Цвет свечения светодиодных ламп

Одной из важных характеристик любого источника искусственного света является цветовая температура (Т_с). Говоря простым языком, этот параметр показывает, каким является световой оттенок – теплым и желтоватым, нейтрально белым или голубовато-холодным. Цвет свечения светодиодных ламп, в отличие от ламп других типов, может находиться в гораздо более широком диапазоне значений. Именно поэтому в лампочках на основе светодиодов параметру T_с уделяют особое значение.

Единица измерения

С точки зрения физики, цветовая температура (T_с) характеризует интенсивность излучения источника света в рабочем спектре частот и функционально зависит от длины волны. Она влияет на цветовое восприятие человеческим глазом освещаемых предметов. Измеряют её в градусах Кельвина (°K).

В некоторых случаях, как более удобная величина, используется значение в миредах (M). Миред, или обратный микроградус, равен одному миллиону, деленному на величину Т_с в кельвинах.

Температура светового оттенка светодиодов, используемых в светильниках общего и дополнительного освещения, задаётся с помощью слоя люминофора. Способ нанесения люминофора, химический состав и толщина его слоя являются определяющими факторами для будущих цветовых и яркостных характеристик светодиодной лампы.

СП 52.13330.2011

Цвет любого физического тела определяется его спектральным составом и характером освещения, которое воздействует на него. Это означает, что при освещении одного и того же предмета светодиодными лампами с различной цветовой температурой, этот предмет будет иметь разные оттенки. С целью задания определённых норм был разработан СП 52.13330.2011 «Естественное и искусственное освещение».

СП 52.13330.2011 – это актуализированная редакция СНиП 23-05-95, действующего на территории России до 20 мая 2011 года.

СП 52.13330.2011 устанавливает нормы для всех видов освещения, применяемого в зданиях и сооружениях, на производстве и в открытых зонах. Касательно цветности света, в документе предусмотрено использование искусственных источников, температура цвета которых не должна выходить за рамки 2400-6800°K.

Помимо ряда норм и правил, в СП 52.13330.2011 представлены рекомендации по освещению различных типов помещений. Например, в жилых помещениях рекомендуется использовать создающие атмосферу уюта желтовато теплый световые температуры, а в рабочих помещениях – более холодные, способствующие рабочей атмосфере.

Важность и подбор правильного светового оттенка

Научно доказано, что оттенок света влияет на психологическое воздействие пространства и способен значительно изменить восприятие внешнего вида освещаемых предметов. И также доказано, что правильный выбор световой температуры может благоприятно повлиять на поведение человека. Например, в ювелирном магазине хорошо подобранный оттенок подсветки витрины подчеркивает красоту товара и способствует продажам.
Цветовая температура светодиодных ламп напрямую влияет на комфорт в освещаемом помещении. По значению T_с все LED лампы принято делить на 3 группы:

• тёплого свечения 2700–3500°K;
• нейтрального свечения 3500–5300°K;
• холодного свечения 5300–6800°K.

Светодиодные лампы тёплых тонов идеальны для дома и освещения жилых комнат, так как их свет наименее раздражителен для глаз. Тёплые тона придают предметам желтизны и создают атмосферу вечернего времени суток. Стоит отметить, что LED светильники тёплого свечения незаменимы для организации освещения в местах отдыха.

Нейтральный свет применяется в освещении производственных помещений и офисов. Светодиодные лампы с T_с=4000-4500°K способствуют повышению работоспособности, что доказано практическими исследованиями. Дальнейшее увеличение цветовой температуры с переходом в область холодного приводит к резкой утомляемости и нервному перенапряжению. В рамках квартиры светодиодным лампам нейтрального света также найдётся применение:

• в качестве основного освещения ванной комнаты;
• в настольных светильниках, предназначенных для подсветки рабочего места учащихся;
• на кухне в месте приготовления пищи.

Светодиодные лампы с T_с более 5300°K можно устанавливать только в нежилых помещениях и на рабочих местах, где кратковременно требуется высокая концентрация внимания. Кроме этого их эффективно используют в аварийном освещении.

В заключение еще раз стоит отметить, что цветовая температура светодиодных ламп является важной характеристикой, для подбора которой существует множество таблиц. Но выбирать светодиодную лампу только по параметру светового оттенка однозначно не стоит. Правильный выбор возможен только с учетом всех технических особенностей.

Светодиоды: история и принцип работы

Светодиодные приборы вошли в быт сравнительно недавно и уже прочно обосновались в домах и общественных зданиях. Прародители современных источников света появились еще в начале XX в. Массовое производство LED-ламп началось уже в конце века после изобретения недорогих синих диодов.

Светодиод – это полупроводниковое устройство, основанное на принципе люминесценции. Оптическое излучение создается в результате пропускания через него тока.

Характеристики светодиодных ламп

Что такое цветовая температура?

Теплый и холодный свет светодиодных ламп

Применение LED-ламп с теплым светом

Поскольку теплое свечение способствует релаксации, то производящие его лампы и светильники лучше всего подходят для жилых помещений. С помощью светодиодных источников света с цветовой температурой до 3300 К создается освещение спален, детских, зон отдыха. Также их можно располагать над обеденным столом – еда будет выглядеть привлекательнее, а люди – чувствовать себя более комфортно. Кстати, к трюку с «аппетитной» подсветкой нередко прибегают владельцы кафе и ресторанов.

Однако есть исключения из общего правила. Если комната оформлена в холодных сине-зеленых тонах, теплый свет их заметно исказит, сделав голубые обои зеленоватыми, а синие – выцветшими. Решение – установка светильников с нейтральным или холодным свечением.

Каждая лампочка имеет свое название и описание излучаемого освещения: «теплый», «холодный» свет или «дневной». Но не всегда достаточно просто знать наименование, чтобы определиться с выбором освещения – очень важно правильно определить предназначение этого самого света.

Ответим на вопрос, что такое цветовая температура светодиодных ламп и выясним, какие именно оттенки света лучше всего использовать в тех или иных случаях.

Что это такое?

Цветовая температура (ЦТ) – это тон источника света. По формуле Планка она определяется как температура абсолютно черного тела, излучающего свет сопоставимого с цветом источника излучения.

Температура цвета является характеристикой видимого света и имеет важные применения в освещении, фотографии, кинематографе, издательском деле, производстве, астрофизике, садоводстве и других областях. На практике же она имеет смысл только для источников света, которые ближе всего соответствуют излучению черного тела, то есть на линии от красновато-оранжевого и желтого до белого и сине-белого цвета.

Температура света не является фактической температурой тела – горячая поверхность выделяет тепло, но при этом не является излучением абсолютно черного тела. То есть термин «температура» не имеет никакого отношения к тому, насколько горячая лампочка на ощупь.

Лампа накаливания

Цветовая температура ламп накаливания имеет примерно 2 700 К, при этом нить накала нагревается до этой же температуры, что относит этот вид освещения к электромагнитному тепловому излучению света.

Многие другие источники света, такие как флуоресцентные лампы или светодиоды, излучают свет преимущественно в результате процессов, отличных от теплового излучения. То есть испускаемое излучение не следует за формой спектра черного тела. Подобные источники освещения относят к коррелированным цветовым температурам – температура абсолютно черного тела, которое находится в раскаленном состоянии и обладает определенными свойствами.

Люминесцентные лампы

Цветовая температура люминесцентных ламп характеризуется сравнением с абсолютно черным телом. Изменение показателей меняет свойства составляющих цветового спектра. При пересечении определенной отметки по шкале Кельвина наблюдается повышение синего света и спад красного, при понижении температуры происходят противоположные изменения.

Светодиодная лампа

Цветовая температура светодиодов при свечении не использует тепловые источники нагрева – при излучении в 2 700 К они нагреваются максимум до 80º C.

Шкала цветовой температуры

Существует шкала цветовой температуры, которая выражается не в градусах, а в Кельвинах, и обозначается символом «K» – единица измерения для абсолютной температуры. Она подходит как для светодиодных ламп, так и для ламп другого типа.

Спектральный пик теплого цвета близок к инфракрасному, в то же время большинство естественных источников теплого цвета излучают значительное инфракрасное излучение. Тот факт, что теплое освещение в этом смысле фактически имеет более холодную цветовую температуру, может привести к путанице.

Индекс цветопередачи (CRI)

Индекс цветопередачи – мера способности источника света правильно отображать цвета различных объектов по сравнению с естественным источником света. Источники света с высоким индексом цветопередачи желательны в критически важных для цвета ситуациях, таких как уход за новорожденными, фотография и кинематография. Шкала измерения CRI обычно принимает 100 за идеальную цветопередачу, а если индекс меньше 39 – цветопередача плохая. Естественный источник тепла – Солнце – имеет CRI, равный 100.

Излучение Солнца приближено к абсолютно черному телу. Эффективная температура, которая определяется общей способностью излучения на единицу площади, составляет около 5 780 К. Цветовая температура солнечного света над атмосферой составляет около 5 900 K.

Поскольку люди видят Солнце через слой атмосферы, оно может показаться им красным, оранжевым, желтым или белым в зависимости от его положения. Меняющийся цвет Солнца в течение дня в основном является следствием рассеяния света, но не имеет отношения к изменениям излучения абсолютно черного тела. Синий цвет неба обусловлен рэлеевским рассеянием солнечного света, который стремится рассеивать синий свет больше, чем красный.

Спектр дневного света аналогичен спектру черного тела с коррелированной цветовой температурой 6 500 K или 5 500 K.

Выбор цвета светодиодной подсветки

Какой свет выбрать: теплый или холодный? Предпочтение цветности свечения светодиодных ламп – дело субъективное. Географические и климатические факторы также могут сыграть роль в выборе оттенков света. Чаще всего те, кто живет в более холодных северных климатических условиях, предпочитают теплый свет, а жители южных мест – любители холодного света.

Таблица цветовой температуры светодиодного освещения, как можно увидеть, находится в пределах от 2 700K до 6 500K по шкале Кельвина и включает в себя теплый, холодный свет и дневной.

• Теплый белый свет (warm white) находится в диапазоне от 2 700 K до 3 500 K. Он создает успокаивающий и расслабляющий свет, который отлично подходит для спален, гостиных, столовых или ресторанов.
• Дневной свет (neutral white) колеблется от 5 000K–6 000K – четкий и ясный белый свет, который отлично подходит для гаражей, уличного освещения, офисов или магазинов.
• Холодный белый свет (cool white) находится между 6 000K и 7 000K – подходит для повышения бдительности, хорош в коммерческих и промышленных помещениях.

Также могут еще выделять естественный белый свет, который варьируется от 3 500 K до 4 500 K. Чистый белый свет лучше остальных имитирует солнечный, что делает его пригодным для использования практически в любом месте. Подвалы, гаражи и другие темные места, которые имеют слабое освещение, являются хорошим местом для прохладных белых светодиодов.

Цвет свечения светодиодов для освещения нужно выбирать в зависимости от того, где именно вы собираетесь использовать лампу, и от ваших личных предпочтений. Теплый свет хорошо применяем в различных жилых помещениях или в местах, где требуется расслабленная атмосфера. Прохладные цвета хороши для современного стиля и в промышленных, коммерческих условиях; или же если вы просто хотите увеличить яркость.

Используя светодиодные источники света, можно подобрать любой белый цвет по шкале Кельвина. Светодиод продается как источник света «полного цветового спектра» или же «улучшенного спектрального освещения».

Источники света LED, лампы или светильники хорошего качества излучают длину волны света, что больше соответствует тому, что мы видим в естественном солнечном свете, где присутствует полный цветовой спектр.

Выбирая холодный или теплый свет, ориентируйтесь на то, что светодиодные изделия для интерьера предлагаются в диапазоне от теплого белого света и нейтрального до белого дневного.

Оттенки теплее (например, 2 700k) выделяют желтый свет, что может быть полезно для кожи, но не подойдет для коммерческих и промышленных помещений и освещения тканей, продуктов питания, где присутствуют насыщенные яркие цвета, такие как красный, оранжевый и пурпурный. Как правило, внешние помещения освещаются в белом диапазоне дневного света. Любой холодный свет дает синий оттенок, а также искажает восприятие цвета – он подойдет для мастерских, гаражей или наружного освещения.

• Для освещения дома предлагают светодиодные лампы на 3 500 K, 4 000 K и 5 000 K.

• Лампы для встраиваемых потолочных светильников предлагаются в 3 000 K, 4 000 K, 5 000 K.

• Лампы для внешнего уличного освещения предлагаются на 5 200 K.

• Освещать такие места как гаражи, подвалы и паркинги для машин предлагается с помощью ламп в 5 000 K и 5 700 K.

Использование полноцветного источника света, такого как светодиодные лампы, улучшает остроту зрения (даже при более низком уровне освещенности), оказывает положительное влияние на внутренние биологические часы организма (циркадный ритм) и просто способствует эффективному освещению.