Kaip išsirinkti tinkamą LED šviesos šaltinį įžemintam apšvietimui?
Augant energijos taupymo ir aplinkos apsaugos poreikiui, vis dažniau naudojame LED šviestuvus grindų apšvietimui. Šiuo metu LED rinka yra žuvų ir drakonų, gero ir blogo, mišinys. Įvairūs gamintojai ir įmonės stengiasi reklamuoti savo produktus. Atsižvelgiant į šį chaosą, mūsų nuomone, geriau leisti jam atsiųsti bandymą, o ne klausytis.
„Eurborn Co., Ltd.“ pradės LED įžeminių šviestuvų pasirinkimą, įskaitant išvaizdą, šilumos išsklaidymą, šviesos pasiskirstymą, akinimą, montavimą ir kt. Šiandien nekalbėsime apie lempų ir žibintų parametrus, tik apie šviesos šaltinį. Ar tikrai žinote, kaip išsirinkti gerą LED šviesos šaltinį? Pagrindiniai šviesos šaltinio parametrai yra: srovė, galia, šviesos srautas, šviesos slopinimas, šviesos spalva ir spalvų atkūrimas. Šiandien daugiausia dėmesio skirsime paskutiniams dviem punktams, pirmiausia trumpai aptarsime pirmuosius keturis.
Visų pirma, dažnai klausiame: „Kiek vatų šviesos man reikia?“ Šis įprotis yra tęsti ankstesnį tradicinį šviesos šaltinį. Anuomet šviesos šaltiniai turėjo tik keletą fiksuotų galių, iš esmės buvo galima rinktis tik iš tų galių, jų laisvai reguliuoti nebuvo galima, o dabartiniams LED šviestuvams, šiek tiek pakeitus maitinimo šaltinį, galia iš karto pasikeis! Kai tas pats LED šviesos šaltinis, skirtas įžemintam šviestuvui, maitinamas didesne srove, galia padidės, tačiau sumažės šviesos efektyvumas ir padidės šviesos gesimas. Žr. paveikslėlį apačioje.
Paprastai tariant, perteklius = švaistymas. Tačiau tai taupo šviesos diodo darbinę srovę. Kai pavaros srovė pasiekia maksimalią leistiną vertę esant tam tikroms aplinkybėms, sumažinant pavaros srovę 1/3, prarandamas šviesos srautas yra labai ribotas, tačiau nauda yra didžiulė:
Šviesos slopinimas labai sumažėja;
Gyvenimo trukmė gerokai pailgėja;
Žymiai pagerintas patikimumas;
Didesnis energijos suvartojimas;
Todėl norint, kad LED šviesos šaltinis, skirtas įžemintai šviesai, būtų geras, pavaros srovė turėtų sudaryti apie 70 % maksimalios vardinės srovės.
Tokiu atveju projektuotojas turėtų tiesiogiai nurodyti šviesos srautą. Kokią galią naudoti, turėtų nuspręsti gamintojas. Tai skatina gamintojus siekti efektyvumo ir stabilumo, o ne aukojant efektyvumą ir ilgaamžiškumą aklai didinant šviesos šaltinio galią.
Aukščiau paminėti parametrai apima šiuos: srovės stiprumą, galią, šviesos srautą ir šviesos slopinimą. Tarp jų yra glaudus ryšys, į kurį turėtumėte atkreipti dėmesį naudodami: kurio iš jų jums iš tikrųjų reikia?
Šviesi spalva
Tradicinių šviesos šaltinių eroje, kalbant apie spalvos temperatūrą, visi rūpinosi tik „geltona ir balta šviesa“, o ne šviesos spalvos nuokrypio problema. Bet kokiu atveju, tradicinių šviesos šaltinių spalvos temperatūra yra tik tokia, tereikia pasirinkti vieną ir paprastai nebus per daug klaidinga. LED eroje pastebėjome, kad į žemę įleidžiamų šviestuvų šviesos spalva yra labai įvairi. Net ta pati lempų partija gali labai keistai ir skirtingai nukrypti.
Visi sako, kad LED yra geras, energiją taupantis ir ekologiškas. Tačiau iš tiesų yra daug įmonių, kurios sugadina LED! Toliau pateikiamas didelio masto projektas, kurį atsiuntė draugas, kurio tikslas – realaus gyvenimo pritaikymas garsaus vietinio prekės ženklo LED lempoms ir žibintams. Pažvelkite į šį šviesos pasiskirstymą, spalvų temperatūros pastovumą, šią silpną mėlyną šviesą...
Atsižvelgdama į šį chaosą, sąžininga antžeminio LED apšvietimo gamykla klientams pažadėjo: „Mūsų lempų spalvos temperatūros nuokrypis yra ±150 K!“ Kai įmonė renkasi gaminį, specifikacijose nurodoma: „Reikalaujama, kad lempos karoliukų spalvos temperatūros nuokrypis būtų ±150 K ribose.“
Ši 150 K vertė pagrįsta tradicinės literatūros citata: „Spalvų temperatūros nuokrypis yra ±150 K ribose, ir žmogaus akiai tai sunku aptikti.“ Manoma, kad jei spalvų temperatūra yra „±150 K ribose“, neatitikimų galima išvengti. Tiesą sakant, viskas nėra taip paprasta.
Pavyzdžiui, šios gamyklos sendinimo patalpoje mačiau dvi šviesos juostų grupes su akivaizdžiai skirtingomis šviesos spalvomis. Viena grupė buvo įprasta šiltai balta, o kita grupė buvo akivaizdžiai šališka. Kaip parodyta paveikslėlyje, galėjome rasti skirtumą tarp dviejų šviesos juostų. Viena rausva ir viena žalsva. Remiantis aukščiau pateiktu teiginiu, net žmogaus akis gali atskirti skirtumą, žinoma, spalvų temperatūros skirtumas turi būti didesnis nei 150 K.
Kaip matote, du šviesos šaltiniai, kurie žmogaus akiai atrodo visiškai skirtingai, turi „koreliuotos spalvos temperatūros“ skirtumą, kuris yra tik 20 K!
Ar išvada, kad „spalvos temperatūros nuokrypis yra ±150 K ribose, žmogaus akiai sunku jį aptikti“, nėra klaidinga? Nesijaudinkite, leiskite man lėtai paaiškinti: pakalbėkime apie dvi sąvokas – spalvos temperatūrą ir (CT) koreliuojamą spalvos temperatūrą (CCT). Paprastai kalbame apie šviesos šaltinio „spalvos temperatūrą“ esant žemei, bet iš tikrųjų bandymo ataskaitoje paprastai cituojame stulpelį „koreliuojama spalvos temperatūra“. Šių dviejų parametrų apibrėžimas pateiktas „Architektūrinio apšvietimo projektavimo standarte GB50034-2013“.
Spalvų temperatūra
Kai šviesos šaltinio chromatinis koeficientas yra toks pat kaip juodo kūno tam tikroje temperatūroje, absoliuti juodo kūno temperatūra yra šviesos šaltinio spalvinė temperatūra. Taip pat žinoma kaip chromatinis koeficientas. Vienetas yra K.
Koreliuojama spalvų temperatūra
Kai žemės šviesos šaltinio chromatinis taškas nėra juodojo kūno centre, o šviesos šaltinio chromatinis taškas yra arčiausiai juodojo kūno chromatinio taško tam tikroje temperatūroje, absoliuti juodojo kūno temperatūra yra koreliuota šviesos šaltinio spalvinė temperatūra, vadinama koreliuota spalvine temperatūra. Matavimo vienetas yra K.
Žemėlapyje platuma ir ilguma rodo miesto vietą, o (x, y) koordinatės „spalvų koordinačių žemėlapyje“ rodo tam tikros šviesos spalvos vietą. Žiūrėkite į paveikslėlį apačioje, pozicija (0,1, 0,8) yra grynai žalia, o pozicija (07, 0,25) – grynai raudona. Vidurinė dalis iš esmės yra balta šviesa. Šio „baltumo laipsnio“ negalima apibūdinti žodžiais, todėl yra „spalvos temperatūros“ sąvoka. Volframo lemputės skleidžiama šviesa skirtingose temperatūrose spalvų koordinačių diagramoje vaizduojama kaip linija, vadinama „juodojo kūno lokusu“, sutrumpintai BBL, dar vadinama „Planko kreive“. Juodojo kūno spinduliuotės skleidžiama spalva mūsų akims atrodo kaip „įprasta balta šviesa“. Kai šviesos šaltinio spalvos koordinatė nukrypsta nuo šios kreivės, manome, kad ji turi „spalvos atspalvį“.
Mūsų seniausia volframo lemputė, kad ir kaip ji būtų pagaminta, jos šviesos spalva gali kristi tik ant šios linijos, kuri žymi šaltą ir šiltą baltą šviesą (stora juoda linija paveikslėlyje). Šviesos spalvą skirtingose šios linijos vietose vadiname „spalvos temperatūra“. Dabar, kai technologija yra pažengusi, mūsų pagamintos baltos šviesos šviesos spalva krinta ant šios linijos. Galime rasti tik „artimiausią“ tašką, nuskaityti šio taško spalvos temperatūrą ir pavadinti ją „koreliuota spalvos temperatūra“. Dabar žinote? Nesakykite, kad nuokrypis yra ±150 K. Net jei du šviesos šaltiniai turi visiškai tą patį spalvų kontrasto koeficientą (CCT), šviesos spalva gali būti gana skirtinga.
Ką priartina 3000K „izotermoje“:
„LED šviesos šaltinis, skirtas įžemintai šviesai, nepakanka vien pasakyti, kad spalvos temperatūra nepakankama. Net jei visi šviestuvai yra 3000 K, vis tiek bus raudonos arba žalsvos spalvos.“ Štai naujas indikatorius: SDCM.
Vis dar naudojant aukščiau pateiktą pavyzdį, šių dviejų šviesos juostų rinkinių „koreliuojama spalvų temperatūra“ skiriasi tik 20 K! Galima sakyti, kad jos beveik identiškos. Tačiau iš tikrųjų tai akivaizdžiai skirtingos šviesos spalvos. Kur problema?
Tačiau tiesa tokia: pažvelkime į jų SDCM diagramą.
Viršuje esančiame paveikslėlyje kairėje pavaizduota šiltai balta 3265K spalva. Atkreipkite dėmesį į mažą geltoną taškelį žalios elipsės dešinėje pusėje, kuris žymi šviesos šaltinio padėtį chromatinių diagramų diagramose. Žemiau esančiame paveikslėlyje dešinėje pusėje jis yra žalsvas, o jo padėtis išėjo už raudono ovalo ribų. Pažvelkime į dviejų šviesos šaltinių padėtis aukščiau pateiktame pavyzdyje pateiktoje chromatinių diagramų diagramose. Jų artimiausios vertės juodo kūno kreivei yra 3265K ir 3282K, kurios, atrodo, skiriasi tik 20K, bet iš tikrųjų jų atstumas yra labai didelis.
Testavimo programinėje įrangoje nėra 3200K linijos, tik 3500K. Nubraižykime 3200K apskritimą patys:
Keturi geltonos, mėlynos, žalios ir raudonos spalvos apskritimai atitinkamai žymi 1, 3, 5 ir 7 „žingsnius“ nuo „tobulos šviesos spalvos“. Atminkite: kai šviesos spalvos skirtumas yra ne didesnis kaip 5 žingsniai, žmogaus akis iš esmės negali jo atskirti, to pakanka. Naujasis nacionalinis standartas taip pat numato: „Panašių šviesos šaltinių spalvų tolerancija neturėtų būti didesnė nei 5 SDCM“.
Pažiūrėkime: kitas taškas yra per 5 žingsnius nuo „tobulos“ šviesos spalvos. Manome, kad tai gražesnė šviesos spalva. Kalbant apie aukščiau pateiktą tašką, buvo atlikti 7 žingsniai ir žmogaus akis gali aiškiai matyti jo spalvos atspalvį.
Šviesos spalvai įvertinti naudosime SDCM, tad kaip išmatuoti šį parametrą? Rekomenduojama su savimi turėti spektrometrą, be juokų, nešiojamąjį spektrometrą! Esant žemės šviesai, šviesos spalvos tikslumas yra ypač svarbus, nes rausvos ir žalsvos spalvos yra negražios.
O toliau – spalvų perteikimo indeksas.
Grunto apšvietimui reikalingas didelis spalvų atgavos indeksas, pavyzdžiui, sienų apšvietimui naudojamos šviestuvai ir prožektoriai, skirti apšviesti grožį ant žemės. Žemas spalvų atgavos indeksas gali smarkiai pakenkti apšviesto pastato ar kraštovaizdžio grožiui.
Patalpų apšvietimui spalvų atgavos indeksas ypač svarbus gyvenamųjų namų, mažmeninės prekybos parduotuvių, viešbučių ir kitų progų apšvietime. Biuro aplinkoje spalvų atgavos charakteristikos nėra tokios svarbios, nes biuro apšvietimas skirtas užtikrinti geriausią apšvietimą darbo atlikimui, o ne estetikai.
Spalvų atgava yra svarbus apšvietimo kokybės vertinimo aspektas. Spalvų atgava (SRD) yra svarbus šviesos šaltinių spalvų atgavamumo vertinimo metodas. Tai svarbus parametras, skirtas dirbtinių šviesos šaltinių spalvų charakteristikoms matuoti. Jis plačiai naudojamas dirbtinio apšvietimo šaltiniams įvertinti. Produkto poveikis esant skirtingiems Ra:
Paprastai tariant, kuo didesnis spalvų atgavos indeksas, tuo geresnis šviesos šaltinio spalvų atgavos vaizdas ir tuo stipresnis gebėjimas atkurti objekto spalvą. Tačiau tai tik „įprastai kalbant“. Ar tikrai taip yra? Ar absoliučiai patikima naudoti spalvų atgavos indeksą šviesos šaltinio spalvų atkūrimo galiai įvertinti? Kokiomis aplinkybėmis bus išimčių?
Norint išsiaiškinti šiuos klausimus, pirmiausia turime suprasti, kas yra spalvų atgavos indeksas ir kaip jis apskaičiuojamas. CIE yra nustačiusi metodų rinkinį šviesos šaltinių spalvų atgavos įvertinimui. Ji naudoja 14 bandymų spalvų pavyzdžių, išbandytų su standartiniais šviesos šaltiniais, kad gautų spektrinio ryškumo verčių seriją, ir nustato, kad jo spalvų atgavos indeksas yra 100. Įvertinto šviesos šaltinio spalvų atgavos indeksas vertinamas pagal standartinio šviesos šaltinio skaičių pagal skaičiavimo metodų rinkinį. 14 eksperimentinių spalvų pavyzdžių yra šie:
Iš jų Nr. 1–8 naudojamas bendrajam spalvų atgavos indeksui Ra įvertinti ir parenkami 8 reprezentatyvūs atspalviai su vidutiniu sodrumu. Be aštuonių standartinių spalvų pavyzdžių, naudojamų bendrajam spalvų atgavos indeksui apskaičiuoti, CIE taip pat pateikia šešis standartinius spalvų pavyzdžius, skirtus specialių spalvų spalvų atgavos indeksui apskaičiuoti, atsižvelgiant į tam tikras šviesos šaltinio specialias spalvų atgavos savybes, atitinkamai į sodresnį raudonos, geltonos, žalios, mėlynos, europietiškos ir amerikietiškos odos spalvos bei lapų žalios spalvos (Nr. 9–14) sodrumą. Mano šalies šviesos šaltinio spalvų atgavos indekso skaičiavimo metodas taip pat apima R15 – spalvos pavyzdį, atspindintį Azijos moterų odos atspalvį.
Štai čia ir iškyla problema: paprastai tai, ką vadiname spalvų atgavos indekso verte Ra, gaunama remiantis 8 standartinių spalvų pavyzdžių, kuriuos sukuria šviesos šaltinis, spalvų atgavos rodikliu. 8 spalvų pavyzdžiai pasižymi vidutiniu chromatizmu ir šviesumu, ir visi jie yra nesočiosios spalvos. Geras rezultatas yra išmatuoti šviesos šaltinio, turinčio ištisinį spektrą ir platų dažnių diapazoną, spalvų atgavos rodiklį, tačiau tai sukels problemų vertinant šviesos šaltinį, turintį stačią bangos formą ir siaurą dažnių juostą.
Jei spalvų atgavos indeksas Ra yra aukštas, ar spalvų atgavos turi būti geros?
Pavyzdžiui: išbandėme 2 antžeminio apšvietimo įrenginius, žr. šiuos du paveikslėlius, pirmoje kiekvieno paveikslėlio eilutėje parodytas standartinio šviesos šaltinio veikimas su įvairiais spalvų pavyzdžiais, o antroje eilutėje – išbandyto LED šviesos šaltinio veikimas su įvairiais spalvų pavyzdžiais.
Šių dviejų LED šviesos šaltinių, skirtų į žemę įleidžiamiems šviestuvams, spalvų atgavos indeksas, apskaičiuotas pagal standartinį bandymo metodą, yra:
Viršutinio Ra vertė yra 80, o apatinio – 67. Staigmena? Kokia pagrindinė priežastis? Tiesą sakant, apie tai jau kalbėjau aukščiau.
Bet kuris metodas gali būti netaikomas. Taigi, jei jis būdingas erdvei, kurioje keliami labai griežti spalvų reikalavimai, kokį metodą turėtume naudoti, norėdami nuspręsti, ar tam tikras šviesos šaltinis tinkamas naudoti? Mano metodas gali būti šiek tiek kvailas: žiūrėkite į šviesos šaltinio spektrą.
Toliau pateikiamas kelių tipinių šviesos šaltinių spektrinis pasiskirstymas, būtent dienos šviesos (Ra100), kaitrinės lempos (Ra100), fluorescencinės lempos (Ra80), tam tikros markės LED (Ra93), metalo halogenidinės lempos (Ra90).
Įrašo laikas: 2021 m. sausio 27 d.
