamente il flusso luminoso. Per quanto riguarda la potenza da utilizzare, la decisione spetta al produttore. Questo per incoraggiare i produttori a perseguire efficienza e stabilità, invece di sacrificare efficienza e durata aumentando ciecamente la potenza della sorgente luminosa.
Quanto sopra include i seguenti parametri: corrente, potenza, flusso luminoso e attenuazione luminosa. Esiste una stretta correlazione tra loro e dovresti prestarvi attenzione durante l'uso: qual è quello di cui hai realmente bisogno?
Colore chiaro
Nell'era delle sorgenti luminose tradizionali, quando si parla di temperatura di colore, tutti si preoccupano solo della "luce gialla e bianca", non del problema della deviazione del colore della luce. In ogni caso, la temperatura di colore della sorgente luminosa tradizionale è solo di quel tipo, basta sceglierne una e in genere non si corre il rischio di sbagliarsi di molto. Nell'era dei LED, abbiamo scoperto che il colore della luce da incasso può essere di vario tipo. Anche lo stesso lotto di perle di lampada può presentare notevoli deviazioni, con molte differenze.
Tutti dicono che i LED sono buoni, a risparmio energetico e rispettosi dell'ambiente. Ma sono davvero tante le aziende che li producono a basso costo! Quello che segue è un progetto su larga scala inviato da un amico che si propone di realizzare un'applicazione pratica di un famoso marchio nazionale di lampade e lanterne a LED. Osservate questa distribuzione della luce, questa consistenza della temperatura di colore, questa debole luce blu...
Di fronte a questo caos, un'azienda di illuminazione a LED scrupolosa ha promesso ai clienti: "Le nostre lampade hanno una deviazione della temperatura di colore entro ±150K!". Quando l'azienda seleziona i prodotti, le specifiche indicano: "Richiediamo che la deviazione della temperatura di colore delle perle della lampada sia entro ±150K".
Questo 150K si basa sulla conclusione tratta dalla letteratura tradizionale: "La deviazione della temperatura di colore è entro ±150K, il che è difficile da rilevare per l'occhio umano". Ritengono che se la temperatura di colore è "entro ±150K", le incongruenze possano essere evitate. In realtà, non è così semplice.
Ad esempio, nella sala di invecchiamento di questa fabbrica, ho visto due gruppi di barre luminose con colori di luce chiaramente diversi. Un gruppo era di un normale bianco caldo, mentre l'altro gruppo era chiaramente distorto. Come mostrato in figura, abbiamo potuto individuare la differenza tra le due barre luminose: una rossastra e una verdastra. Secondo quanto affermato sopra, anche l'occhio umano potrebbe percepire la differenza, ovviamente la differenza di temperatura di colore deve essere superiore a 150 K.
Come puoi vedere, due sorgenti luminose che appaiono completamente diverse all'occhio umano hanno una differenza di "temperatura di colore correlata" di soli 20K!
Non è forse errata la conclusione secondo cui "la deviazione della temperatura di colore è entro ±150 K, difficile da rilevare per l'occhio umano"? Non preoccupatevi, lasciatemi spiegare lentamente: vorrei parlare dei due concetti di temperatura di colore e temperatura di colore correlata (CT). Di solito ci riferiamo alla "temperatura di colore" della sorgente luminosa per l'illuminazione a terra, ma in realtà, generalmente citiamo la colonna "temperatura di colore correlata" nel rapporto di prova. La definizione di questi due parametri è contenuta nello "Standard di progettazione dell'illuminazione architettonica GB50034-2013".
Temperatura del colore
Quando la cromaticità della sorgente luminosa è uguale a quella di un corpo nero a una certa temperatura, la temperatura assoluta del corpo nero è la temperatura di colore della sorgente luminosa. Nota anche come croma. L'unità di misura è K.
Temperatura di colore correlata
Quando il punto di cromaticità della sorgente luminosa di luce terrestre non si trova nel luogo del corpo nero e la cromaticità della sorgente luminosa è la più vicina possibile alla cromaticità di un corpo nero a una certa temperatura, la temperatura assoluta del corpo nero è la temperatura di colore correlata della sorgente luminosa, detta temperatura di colore correlata. L'unità di misura è K.
Latitudine e longitudine sulla mappa indicano la posizione della città, e il valore delle coordinate (x, y) sulla "mappa delle coordinate colore" indica la posizione di un determinato colore della luce. Osservando l'immagine sottostante, la posizione (0,1, 0,8) è verde puro e la posizione (0,7, 0,25) è rosso puro. La parte centrale è essenzialmente luce bianca. Questo tipo di "grado di bianco" non può essere descritto a parole, quindi esiste il concetto di "temperatura colore". La luce emessa da una lampadina a filamento di tungsteno a diverse temperature è rappresentata da una linea sul diagramma delle coordinate colore, chiamato "luogo del corpo nero", abbreviato in BBL, noto anche come "curva di Planck". Il colore emesso dalla radiazione di corpo nero appare ai nostri occhi come "normale luce bianca". Quando la coordinata colore della sorgente luminosa si discosta da questa curva, pensiamo che abbia una "dominante colore".
La nostra prima lampadina al tungsteno, indipendentemente da come sia realizzata, il suo colore di luce può cadere solo su questa linea che rappresenta la luce bianca calda e fredda (la spessa linea nera nell'immagine). Chiamiamo il colore della luce in diverse posizioni su questa linea "temperatura di colore". Ora che la tecnologia è avanzata, il colore della luce bianca che produciamo cade su questa linea. Possiamo solo trovare un punto "più vicino", leggere la temperatura di colore di questo punto e chiamarlo "temperatura di colore correlata". Ora lo sai? Non dire che la deviazione è di ±150 K. Anche se le due sorgenti luminose hanno esattamente la stessa CCT, il colore della luce potrebbe essere molto diverso.
Zoom sull'isoterma a 3000K:
Non è sufficiente dire che la temperatura di colore della sorgente luminosa a LED non è sufficiente. Anche se fosse a 3000 K, ci saranno comunque colori rossi o verdastri. Ecco un nuovo indicatore: SDCM.
Sempre usando l'esempio precedente, la "temperatura di colore correlata" di questi due set di barre luminose differisce solo di 20K! Si può dire che siano quasi identiche. Ma in realtà, sono ovviamente colori di luce diversi. Dov'è il problema?
Tuttavia, la verità è: diamo un'occhiata al loro diagramma SDCM
L'immagine sopra mostra il bianco caldo a 3265 K a sinistra. Prestate attenzione al piccolo punto giallo a destra dell'ellisse verde, che rappresenta la posizione della sorgente luminosa sul diagramma di cromaticità. L'immagine sotto è verdastra a destra, e la sua posizione è fuori dall'ovale rosso. Diamo un'occhiata alle posizioni delle due sorgenti luminose sul diagramma di cromaticità nell'esempio precedente. I loro valori più vicini alla curva di corpo nero sono 3265 K e 3282 K, che sembrano differire di soli 20 K, ma in realtà la loro distanza è notevole.
Nel software di test non c'è una linea da 3200K, solo 3500K. Disegniamo un cerchio da 3200K:
I quattro cerchi di giallo, blu, verde e rosso rappresentano rispettivamente 1, 3, 5 e 7 "passi" dal "colore di luce perfetto". Ricordate: quando la differenza di colore della luce è entro 5 passi, l'occhio umano non è in grado di distinguerla, in pratica, e questo è sufficiente. Il nuovo standard nazionale stabilisce inoltre: "La tolleranza cromatica derivante dall'utilizzo di sorgenti luminose simili non deve essere superiore a 5 SDCM".
Vediamo: il punto seguente si avvicina di 5 livelli al colore della luce "perfetto". Pensiamo che sia un colore della luce più bello. Per quanto riguarda il punto precedente, sono stati effettuati 7 livelli e l'occhio umano può vedere chiaramente la sua dominante di colore.
Useremo la SDCM per valutare il colore della luce, quindi come misurare questo parametro? Si consiglia di portare con sé uno spettrometro, non scherzo, uno spettrometro portatile! Nella luce terrestre, la precisione del colore della luce è particolarmente importante, perché i colori rossastri e verdastri sono sgradevoli.
E il prossimo è Color Renderingndex.
L'illuminazione degli edifici richiede un elevato indice di resa cromatica, come ad esempio i wall washer utilizzati per l'illuminazione superficiale degli edifici e i proiettori per l'illuminazione a terra. Un basso indice di resa cromatica compromette gravemente la bellezza dell'edificio o del paesaggio illuminato.
Per le applicazioni indoor, l'importanza dell'indice di resa cromatica si riflette soprattutto nell'illuminazione di spazi residenziali, negozi al dettaglio, hotel e altre occasioni. Per l'ambiente d'ufficio, le caratteristiche di resa cromatica non sono così importanti, poiché l'illuminazione per ufficio è progettata per fornire la migliore illuminazione per l'esecuzione del lavoro, non per l'estetica.
La resa cromatica è un aspetto importante nella valutazione della qualità dell'illuminazione. Il Color Renderingndex è un metodo importante per valutare la resa cromatica delle sorgenti luminose. È un parametro fondamentale per misurare le caratteristiche cromatiche delle sorgenti luminose artificiali. È ampiamente utilizzato per valutare le sorgenti di illuminazione artificiale. Effetti del prodotto a diverse Ra:
In generale, maggiore è l'indice di resa cromatica, migliore è la resa cromatica della sorgente luminosa e maggiore è la capacità di restituire il colore dell'oggetto. Ma questo è solo "generalmente parlando". È davvero così? È assolutamente affidabile utilizzare l'indice di resa cromatica per valutare la capacità di riproduzione del colore di una sorgente luminosa? In quali circostanze ci saranno delle eccezioni?
Per chiarire questi aspetti, dobbiamo prima capire cos'è l'indice di resa cromatica e come viene calcolato. La CIE ha definito una serie di metodi per valutare la resa cromatica delle sorgenti luminose. Utilizza 14 campioni di colore di prova, testati con sorgenti luminose standard per ottenere una serie di valori di luminosità spettrale, e stabilisce che il suo indice di resa cromatica è 100. L'indice di resa cromatica della sorgente luminosa valutata viene confrontato con quello della sorgente luminosa standard secondo una serie di metodi di calcolo. I 14 campioni di colore sperimentali sono i seguenti:
Tra questi, i numeri da 1 a 8 vengono utilizzati per la valutazione dell'indice di resa cromatica generale Ra e vengono selezionate 8 tonalità rappresentative con saturazione media. Oltre agli otto campioni di colore standard utilizzati per calcolare l'indice di resa cromatica generale, la CIE fornisce anche sei campioni di colore standard per il calcolo dell'indice di resa cromatica di colori speciali, al fine di selezionare determinate proprietà di resa cromatica specifiche della sorgente luminosa, rispettivamente, gradi più saturi di rosso, giallo, verde, blu, carnagione europea e americana e verde foglia (n. 9-14). Il metodo di calcolo dell'indice di resa cromatica della sorgente luminosa del mio Paese aggiunge anche R15, un campione di colore che rappresenta la tonalità della pelle delle donne asiatiche.
Ecco il problema: di solito, quello che chiamiamo valore dell'indice di resa cromatica Ra si ottiene sulla base della resa cromatica di 8 campioni di colore standard da parte della sorgente luminosa. Gli 8 campioni di colore hanno croma e luminosità medie e sono tutti colori non saturi. Misurare la resa cromatica di una sorgente luminosa con spettro continuo e un'ampia banda di frequenza è un buon risultato, ma causerà problemi nella valutazione di sorgenti luminose con forma d'onda ripida e banda di frequenza stretta.
L'indice di resa cromatica Ra è elevato, la resa cromatica deve essere buona?
Ad esempio: abbiamo testato 2 luci da terra, vedere le due immagini seguenti, la prima riga di ciascuna immagine mostra le prestazioni della sorgente luminosa standard su vari campioni di colore, mentre la seconda riga mostra le prestazioni della sorgente luminosa a LED testata su vari campioni di colore.
L'indice di resa cromatica di queste due sorgenti luminose a LED per illuminazione a terra, calcolato secondo il metodo di prova standard, è:
Quello superiore ha Ra=80 e quello inferiore ha Ra=67. Sorpresa? Il motivo principale? In realtà, ne ho già parlato sopra.
Qualunque metodo, in alcuni casi, potrebbe non essere applicabile. Quindi, se è specifico per uno spazio con requisiti di colore molto rigorosi, quale metodo dovremmo usare per valutare se una determinata sorgente luminosa è adatta all'uso? Il mio metodo potrebbe essere un po' stupido: osservare lo spettro della sorgente luminosa.
Di seguito è riportata la distribuzione spettrale di alcune tipiche sorgenti luminose, ovvero la luce diurna (Ra100), la lampada a incandescenza (Ra100), la lampada fluorescente (Ra80), una certa marca di LED (Ra93), la lampada a ioduri metallici (Ra90).
Data di pubblicazione: 27 gennaio 2021
