Ako si vybrať správny LED zdroj svetla pre osvetlenie do zeme?
S rastúcim dopytom po úspore energie a ochrane životného prostredia čoraz viac používame LED svetlá na návrh zapusteného osvetlenia. Trh s LED diódami je v súčasnosti zmesou rýb a drakov, dobrých aj zlých. Rôzni výrobcovia a firmy sa usilovne snažia propagovať svoje vlastné produkty. Vzhľadom na tento chaos je podľa nás lepšie nechať ho poslať na test, než počúvať.
Spoločnosť Eurborn Co., Ltd. začne s výberom LED svietidiel do zeme, ktoré zahŕňajú vzhľad, odvod tepla, rozptyl svetla, oslnenie, inštaláciu atď. Dnes sa nebudeme venovať parametrom lámp a lampášov, ale len svetelnému zdroju. Naozaj viete, ako si vybrať dobrý LED svetelný zdroj? Hlavné parametre svetelného zdroja sú: prúd, výkon, svetelný tok, útlm svetla, farba svetla a podanie farieb. Dnes sa zameriame na posledné dve položky a najprv si stručne povieme o prvých štyroch.
V prvom rade si často hovoríme: „Koľko wattov svetla chcem?“ Tento zvyk je pokračovaním predchádzajúceho tradičného svetelného zdroja. Vtedy mal svetelný zdroj iba niekoľko pevných výkonov, v podstate ste si mohli vybrať iba z týchto výkonov, nedali ste ho voľne nastavovať a pri súčasných LED diódach sa napájanie mierne zmení, výkon sa okamžite zmení! Keď je ten istý LED svetelný zdroj zabudovaného svetla napájaný väčším prúdom, výkon sa zvýši, ale spôsobí to zníženie účinnosti svetla a zvýšenie svetelného útlmu. Pozrite si obrázok nižšie.
Vo všeobecnosti sa redundancia = plytvanie. Šetrí to však pracovný prúd LED diódy. Keď budiaci prúd dosiahne za daných okolností maximálnu povolenú hodnotu, znížením budiacej prúdu o 1/3 je stratený svetelný tok veľmi obmedzený, ale výhody sú obrovské:
Útlm svetla je výrazne znížený;
Životnosť sa výrazne predĺži;
Výrazne zlepšená spoľahlivosť;
Vyššie využitie energie;
Preto by pre dobrý LED svetelný zdroj pre osvetlenie v zemi mal byť budiaci prúd približne 70 % maximálneho menovitého prúdu.
V tomto prípade by si mal projektant priamo vyžiadať svetelný tok. Pokiaľ ide o použitý výkon, mal by to rozhodnúť výrobca. Cieľom je povzbudiť výrobcov, aby sa snažili o účinnosť a stabilitu, namiesto toho, aby obetovali účinnosť a životnosť slepým zvyšovaním výkonu svetelného zdroja.
Vyššie uvedené zahŕňajú tieto parametre: prúd, výkon, svetelný tok a útlm svetla. Medzi nimi existuje úzky vzťah a pri používaní by ste im mali venovať pozornosť: Ktorý z nich skutočne potrebujete?
Svetlá farba
V ére tradičných svetelných zdrojov, pokiaľ ide o teplotu farby, sa každý zaujíma len o „žlté svetlo a biele svetlo“, nie o problém s odchýlkou farby svetla. V každom prípade, teplota farby tradičného svetelného zdroja je len taká, stačí si vybrať jeden a vo všeobecnosti sa príliš nepokazí. V ére LED diód sme zistili, že farba svetla v podlahovom osvetlení má mnoho a všetky druhy. Dokonca aj tá istá dávka žiaroviek sa môže veľmi zvláštne a veľmi odlišne líšiť.
Všetci hovoria, že LED diódy sú dobré, energeticky úsporné a šetrné k životnému prostrediu. Ale naozaj existuje veľa spoločností, ktoré LED diódy pokazia! Nasleduje rozsiahly projekt, ktorý mi poslal kamarát, ktorého cieľom je reálna aplikácia známej domácej značky LED žiaroviek a lampášov. Pozrite sa na toto rozloženie svetla, konzistenciu teploty farieb, toto slabé modré svetlo...
Vzhľadom na tento chaos svedomitá továreň na výrobu LED osvetlenia umiestnená v zemi sľúbila zákazníkom: „Naše lampy majú odchýlku teploty farby v rozmedzí ±150K!“ Pri výbere produktu spoločnosť uvádza: „Požadovaná odchýlka teploty farby korálok lampy je v rozmedzí ±150K.“
Táto hodnota 150 K je založená na závere citujúceho tradičnú literatúru: „Odchýlka teploty farby je v rozmedzí ±150 K, čo je pre ľudské oko ťažké zistiť.“ Veria, že ak je teplota farby „v rozmedzí ±150 K“, nezrovnalostiam sa dá vyhnúť. V skutočnosti to nie je také jednoduché.
Napríklad v starnúcej miestnosti tejto továrne som videl dve skupiny svetelných tyčí s evidentne odlišnými farbami svetla. Jedna skupina mala normálne teplé biele svetlo a druhá skupina mala evidentne odlišné svetlo. Ako je znázornené na obrázku, medzi týmito dvoma svetelnými tyčami sme dokázali nájsť rozdiel. Jedna bola červenkastá a druhá zelenkastá. Podľa vyššie uvedeného tvrdenia by aj ľudské oko dokázalo rozoznať rozdiel, rozdiel v teplote farieb musí byť samozrejme vyšší ako 150 K.
Ako vidíte, dva svetelné zdroje, ktoré ľudskému oku vyzerajú úplne odlišne, majú rozdiel v „korelovanej teplote farieb“ iba 20 K!
Nie je záver, že „odchýlka teploty farby je v rozmedzí ±150K, ktorú ľudské oko ťažko detekuje“, nesprávny? Nebojte sa, dovoľte mi to pomaly vysvetliť: Dovoľte mi hovoriť o dvoch konceptoch teploty farby verzus (CT) korelovanej teploty farby (CCT). Zvyčajne sa „teplotou farby“ svetelného zdroja odvolávame na svetlo v zemi, ale v skutočnosti v protokole o skúške zvyčajne uvádzame stĺpec „korelovaná teplota farby“. Definícia týchto dvoch parametrov je uvedená v „Norme pre architektonický dizajn osvetlenia GB50034-2013“.
Teplota farby
Keď je chromatika svetelného zdroja pri určitej teplote rovnaká ako chromatika čierneho telesa, absolútna teplota čierneho telesa je teplota farby svetelného zdroja. Tiež známa ako chroma. Jednotka je K.
Korelovaná teplota farby
Keď bod chromatičnosti svetelného zdroja v teréne neleží na lokuse čierneho telesa a chromatika svetelného zdroja je najbližšie k chromatičnosti čierneho telesa pri určitej teplote, absolútna teplota čierneho telesa je korelovaná teplota farby svetelného zdroja, označovaná ako korelovaná teplota farby. Jednotkou je K.
Zemepisná šírka a dĺžka na mape označujú polohu mesta a hodnota súradníc (x, y) na „mape farebných súradníc“ označuje polohu určitej farby svetla. Pozrite sa na obrázok nižšie, poloha (0,1, 0,8) je čisto zelená a poloha (07, 0,25) je čisto červená. Stredná časť je v podstate biele svetlo. Tento druh „stupňa belosti“ sa nedá opísať slovami, preto existuje pojem „teplota farby“. Svetlo vyžarované volfrámovou žiarovkou pri rôznych teplotách je na diagrame farebných súradníc znázornené ako čiara nazývaná „lokus čierneho telesa“, skrátene BBL, nazývaná aj „Planckova krivka“. Farba vyžarovaná žiarením čierneho telesa, ktorú naše oči vyzerajú ako „normálne biele svetlo“. Keď sa farebná súradnica svetelného zdroja odchýli od tejto krivky, myslíme si, že má „farebný odtieň“.
Naša najstaršia volfrámová žiarovka, bez ohľadu na to, ako je vyrobená, má farbu svetla dopadajúceho iba na túto čiaru, ktorá predstavuje studené a teplé biele svetlo (hrubá čierna čiara na obrázku). Farbu svetla v rôznych polohách na tejto čiare nazývame „teplota farby“. Teraz, keď je technológia pokročilá, biele svetlo, ktoré sme vytvorili, má farbu svetla dopadajúceho na túto čiaru. Vieme nájsť iba „najbližší“ bod, odčítať teplotu farby tohto bodu a nazvať ju „korelovanou teplotou farby“. Teraz už viete? Nehovorte, že odchýlka je ±150K. Aj keď majú dva svetelné zdroje úplne rovnakú teplotu farby (CCT), farba svetla sa môže dosť líšiť.
Priblížte si „izotermu“ s teplotou 3000 K:
LED svetelný zdroj zabudovaný do zeme nestačí len povedať, že teplota farby nie je dostatočná. Aj keby každý mal 3000K, budú existovať červené alebo zelenkasté farby.“ Tu je nový indikátor: SDCM.
Stále s použitím vyššie uvedeného príkladu, tieto dve sady svetelných tyčí, ich „korelovaná teplota farieb“ sa líši iba o 20K! Dá sa povedať, že sú takmer identické. V skutočnosti však ide o evidentne odlišné farby svetla. Kde je problém?
Pravdou však je, že sa pozrime na ich SDCM diagram.
Obrázok vyššie zobrazuje teplú bielu 3265K vľavo. Venujte pozornosť malej žltej bodke vpravo od zelenej elipsy, ktorá predstavuje polohu svetelného zdroja na chromatickom diagrame. Obrázok nižšie je vpravo zelenkastý a jeho poloha presahuje červený ovál. Pozrime sa na polohy dvoch svetelných zdrojov na chromatickom diagrame vo vyššie uvedenom príklade. Ich najbližšie hodnoty ku krivke čierneho telesa sú 3265K a 3282K, ktoré sa zdajú líšiť len o 20K, ale v skutočnosti sú veľmi ďaleko.
V testovacom softvéri nie je čiara 3200K, iba 3500K. Nakreslime si kruh s hodnotou 3200K sami:
Štyri kruhy žltej, modrej, zelenej a červenej predstavujú 1, 3, 5 a 7 „krokov“ od „dokonalej farby svetla“. Pamätajte: ak je rozdiel vo farbe svetla do 5 krokov, ľudské oko ho v podstate nedokáže rozlíšiť, to stačí. Nová národná norma tiež stanovuje: „Tolerancia farby pri použití podobných svetelných zdrojov by nemala byť väčšia ako 5 SDCM.“
Pozrime sa: Nasledujúci bod sa nachádza do 5 krokov od „dokonalej“ farby svetla. Myslíme si, že je to krajšia farba svetla. Čo sa týka vyššie uvedeného bodu, bolo vykonaných 7 krokov a ľudské oko jasne vidí jeho farebný odtieň.
Na vyhodnotenie farby svetla použijeme SDCM, takže ako tento parameter zmerať? Odporúča sa, aby ste si so sebou priniesli spektrometer, nie žart, prenosný spektrometer! Pri prízemnom svetle je presnosť farby svetla obzvlášť dôležitá, pretože červenkasté a zelenkasté farby sú nevzhľadné.
A ďalší je index podania farieb.
Medzi pozemné osvetlenie, ktoré vyžaduje vysoký index podania farieb, patrí osvetlenie budov, ako napríklad nástenné reflektory používané na osvetlenie povrchu budov a svetlomety používané na pozemné osvetlenie. Nízky index podania farieb vážne poškodí krásu osvetlenej budovy alebo krajiny.
Pri interiérových aplikáciách sa dôležitosť indexu podania farieb odráža najmä v osvetlení obytných priestorov, maloobchodných predajní, hotelov a iných príležitostí. V kancelárskom prostredí nie sú charakteristiky podania farieb až také dôležité, pretože kancelárske osvetlenie je navrhnuté tak, aby poskytovalo najlepšie osvetlenie pre vykonávanie práce, nie pre estetiku.
Podanie farieb je dôležitým aspektom hodnotenia kvality osvetlenia. Index podania farieb je dôležitá metóda na hodnotenie podania farieb svetelných zdrojov. Je to dôležitý parameter na meranie farebných charakteristík umelých svetelných zdrojov. Široko sa používa na hodnotenie umelých svetelných zdrojov. Vplyvy produktu pri rôznych hodnotách Ra:
Vo všeobecnosti platí, že čím vyšší je index podania farieb, tým lepšie je podanie farieb svetelného zdroja a tým silnejšia je schopnosť obnoviť farbu objektu. Ale to je len „bežné vyjadrenie“. Je to naozaj tak? Je úplne spoľahlivé použiť index podania farieb na vyhodnotenie schopnosti reprodukcie farieb svetelného zdroja? Za akých okolností budú existovať výnimky?
Aby sme si tieto otázky objasnili, musíme najprv pochopiť, čo je index podania farieb a ako sa odvodzuje. CIE má dobre stanovený súbor metód na hodnotenie podania farieb svetelných zdrojov. Používa 14 testovacích vzoriek farieb, testovaných so štandardnými svetelnými zdrojmi na získanie série hodnôt spektrálneho jasu, a stanovuje, že index podania farieb je 100. Index podania farieb hodnoteného svetelného zdroja sa porovnáva so štandardným svetelným zdrojom podľa súboru výpočtových metód. 14 experimentálnych vzoriek farieb je nasledovných:
Spomedzi nich sa na vyhodnotenie všeobecného indexu podania farieb Ra používa č. 1-8 a vyberá sa 8 reprezentatívnych odtieňov so strednou sýtosťou. Okrem ôsmich štandardných vzoriek farieb použitých na výpočet všeobecného indexu podania farieb poskytuje CIE aj šesť štandardných vzoriek farieb na výpočet indexu podania farieb špeciálnych farieb na výber určitých špeciálnych vlastností podania farieb svetelného zdroja, a to sýtejších vyšších stupňov červenej, žltej, zelenej, modrej, európskej a americkej farby pleti a listovej zelenej (č. 9-14). Metóda výpočtu indexu podania farieb svetelného zdroja v mojej krajine pridáva aj R15, vzorku farby predstavujúcu tón pleti ázijských žien.
Tu nastáva problém: to, čo nazývame hodnotou indexu podania farieb Ra, sa zvyčajne získava na základe podania farieb 8 štandardných vzoriek farieb svetelným zdrojom. 8 vzoriek farieb má strednú sýtosť a jasnosť a všetky sú to nenasýtené farby. Je to dobrý výsledok merania podania farieb svetelného zdroja so spojitým spektrom a širokým frekvenčným pásmom, ale spôsobí to problémy pri hodnotení svetelného zdroja so strmým priebehom vlny a úzkym frekvenčným pásmom.
Index podania farieb Ra je vysoký, musí byť podanie farieb dobré?
Napríklad: Testovali sme 2 zariadenia v terénnom osvetlení, pozrite si nasledujúce dva obrázky, prvý riadok každého obrázka zobrazuje výkon štandardného svetelného zdroja na rôznych farebných vzorkách a druhý riadok zobrazuje výkon testovaného LED svetelného zdroja na rôznych farebných vzorkách.
Index podania farieb týchto dvoch LED svetelných zdrojov pre osvetlenie v zemi, vypočítaný podľa štandardnej testovacej metódy, je:
Horný má Ra=80 a dolný má Ra=67. Prekvapenie? Hlavný dôvod? Vlastne som o tom už hovoril vyššie.
Pri akejkoľvek metóde sa môžu vyskytnúť miesta, kde nie je použiteľná. Takže, ak je špecifická pre priestor s veľmi prísnymi požiadavkami na farby, akú metódu by sme mali použiť na posúdenie, či je určitý svetelný zdroj vhodný na použitie? Moja metóda je možno trochu hlúpa: pozrite sa na spektrum svetelného zdroja.
Nasleduje spektrálne rozloženie niekoľkých typických svetelných zdrojov, a to denného svetla (Ra100), žiarivky (Ra100), žiarivky (Ra80), určitej značky LED (Ra93) a halogenidovej výbojky (Ra90).
Čas uverejnenia: 27. januára 2021
