Hur väljer man rätt LED-ljuskälla för markbelysning?
Med den växande efterfrågan på energibesparing och miljöskydd använder vi alltmer LED-lampor för markbelysning. LED-marknaden är för närvarande en blandning av fisk och drake, gott och ont. Olika tillverkare och företag driver hårt på för att marknadsföra sina egna produkter. Angående detta kaos är vår uppfattning bättre att låta honom skicka ett test istället för att lyssna.
Eurborn Co., Ltd kommer att börja med valet av LED-markbelysning, inklusive utseende, värmeavledning, ljusfördelning, bländning, installation etc. Idag kommer vi inte att prata om parametrar för lampor och lyktor, utan bara om ljuskällan. Vet du verkligen hur man väljer en bra LED-ljuskälla? De viktigaste parametrarna för ljuskällan är: ström, effekt, ljusflöde, ljusdämpning, ljusfärg och färgåtergivning. Vårt fokus idag är att prata om de två sista punkterna, först kortfattat om de första fyra punkterna.
Först och främst säger vi ofta: "Hur många watt ljus vill jag ha?" Denna vana är att fortsätta med den tidigare traditionella ljuskällan. På den tiden hade ljuskällorna bara ett antal fasta wattal, i princip kunde man bara välja mellan dessa wattal, man kunde inte justera dem fritt, och med dagens LED-lampor ändras strömförsörjningen något, effekten ändras omedelbart! När samma LED-ljuskälla eller markbelysning drivs med större ström, kommer effekten att öka, men det kommer att orsaka minskad ljuseffektivitet och ökad ljusförbränning. Se bilden nedan.
Generellt sett är redundans = slöseri. Men det sparar LED-lampans arbetsström. När drivströmmen når den maximalt tillåtna belastningen under omständigheterna, och drivströmmen minskas med 1/3, är det offrade ljusflödet mycket begränsat, men fördelarna är enorma:
Ljusdämpningen minskas kraftigt;
Livslängden förlängs kraftigt;
Avsevärt förbättrad tillförlitlighet;
Högre effektutnyttjande;
Därför, för en bra LED-ljuskälla för markbelysning, bör drivströmmen använda cirka 70 % av den maximala märkströmmen.
I detta fall bör konstruktören direkt begära ljusflödet. Vilken effekt som ska användas bör bestämmas av tillverkaren. Detta för att uppmuntra tillverkare att sträva efter effektivitet och stabilitet, istället för att offra effektivitet och livslängd genom att blint höja ljuskällans effekt.
Ovan nämnda inkluderar dessa parametrar: ström, effekt, ljusflöde och ljusdämpning. Det finns ett nära samband mellan dem, och du bör vara uppmärksam på dem vid användning: Vilken är det du verkligen behöver?
Ljus färg
I den traditionella ljuskällans era, när det gäller färgtemperatur, bryr sig alla bara om "gult ljus och vitt ljus", inte om problemet med ljusfärgsavvikelser. Hur som helst, färgtemperaturen för den traditionella ljuskällan är den typen, välj bara en, så kommer det generellt inte att gå så mycket fel. I LED-eran har vi upptäckt att ljusfärgen för markbelysning har många och alla typer. Även samma sats lamppärlor kan avvika till många konstigheter, många skillnader.
Alla säger att LED är bra, energibesparande och miljövänligt. Men det finns verkligen många företag som gör LED-lampor ruttna! Följande är ett storskaligt projekt som skickats in av en vän vars syfte är en verklig tillämpning av ett känt inhemskt märke av LED-lampor och lyktor. Titta på ljusfördelningen, färgtemperaturkonsistensen, det svaga blå ljuset….
Med tanke på detta kaos lovade en samvetsgrann fabrik för markmonterad LED-belysning kunderna: "Våra lampor har en färgtemperaturavvikelse inom ±150K!" När företaget gör produktvalet anger specifikationerna: "Det krävs att avvikelsen för lamppärlornas färgtemperatur är inom ±150K".
Dessa 150K baseras på slutsatsen av att citera traditionell litteratur: "Färgtemperaturavvikelsen ligger inom ±150K, vilket är svårt för det mänskliga ögat att upptäcka." De tror att om färgtemperaturen är "inom ±150K" så kan avvikelser undvikas. Faktum är att det inte är så enkelt.
Som ett exempel, i fabrikens åldringsrum såg jag två grupper av ljusrampar med uppenbart olika ljusfärger. En grupp var normalt varmvitt, och den andra gruppen var uppenbarligen partisk. Som visas i figuren kunde vi se skillnaden mellan de två ljusramparna. En rödaktig och en grönaktig. Enligt ovanstående påstående kan även det mänskliga ögat se skillnaden, färgtemperaturskillnaden måste naturligtvis vara högre än 150K.
Som du kan se har två ljuskällor som ser helt olika ut för det mänskliga ögat en "korrelerad färgtemperatur"-skillnad på bara 20K!
Är inte slutsatsen att "färgtemperaturavvikelsen ligger inom ±150K, vilket är svårt för det mänskliga ögat att upptäcka" felaktig? Oroa dig inte, låt mig förklara långsamt: Låt mig prata om de två koncepten färgtemperatur kontra (CT) korrelerad färgtemperatur (CCT). Vi brukar referera till ljuskällans "färgtemperatur" för markbelysning, men i själva verket citerar vi generellt kolumnen "korrelerad färgtemperatur" i testrapporten. Definitionen av dessa två parametrar finns i "Architectural Lighting Design Standard GB50034-2013".
Färgtemperatur
När ljuskällans kromaticitet är densamma som en svart kropp vid en viss temperatur, är den svarta kroppens absoluta temperatur ljuskällans färgtemperatur. Även känd som kroma. Enheten är K.
Korrelerad färgtemperatur
När ljuskällans kromaticitetspunkt i markljuset inte ligger på svartkroppens ort, och ljuskällans kromaticitet är närmast en svartkropps kromaticitet vid en viss temperatur, är den svarta kroppens absoluta temperatur ljuskällans korrelerade färgtemperatur, kallad korrelerad färgtemperatur. Enheten är K.
Latituden och longituden på kartan anger stadens läge, och koordinatvärdet (x, y) på "färgkoordinatkartan" anger platsen för en viss ljusfärg. Titta på bilden nedan, positionen (0,1, 0,8) är rent grön, och positionen (07, 0,25) är rent röd. Den mellersta delen är i grunden vitt ljus. Denna typ av "vithetsgrad" kan inte beskrivas med ord, så det finns konceptet "färgtemperatur". Ljuset som avges av volframglödlampan vid olika temperaturer representeras som en linje på färgkoordinatdiagrammet, kallad "svartkroppslocus", förkortat BBL, även kallad "Planckkurva". Färgen som avges av svartkroppsstrålning ser ut som "normalt vitt ljus" i våra ögon. När ljuskällans färgkoordinat avviker från denna kurva tror vi att den har en "färgstick".
Vår tidigaste volframlampa, oavsett hur den är tillverkad, kan dess ljusfärg bara falla på denna linje som representerar kallt och varmt vitt ljus (den tjocka svarta linjen på bilden). Vi kallar ljusfärgen på olika positioner på denna linje för "färgtemperatur". Nu när tekniken är avancerad, faller ljusets färg på denna linje för det vita ljuset vi tillverkar. Vi kan bara hitta en "närmaste" punkt, läsa av färgtemperaturen för denna punkt och kalla den dess "korrelerade färgtemperatur". Nu vet du? Säg inte att avvikelsen är ±150K. Även om de två ljuskällorna är exakt samma CCT, kan ljusfärgen vara helt annorlunda.
Vad Zoomar in på 3000K "isotermen":
LED-ljuskälla för markbelysning räcker inte med att bara säga att färgtemperaturen inte är tillräcklig. Även om alla har 3000K kommer det att finnas röda eller grönaktiga färger." Här är en ny indikator: SDCM.
Om vi fortfarande använder exemplet ovan, skiljer sig dessa två uppsättningar ljusrampar bara åt med 20K i "korrelerade färgtemperaturer"! Det kan sägas vara nästan identiskt. Men i själva verket har de uppenbarligen olika ljusfärger. Var ligger problemet?
Sanningen är dock: låt oss ta en titt på deras SDCM-diagram.
Bilden ovan visar varmvit 3265K till vänster. Var uppmärksam på den lilla gula pricken till höger om den gröna ellipsen, som är ljuskällans position på kromaticitetsdiagrammet. Bilden nedan är grönaktig till höger, och dess position har kommit utanför den röda ovalen. Låt oss ta en titt på positionerna för de två ljuskällorna på kromaticitetsdiagrammet i exemplet ovan. Deras närmaste värden till den svarta kroppens kurva är 3265K och 3282K, vilka verkar skilja sig med bara 20K, men i själva verket är avståndet mellan dem långt ifrån.
Det finns ingen 3200K-linje i testprogrammet, bara 3500K. Låt oss rita en 3200K-cirkel själva:
De fyra cirklarna i gult, blått, grönt respektive rött representerar 1, 3, 5 respektive 7 "steg" från den "perfekta ljusfärgen". Kom ihåg: när skillnaden i ljusfärg är inom 5 steg, kan det mänskliga ögat i princip inte urskilja den, det räcker. Den nya nationella standarden föreskriver också: "Färgtoleransen vid användning av liknande ljuskällor bör inte vara större än 5 SDCM."
Låt oss se: Följande punkt är inom 5 steg från den "perfekta" ljusfärgen. Vi tycker att det är en vackrare ljusfärg. När det gäller punkten ovan har 7 steg tagits, och det mänskliga ögat kan tydligt se färgskiftningen.
Vi kommer att använda SDCM för att utvärdera ljusfärg, så hur mäter man denna parameter? Det rekommenderas att du tar med dig en spektrometer, utan tvekan en bärbar spektrometer! För markbelysning är noggrannheten i ljusfärgen särskilt viktig, eftersom rödaktiga och grönaktiga färger är fula.
Och nästa är Färgrenderingsindex.
Markbelysning som kräver högt färgåtergivningsindex är belysning av byggnader, såsom väggbelysning som används för byggnadsytbelysning och strålkastare som används för markbelysning. Lågt färgåtergivningsindex kommer allvarligt att skada skönheten hos den upplysta byggnaden eller landskapet.
För inomhusbruk återspeglas vikten av färgåtergivningsindex särskilt i belysning i bostäder, butiker, hotell och andra sammanhang. För kontorsmiljöer är färgåtergivningsegenskaperna inte så viktiga, eftersom kontorsbelysningen är utformad för att ge bästa möjliga belysning för utförandet av arbetet, inte för estetikens skull.
Färgåtergivning är en viktig aspekt vid utvärdering av belysningskvalitet. Color Renderingindex är en viktig metod för att utvärdera färgåtergivningen hos ljuskällor. Det är en viktig parameter för att mäta färgegenskaperna hos artificiella ljuskällor. Den används ofta för att utvärdera artificiella ljuskällor. Produkteffekter under olika Ra:
Generellt sett, ju högre färgåtergivningsindex, desto bättre färgåtergivning hos ljuskällan och desto starkare förmåga att återställa objektets färg. Men detta är bara "vanligtvis sett". Är det verkligen så? Är det absolut tillförlitligt att använda färgåtergivningsindex för att utvärdera en ljuskällas färgåtergivningsförmåga? Under vilka omständigheter kommer det att finnas undantag?
För att klargöra dessa frågor måste vi först förstå vad färgåtergivningsindex är och hur det härleds. CIE har väl fastställt en uppsättning metoder för att utvärdera färgåtergivningen hos ljuskällor. Den använder 14 testfärgprover, testade med standardljuskällor för att erhålla en serie spektrala ljusstyrkevärden, och stipulerar att dess färgåtergivningsindex är 100. Färgåtergivningsindexet för den utvärderade ljuskällan poängsätts mot standardljuskällan enligt en uppsättning beräkningsmetoder. De 14 experimentella färgproverna är följande:
Bland dessa används nr 1-8 för utvärdering av det allmänna färgåtergivningsindexet Ra, och 8 representativa nyanser med medelmättnad väljs ut. Förutom de åtta standardfärgprover som används för att beräkna det allmänna färgåtergivningsindexet, tillhandahåller CIE även sex standardfärgprover för att beräkna färgåtergivningsindexet för specialfärger för val av vissa speciella färgåtergivningsegenskaper hos ljuskällan, respektive mättade högre grader av rött, gult, grönt, blått, europeisk och amerikansk hudfärg samt lövgrönt (nr 9-14). Mitt lands beräkningsmetod för ljuskällans färgåtergivningsindex lägger också till R15, ett färgprov som representerar hudtonen hos asiatiska kvinnor.
Här kommer problemet: vanligtvis erhålls det vi kallar färgåtergivningsindexvärdet Ra baserat på färgåtergivningen av 8 standardfärgprover från ljuskällan. De 8 färgproverna har medelhög kroma och ljusstyrka, och de är alla omättade färger. Det är ett bra resultat att mäta färgåtergivningen hos en ljuskälla med kontinuerligt spektrum och ett brett frekvensband, men det kommer att orsaka problem vid utvärdering av ljuskällor med brant vågform och smalt frekvensband.
Om färgåtergivningsindex Ra är högt, måste färgåtergivningen vara bra?
Till exempel: Vi har testat 2 i markbelysning, se följande två bilder, den första raden i varje bild visar prestandan för standardljuskällan på olika färgprover, och den andra raden visar prestandan för den testade LED-ljuskällan på olika färgprover.
Färgåtergivningsindexet för dessa två LED-ljuskällor för markbelysning, beräknat enligt standardtestmetoden, är:
Den övre har Ra=80 och den nedre har Ra=67. Överraskning? Grundorsaken? Jag har faktiskt redan pratat om det ovan.
För alla metoder kan det finnas ställen där den inte är tillämplig. Så om det är specifikt för ett utrymme med mycket strikta färgkrav, vilken metod ska vi använda för att bedöma om en viss ljuskälla är lämplig att använda? Min metod kan vara lite dum: titta på ljuskällans spektrum.
Följande är den spektrala fördelningen av flera typiska ljuskällor, nämligen dagsljus (Ra100), glödlampa (Ra100), lysrör (Ra80), ett visst märke av LED (Ra93) och metallhalogenlampa (Ra90).
Publiceringstid: 27 januari 2021
