Индекс цветопередачи светодиодных ламп: понятие и сравнение с другими видами ламп

Коэффициент измерения цветопередачи

При смене лампочек люди неоднократно замечали, что часто модели с похожими параметрами излучают разное освещение. Взять только цветопередачу люминесцентных ламп и накаливания. Разный спектр оттенков определяет характер свечения, хоть и температура будет одинаковая. Именно в данном вопросе важен индекс цветопередачи, определяющий цвет и характер света.

Что это такое

Коэффициент цветопередачи (на английском — CRI Colour Rendering Index) является количественной мерой способности светового источника правильно отображать тона освещаемых предметов в сравнении с естественным освещением (дневной безоблачный день). Показатель оценивается по 100-бальной школе, где единица обозначает наихудший уровень, а 100 — наилучший.

Чем выше уровень CRI, тем лучше человеческий глаз способен различить оттенки освещаемых объектов в пространстве. Так, даже оттенки яблока искажаются при работе разных светильников, как указано на изображении.

Рассматриваемый индекс — один из немногих способов определения цветопередачи. Считается обязательным для проверки любых светильников, производимых во всех странах.

Интересно! Данное определение появилось в шестидесятых годах, и использовалось для сравнения качества работы светящихся источников непрерывного спектра.

На сегодняшний день тестовая проверка состоит из 8 или 14 цветов, отобранных и сгруппированных в DIN 6169 — эталонных стандартах.

Почему нужно знать качество света

Необходимость введения указанного коэффициента объясняется отклонением передачи палитры всех тонов при одинаковой цветовой температуре. Данная характеристика значима при обустройстве:

  • жилищ;
  • офисных зданий;
  • образовательных учреждений;
  • объектов общепита и т.д.

Если для квартир или особняков описываемый показатель не столь важен — хватит и 80 баллов, чтобы пребывание внутри было комфортным. То для специализированных строений или помещений выбор ламп с учетом данной величины играет значительную роль. Взять, к примеру, стандартные нормы освещения на разных объектах:

  1. Музеи, магазинные витрины, выставочные центры, точки продажи текстиля одежды, творческие мастерские (т. е. везде, где важна правильная передача оттенка) — 90-100 Ra.
  2. Места большого скопления людей, офисные центры, торговые комплексы, медицинские или образовательные учреждения — от 70 Ra.
  3. Производственные помещения, склады — от 50 Ra. При чем такой «минимальный» параметр характеризуется значительными отклонениями от настоящего оттенка.

Всё, что 50 Ra также используется в различных сферах, однако не рекомендуется для применения в местах скопления и пребывания людей. Так, речь идёт об архитектурной или рекламной подсветке, а также уличном освещении.

Любое искажение цветового спектра может нарушить атмосферу в картинной галерее, снизить качество работы мастеров в салоне красоты или парикмахерской и т.д.

Общий индекс

Как уже было отмечено, ИЦЛ отображает соответствие цвета исследуемого тела при заданном освещении с его цветом при эталонном свете — солнечном. Если Ra равняется 100, лампа способна освещать объект без потери любого оттенка.

ОценкаRaПримеры ламп
ОтличноБольше 80Галогенные, люминесцентные (от 827 до 965), газоразрядные
ХорошоОт 60 до 79Люминесцентные (от 640 до 880)
Неплохо40-59Газоразрядные (HQL)
НедостаточноМеньше 39Натриевые

Каждый прибор применим в разных направлениях, ссылаясь на исследуемый индекс.

Накаливания

Лампы накаливания — искусственное светило, в котором тело накала, при нагреве электрическим током, испускает свет. В качества этого самого тела зачастую применяют спираль, выполненную из вольфрама или угольной нити.

Показатель цветопередачи у упомянутых моделей наиболее приближенный к «идеалу». При тестировании замечен явный сдвиг в область теплых оттенков и инфракрасного диапазона.

Несмотря на явное преимущество в отображении цветов, лампочки накаливания не рекомендуются для использования по ряд причин:

  • низкий коэффициент полезного действия;
  • маленький рабочий ресурс;
  • высокая температура нагрева колбы.

Важно! Запрещается использование возле легко воспламеняющихся предметов.

Галогенных

Галогенное устройство — разновидность лампочки накаливания. Главное отличие в новом усовершенствованном элементе — буферный газ, добавленный в баллон.

Интересно! Буферный газ формируется из паров галогенов (бром или иод), благодаря чему повысился срок службы и исправилась проблема с нагревом тела накала.

Как и ранее описанные устройства, их разновидность обладает отличной цветопередачей (CRI составляет 99-100). Непрерывный спектр галогенной лампочки считается близким к спектру абсолютно черного тела с температурой около 3000 К. Снова же акцент падает на теплую палитру, только уже в меньшей степени.

При обустройстве и планировке освещения также необходимо ознакомиться со стандартами пожарной безопасности. Высокая температура нагревания прибора исключает комбинирование галогена с горящими предметами.

Натриевых

Это электрическое светило, излучающее свет благодаря использованию паров натрия с газовым разрядом. Преобладание указанного элемента в светящемся теле сказывается на освещении: заметны яркие желто-оранжевые переходы.

Полезно! Срок службы натриевых газоразрядных приборов составляет больше 25 тысячи часов.

Индекс цветопередачи не доходит к 40 Ra. Подобный уровень неудовлетворителен для применения людных местах. Используются для освещения больших территорий. Например, улицы, дорожных магистралей, архитектурных строений.

Ртутная газоразрядная лампа — электрических светильник, что по принципу работы схож на натриевые устройства. Однако вместо паров натрия в данном случае используется ртуть. Ниже в таблице раскрыт спектр излучения описываемых светил.

Длина волныНаименованиеОттенок
184.9499Жесткий ультрафиолет ©
253.6517
365.0153Линия IМягкий ультрафиолет (А)
404.6563Линия НФиолетовый
435.8328Линия GСиний
546.0735Зеленый
578.2Желто-оранжевый

В дуговой ртутной люминесцентной лампе исправлена цветность светового потока, что немного исправило качество цветопередачи. Улучшение достигли путем использования в устройстве светильника люминофора, который нанесли на внутреннюю сторону колбы.

Уровень их составляет от 40 до 59 Ra, чего достаточно для организации освещения на промышленных или производственных строениях.

Люминесцентных

Люминесцентное светило — газоразрядная лампочка, в которой электрический разряд в ртутных парах формирует УФ-излучение, что посредством воздействия люминофора воплощается в видимый свет.

Однозначно оценить Ra данных моделей невозможно. Показатель напрямую зависит от применяемого люминофора. Значение индекса цветопередачи люминесцентных ламп в таблице подробно расписано.

Количество составляющих элементовУровень
Трехкомпонентный составОт 80 Ra
Пятикомпонентный состав90 Ra

Также следует учесть тот факт, что существуют специальные приборы с нарочным искривлением света в декоративных целях:

  1. Лампы дневного света.
  2. Лампы для зоологических исследований, обитателей аквариумов.
  3. Дизайнерские светильники красного, желтого, бордового, синего и других цветов ит.д.

В таких условиях цветовой спектр также будет другим.

Светодиодных

Светодиодный источник света — принцип работы основан на работах светодиодов. Они могут быть:

Индекс лежит в рамках более 80 Ra, но редко переходит за пометку в 90 Ra. При чем, отмечается то, что современные светодиоды заметно переходят больше на оранжевую цветовую гамму.

Как измерить

Для вычисления исследуемого коэффициента нужно фиксировать сдвиг цвета с помощью 8 или 14 оттенков, указанных в стандарте DIN 6169. Расчет проводится по методике CIE. Всё проходит несколько этапов:

  1. Образец освещается отдельно взятым светилом.
  2. Измеряется цвет образца через использование специфических инструментов.
  3. Тестовый шаблон выдвигают на эталонное освещение.
  4. Измеряется цвет.
  5. Проводятся сравнения и вычисляется результат.

Интересно! Для оценки качества освещения используют еще Color Quality Scale (CQS), Стандарт IES ТМ-30-15.

Таким образом, индекс цветопередачи оказывает прямое влияние на качество обустройства любого помещения (будь то жилой дом или склад масштабного производства). Чем выше показатель — тем лучше все цвета транслируются человеческому глазу и тем приятнее воспринимаются освещаемые объекты. Не стоит забывать, что оттенки напрямую влияют на физическое и эмоциональное состояние человека, поэтому правильное освещение — один из наиболее важных вопросов в современном обществе.


Влияние индекса цветопередачи светодиодов на восприятие цвета

Почему при свете одной лампы лица принимают болезненный вид, а когда мы ее заменяем на другую, меняются просто волшебным образом? Все дело в индексе цветопередачи светильника.

Индекс цветопередачи – мера соответствия зрительных восприятий цветного объекта, освещенного исследуемым и стандартным источниками света при определенных условиях наблюдения.

Что отвечает за качество света?

Представьте, что две лампы имеют одинаковую мощность и цветовую температуру — 3000К. Каждая из ламп светит мягким белым светом. По логике, нам кажется, что предметы в их свете должны выглядеть одинаково. Но это далеко не так. В чем же подвох? Все дело в параметре, который называется цветопередача. Или как его называют в каталогах светильников «общий индекс CRI». Единица размерности — Ra. Чем выше индекс цветопередачи лампы, тем лучше человек различает в ее свете цвета и оттенки окружающих его предметов. Этот параметр отвечает за качество света и лежит в пределах от 0 до 100 Ra. Международная комиссия по освещению (МКО) разработала тест: 8 стандартных цветных образцов освещают испытуемым источником света, а затем сравнивают полученные результаты с теми, которые получили при освещенности эталонным источником света (100 Ra). Данная методика получила название CIE.

Требования к CRI оговариваются в СНиП 23-05-95. Так, индекс цветопередачи должен составлять:

  • Ra 90…100 — магазины тканей, лаборатории, художественные студии.
  • Ra 70…90 — большинство офисов и жилых помещений.
  • Ra 50 — складские и производственные помещения.

Каждый тип ламп способен выдавать лишь определенный CRI. Для сравнения:

  • Индекс цветопередачи: лампа накаливания 60…90 Ra
  • Индекс цветопередачи: галогенная лампа 80…100 Ra
  • Индекс цветопередачи: люминесцентные лампы 70…80 Ra
  • Индекс цветопередачи: светодиодные лампы 0…100 Ra.

CRI светодиодных ламп

До недавнего времени не было светодиодов, которые давали бы белый свет. Этот факт существенно ограничивал их область применения. Но сейчас все изменилось. Теперь получать белый цвет от светодиодов можно двумя способами.

  1. В одном корпусе объединяют три светодиода: красный, зеленый, синий. Смешиваясь, эти три цвета дают белый. Такие светильники получили название RGB. Увы, но световой поток RGB оказался неравномерным —пастельные оттенки передаются неестественно. Этот фактор стал причиной низкого индекса цветопередачи — около 20-30 Ra.
  2. Синий (ультрафиолетовый) свет проходит через желтый люминофор. Комбинация фотонов синего и желтого цвета дает белый цвет. Чем качественней люминофор, тем дороже лампа и тем выше CRI, который достигает 95 Ra. Это утверждение можно отнести и к цветопередаче

Для LED-светильников принято упрощенное обозначение:

  • 1А – отличная цветопередача (CRI выше 90 Ra).
  • 1В — очень хорошая (CRI выше 80-89 Ra).
  • 2А — хорошая (CRI выше 70-79 Ra).
  • 2В — средняя (CRI выше 60-69 Ra).
  • 3 — достаточная (CRI выше 40-59 Ra).
  • 4 — плохая (CRI ниже 39 Ra).
Читайте также:  Как подключить электрический звонок в квартире: устройство и принцип работы

Эту маркировку вы сможете найти на упаковке светодиодного светильника.

Перспективы развития белых светодиодов

Индекс цветопередачи долгое время использовался для сравнения различных типов ламп, но лет 8 назад МКО пришло к выводу, что качество освещения нельзя оценивать только исходя из RCI. Исследования показали, что свет некоторых RGB и люминофорных светодиодов при 20 Ra казался испытуемым более привлекательным, чем источники света с RCI=50…60 Ra.

Ученые разработали новую шкалу — CQS. В этой шкале 8 цветовых образцов меняется на 15, учитываются предпочтения наблюдателя, его цветоощущение.

По какому пути пойдут производители, чтобы усовершенствовать современные LED-технологии и улучшить качество освещения? Не вызывает сомнений, что это будет поиск новых составов люминофоров. Известно, что дешевый широкополосный люминофор (галофосфат кальция и магния) дает свет с параметром CRI не выше 70 Ra. Применение же светодиодов с дорогим трех – и пятиполосным люминофором сразу увеличивает его до 85…95 Ra. Главный недостаток люминофорных светодиодов — низкая, по сравнению с RGB, светоотдача.

Нанотехнологии тоже внесли свою лепту в создание высокоэффективных белых светодиодов. Использование квантовых коллоидных точек в качестве люминофорного покрытия позволило увеличить CRI до 90 Ra.

Все исследования в этой области направлены на то, чтобы одновременно с увеличением светоотдачи и качества света, снизить стоимость светодиодного светильника. Только их относительно высокая цена мешает полностью занять рынок, ведь преимущества люминесцентных ламп с каждым годом становятся все сомнительней.

Подбор лампы с хорошим индексом цветопередачи.

Автор: ПРОФИЛИРОВАНИЕ точка RU · Опубликовано 12.03.2019 · Обновлено 13.03.2019

Подбор ламп с хорошим индексом цветовой передачи — CRI (Ra).

От правильного освещения зависит многое:

  • результаты съёмки, фотосессии;
  • обработка и ретушь изображений;
  • просмотр изделий , особенно керамических и ткани;
  • фото в печатных изданиях и распечатанные фотографии.

Но на этот момент практически никто не обращает внимания. А зря. Выбор правильного источника освещения это очень и очень большой нюанс даже в обычной жизни, не говоря о профессиях, связанных с цветом.

Недавно на телевидении был репортаж о сайте, который протестировал 2500 ламп и имеет полную информацию об их характеристиках. Сегодня речь пойдет о том, как правильно работать с этим сайтом и на что обращать внимание.

Итак, как с ним работать. Сперва заходим в верхнем меню в раздел «Результаты тестирования».

Как найти лампочку с хорошей цветовой передачей.

В самой первой строке выбираем тип цоколя — Е14 или Е27. Это диаметр патрона, диаметр металлической части лампы с резьбой. Указывается в мм. Если Е14, то это диаметр патрона лампы 14мм, а Е27 соответственно 27 мм (большой, стандартный патрон). Обе эти лампочки — классические лампочки с маленьким и большим цоколем.

Вот краткое описание типов цоколей: «E14 — миньон, E27 — стандартный, G4, G9, GY6.35 — капсульные микро лампы, G13 — трубка 600 или 1200 мм, GU10, GU4, GU5.3 — споты, GX53, GX70 — шайбы 75 и 110 мм, R7s — лампы для прожекторов, no — нет цоколя».

Вторая строка — «Вид«. Это тип, форма лампы. Bulb — груша, Candle — свеча, Cap — микро лампа, Corn — кукуруза, Flood — прожектор, G45 — шарик 45 мм, Globe — шары 95-115 мм, Lamp — светильник, R39, R50, R63 — зеркальные 39, 50, 63 мм, Spot — споты, Strip — лента, T8 — лампа-трубка

Строка «Цвет» (4-ая строка). Здесь хотел бы остановится чуть подробнее. Имеем три варианта «Тёплый», «Белый», «Холодный». Что это значит?

«Теплый цвет» это примерно 2700 кельвинов и по цвету ближе к жёлтому цвету. Напоминает по цвету лампу накаливания, то есть желтоватый оттенок. Если замерять обычную лампу накаливания (лампочка Ильича), то она выдаёт около 2730-3100 К.

«Белый цвет» — по характеристикам энерго сберегающих ламп это в районе 4000 Кельвинов. На самом деле, в жизни, эти лампы нейтрально белые с небольшим тепловатым оттенком. Именно их я бы и порекомендовал к покупке. Здесь есть правда небольшой нюанс, о нём чуть ниже.

«Холодный цвет» — это примерно 6500 К (кельвинов). На самом деле этот цвет означает белый цвет в солнечную погоду летом в 12 часов дня в тени. То есть белый с очень небольшим (повторюсь с ОЧЕНЬ НЕБОЛЬШИМ) холодным оттенком. Но на практике, при работе с лампами мы обычно получаем очень, ОЧЕНЬ холодный цвет/оттенок. При просмотре такой лампы кажется, что она с голубым оттенком.

Именно поэтому я рекомендую к покупке лампы, у которых значится «Белый цвет».

Здесь очень большое уточнение. Эти цвета применимы к лампам у которых индекс цветовой передачи более 90%. Если делать замеры спектрофотометром, то летом солнце выдаёт значения (в тени) около 5200-6300К. Так что солнечный свет и лампы при визуальной схожести оттенка при освещении в кельвинах выдают совсем уж очень разные значения.

Итак, с теорией разобрались. Переходим к практике. Да, кстати, есть переходники патроны с Е14 на Е27. Возможно, что есть и в обратную сторону. Именно поэтому рекомендую к просмотру оба типа цоколей и Е14 и Е27.

Переходник цоколя лампы с Е14 на Е27

Теперь начинается непосредственно подбор самих ламп. В строке 6 есть пункт CRI (Ra). Именно этот показатель и отвечает за индекс цветовой передачи, по другому он называется индекс Ra. Раньше, до светодиодных ламп были лампы Philips, у которых при длине трубки 600 мм была цена 20$ при индексе цветовой передачи 92-93. При Ra 94-97 они уже имели цену в 40$. Это примерные цены на лампы с хорошей цветовой передачей. Важно иметь ввиду, что энергосберегающие лампы (колбы 60 и 90 см) имели отношение 1:6, а современные светодиодные лампы имеют это отношение 1:10. Обычные лампы накаливания имеют 1:1. То есть энерго сберегающая лампа при том же потреблении светит в 6 раз ярче, чем лампочка Ильича (лампа накаливания), а светодиодная лампа светит уже в 10 раз ярче при том же потреблении, что и лампочка Ильича.

Итак, я рекомендуя ставить индекс цветовой передачи CRI (Ra) указывать от 91, не больше. Максимальное значение индекса CRI (Ra) составляет 100 единиц и это значит, что данный источник света на 100% аналогичен солнечному свету летом в полдень (D50). На практике, больше 97-98% я не встречал и стоили они уже в районе 200$.
Ставим два типа цоколя Е14 и Е27. Затем можете поставить галочку в поле «актуальная» — это самая последняя строка. В этом случае из списка уберутся архивные модели (которые больше не продаются). Хотя, в отдаленных уголках, возможно, что они ещё будут в наличии из за наличия остатков на складе. Цвет ставим «Белый». Тип лампы указываем «LED» — это светодиодная.

Световой поток, мощность, напряжение оставляем пустыми. Единственное исключение, это если у вас напряжение не 220 Вольт, тогда указываете нужное, но тогда и цоколь у вас будет другим. Производителя не указываем, иначе можете вообще ничего не получить!

В итоге, при наличии фильтра «Ra=>91» + «актуальные модели» + «Белый цвет» получаем всего ДВЕ лампочки:

Как найти лампочку с хорошей цветопередачей.

А вот если указать только фильтра «Ra=>91», то получаем уже 50 лампочек:

Как найти лампочку с хорошей цветопередачей. и большим CRI и Ra.

Здесь уже можете поискать из получившегося списка нужные модели светодиодных ламп в вашем регионе. Можете уменьшим индекс цветовой передачи CRI (Ra) с 91 до 90 и снова повторить поиск.

На что смотрим дальше — на мощность (Вт), но это примерно, затем смотрим на световой поток (Лм) и на «экв» (измеренный эквивалент мощности (лампа светит, как лампа накаливания указанной мощности)).

Я обычно начинаю просмотр так — индекс цветовой передачи. Иногда несколько лампочек имеют очень похожие значения. Затем смотрю на цену — иногда при одинаковой мощности цена сильно отличается. Затем смотрю на эквивалент лампам накаливания.

Рассмотрим на выделенном примере:

Светодиодная лампа с хорошей цветопередачей Ra, CRI.

Индекс цветовой передачи почти 92. Температура 3900 — близкая к нейтрально белому. Цена 399 рублей. Мощность эквивалентна 65 Вт и цоколь Е27, но у меня в лампе 4 цоколя Е14 и 1 цоколь Е27, так что придется использовать переходники, которые стоят 47 рублей за 1 штуку.

Вообще, норма освещения рабочего места должна быть на уровне 500-600 Лм на 1 м² (около 50-57 Вт от лампочек «Ильича») при высоте освещения 1 м от рабочей поверхности. Если лампа на дистанции 1,5 метра от рабочей поверхности (высота стола 70 см, а лампа на уровне 220 см), то умножаем на 2. В итоге и получается около 100 Вт на 1м².

Формула немного сложнее. Берется источник освещения (его яркость в Лм), берется угол направления (каждая светодиодная лампа имеет угол направления освещения и обычно это 120 градусов, но иногда это и 72 градуса), берется высота равной 1 метр и вычисляется площадь освещаемой поверхности (S1). Затем берется высота до рабочей поверхности, и по той же формуле вычисляется площадь освещаемой поверхности (S2). Затем делится на площадь S2/S1 и получаем коэффициент К. Затем нашу мощность (световой поток в Лм) делим на коэффициент и получаем реальное количество освещения на 1м².

Я могу сказать вам по практике. Есть стенд по другому проекту. Два прожектора «JazzWay PTR 0140 40w 4000K 24°» по 3600 Лм. Угол направления освещения всего 24 градуса! На расстоянии 2,5 метра на стенд уже попадает всего 620-800 Лм (на 1м²). Площадь освещения больше и соответственно яркость на каждый м² уже получается меньше.

Читайте также:  Как подключить варочную панель и духовой шкаф к одной розетке: схема

В нашем случае (в примере) для выбранной лампы эквивалент в лампочках «Ильича» равен 65 Вт, значит нужно 1,5 светодиодных лампы. В сумме они будут выдавать 65*1,5=98 Вт, но при этом потреблять 7*1,5=10,5 Вт энергии. Что очень даже неплохо.
Но и это еще не всё. Лампа светит во все стороны. В примере, угол рассеивания света = 245 градусов (свет будет идти во все стороны а не целенаправленно на нужную поверхность), так что ко мне (на стол) реально придет света раза в 3 меньше (исходите из расчёта, что угол направления света от ламп должен быть 70 градусов). Поэтому или висеть данные лампочки должны на высоте 1 метр от стола (это навряд ли) или этих лампочек должно быть в 2-3 раза больше. В идеале 1,5 лампы * 3 раза = 4,5 лампочки в сумме 7*4,5=32 Вт светодиодных ламп. В лампочках «Ильича» (лампах накаливания) это в районе 250-280 Вт.

Именно поэтому, исходите из расчётов, над вами должно быть света около 200 Вт в эквиваленте лампочек «Ильича». По опыту скажу, что даже светодиодные лампы в комплекте 7Вт х 3 лампы (21 Вт) дают света на грани комфорта (если добавит ещё, то хуже не будет).

Что такое индекс цветопередачи ламп

Известно, что две лампы разного типа, даже с одной и той же цветовой температурой, например люминесцентная лампа и лампа накаливания, зачастую по-разному передают цвета освещаемых ими объектов. Люминесцентная лампа, по сравнению с лампой накаливания, имеет меньше энергии в красной области спектра, поэтому красный цвет выглядит ярче при освещении тела лампой накаливания, чем при освещении того же самого тела люминесцентной лампой той же цветовой температуры. Так, цветопередающие свойства различных ламп напрямую зависят от характера спектра их излучения.

Параметр, характеризующий степень соответствия естественного цвета объекта видимому цвету этого объекта при освещении его данным источником света, называется индексом цветопередачи Rа, или коэффициентом цветопередачи, по-английски colour rendering index, или сокращенно CRI.

Эта величина является относительной, и Rа эталонного источника света принят равным 100. При этом комфортным для человеческого глаза является диапазон индексов цветопередачи от 80 до 100, например обычная лампа накаливания мощностью 60 Вт имеет индекс цветопередачи Rа равный 80, при цветовой температуре 2680К.

В исследованиях в качестве ориентира используют дневной свет, с которым и сравнивают свет электрических ламп. В 1948 году Питер Баум, в работе «Физические аспекты цвета: введение в научное исследование цветовых стимулов и цветовых ощущений», написал: «дневной свет содержит большое разнообразие цветов, что позволяет легко различать незначительные оттенки, и цвета окружающих нас объектов, очевидно, выглядят естественно».

В середине 20 века ученые стали делать попытки оценить способность искусственных источников света точно воспроизводить естественные цвета, и приблизительно в 1960-х или 1970-х годах термин «коэффициент цветопередачи» начал применяться. CRI использовали для сравнения источников света непрерывного спектра, с индексом цветопередачи выше 90. Технически же сравнивать индекс цветопередачи можно только у источников света, которые имеют одинаковую цветовую температуру.

Чтобы получить значение индекса цветопередачи для конкретной электрической лампы, определяют сдвиг цвета при освещении 8 стандартных эталонных цветов (DIN 6169) исследуемой лампой. Расчет производится по методике Международной комиссии по освещению (CIE), которая дает численное значение отклонения цвета от эталонов.

Чем отклонение меньше, тем лучше параметры цветопередачи тестируемой лампы, и, соответственно, выше индекс ее цветопередачи. По итогам измерений, средние значения отклонений вычитаются из 100, и получается точное числовое значение индекса цветопередачи. Так, при малых отклонениях Ra будет ближе к 100, а при больших – значительно меньше. Если отклонений нет, то источнику присваивается значение Rа равное 100.

Для сравнения цветовых температур диапазона от 2000К до 5000К, в качестве эталонного источника служит «излучатель черного тела», а для более высоких цветовых температур – дневной свет. Важно помнить, тем не менее, что ни лампы накаливания, ни небо северного полушария не обладают идеальной цветопередачей, однако их индекс цветопередачи принят равным 100. Между тем, лампы накаливания слабы при освещении синих оттенков, а небо (7500К) – при освещении красных тонов.

Практически индекс цветопередачи от 90 до 100 считается безупречным, и область применения таких источников включает в себя и те сферы, где важна очень точная оценка цвета. Ra от 80 до 90 считаются хорошими показателями, и если в той или иной ситуации точная оценка цвета не важна, но требуется качественная цветопередача, такие источники света подойдут.

Если цветопередача не важна, то допустимы источники света с удовлетворительными и плохими показателями, то есть с Ra меньше 80. Вообще, различия в этих величинах менее чем на 5 единиц мало заметны, и на глаз отличить 80 и 84 отнюдь непросто.

Средние значения коэффициентов цветопередачи ламп различных типов известны. Свет ламп накаливания, равно как и свет галогенных ламп, близок к солнечному, и значение Ra для них приближается к 100. Индекс цветопередачи металлогалогенных газоразрядных ламп высокого давления также достигает 90 и выше. Люминесцентные лампы многих производителей имеют достаточно высокие показатели Ra от 80 до 90, но некоторые бюджетные модели могут иметь и Ra меньше 75, в любом случае, следует обращать внимание на характеристики, указанные на упаковке.

Светодиодные лампы, также как и люминесцентные, в зависимости от качества могут розниться по индексу цветопередачи, однако лучшие экземпляры показывают значение Ra 80 и выше. Наиболее низким индексом цветопередачи отличаются ртутные и натриевые газоразрядные лампы, здесь Ra меньше 40.

Относительно конкретно светодиодов проводились исследования, в которых рассматривались как красно-зелено-синие светодиоды, так и покрытые фосфором белые светодиоды.

Была проведена оценка, из которой последовало, что RGB-светодиоды имели коэффициенты цветопередачи в районе 20, но при передаче цветов показали себя хорошо, поскольку видимая насыщенность конкретных цветов повышалась без смещения цветопередачи оттенков. При этом белый свет, полученный смешиванием света красных, зеленых и синих светодиодов оказывается предпочтительнее, чем свет галогенных ламп и ламп накаливания, несмотря на высокие индексы цветопередачи последних.

По результатам исследований, Международная комиссия по освещению заключила: «индекс цветопередачи, разработанный комиссией, обычно неприменим для прогнозирования параметров цветопередачи набора источников света, если в этот набор входят светодиоды белого цвета».

Таким образом, коэффициент цветопередачи Ra может служить одним из информационных параметров, используемых для оценки и светодиодных систем освещения, однако, для получения максимально приемлемых результатов, необходимы предварительные тесты и индивидуальные оценки изделия прямо на месте предполагаемой эксплуатации.

Искусственный интеллект нашего сайта решил, что эти статьи вам будут особенно полезны:

Индекс цветопередачи и другие характеристики светодиодных ламп

До недавнего времени основными источниками искусственного освещения выступали лампы накаливания. Они излучают мягкий, комфортный для глаз свет, но при этом не могут похвастаться высокой энергоэффективностью. КПД стандартной лампочки составляет 3–5%, т. е. основная часть потребляемого электричества перерабатывается в тепловую энергию, а не свет. Светодиоды устранили эти недостатки использования осветительных приборов. Их КПД достигает 80%, что позволило существенно сократить расходы на освещение. Это достоинство обеспечило LED-приборам широкое применение в бытовых и промышленных целях.

Классификация LED-лампочек

Существует несколько классификаций светодиодных ламп. Для разделения этих осветительных приборов на виды используют следующие параметры:

  • область применения (для внутреннего освещения жилых или офисных помещений, для уличных прожекторов, для подсветки взрывоопасных объектов);
  • тип колбы (шар, полусфера, спираль, свеча, капля, трубка);
  • свойства излучаемого цвета.

Кроме этого, LED-лампы бывают прозрачными, матовыми или зеркальными. Такой ассортимент позволяет подобрать источник света с высоким КПД для осветительных приборов любого типа и назначения.

Разновидности и особенности LED-осветителей

Светодиоды поставляются в упаковках с детальным описанием, отображающим основные технические характеристики светодиодных ламп, такие как:

  • класс энергоэффективности;
  • срок службы;
  • мощность;
  • диапазон температур окружающей среды (при какой температуре работают);
  • тип цоколя;
  • величина светового потока;
  • цветовая температура (цветопередача);
  • коэффициент пульсации (выраженность мерцания).

Все современные светодиодные лампочки представляют собой осветительные приспособления с высоким показателем энергоэффективности категории «А» («А+», «А++»). Это означает, что для получения максимально яркого светового потока LED-устройству требуется минимально возможное количество электроэнергии. Причем производители предлагают лампы, работающие при температурах от -35˚C до +90˚C, что также отображается на упаковке. Эти особенности являются главными достоинствами LED-изделий.

При соблюдении рекомендованных производителем условий эксплуатации срок службы основной массы светодиодов достигает 50 тыс. часов непрерывной работы. Мощность лампочки исчисляется в Ваттах (Вт). Значения этого параметра находятся в диапазоне 1–25 Вт, где 1 обозначают самые тусклые источники света, а 25 — самые яркие.

Помимо основных технических показателей на упаковке светодиодных излучателей указывают степени защиты изделия от влаги и пыли, а также уровень напряжения питания, который у большинства ламп составляет 12 или 220 В. Некоторые приборы китайского производства функционируют от напряжения в 110 В.

Цоколь

Для обозначения формы и размера цоколя светодиодов используется следующая маркировка:

  • E14/ E27 (цоколи Эдисона). Стандартное резьбовое исполнение, применяемое в большинстве бытовых ламп. Цифровое обозначение указывает на диметр цоколя 14 и 27 мм, соответственно.
  • GU. Двухштыковые цоколи с уплотненными штырьками. Устанавливаются на лампах для декоративных встроенных светильников акцентного типа. Метка GU употребляется вместе с цифровой составляющей, которая обозначает расстояние между штырьками. GU10 является наиболее распространенным цоколем этой формы.
  • GU5.3. Разработан специально для LED-ламп, призванных заменить галогенные аппараты для освещения.
  • G. Эта категория штырьковых цоколей используется при сборке ламп для люминесцентных изделий. Цифровая метка при букве G указывает на расстояние между контактами.

Разнообразие цоколей позволяет заменить источники света устаревших модификаций на новые, энергосберегающие приборы.

Световой поток

Характеристика яркости светодиодной лампы измеряется в люменах (лм). До появления светодиодов интенсивность свечения лампочки отождествляли с ее мощностью в Ваттах. Поскольку светодиодные осветители продуцируют световой поток, потребляя в 7–10 раз меньше электроэнергии, чем лампы накаливания, для обозначения яркости LED-устройств ввели новую характеристику — световой поток. На упаковках люмены приводятся в привязке к Ваттам. В зависимости от производителя яркость ламп составляет от 70 лм/Вт (тусклые) до 190 лм/Вт (самые яркие).

Читайте также:  Межфазное замыкание: способы защиты и предотвращения, места возникновения

Угол направленности светового потока определяет степень рассеивания свечения в пространстве. Этот показатель измеряется в градусах, зависит от конструкции излучателя. Шаровидные лампы без абажура равномерно распределяют свет во все стороны, в то время как источники света с фокусирующими линзами дают узконаправленный луч, освещающий только конкретный предмет.

Цветовая температура

Определяет оттенок свечения, измеряется в градусах Кельвина, диапазон которых включает значения от 1500° до 8000°. При составлении градуации бралась температура, до которой необходимо нагреть абстрактное, абсолютно черное тело, чтобы оно начало излучать свет определенного цвета.

Различают три вида цветовой температуры:

  1. Теплая, как свет от обычной лампы накаливания.
  2. Нейтральная (белая), эталоном которой является дневной свет.
  3. Холодная, для которой характерен голубоватый оттенок свечения.

Ниже представлена шкала Кельвина, схематическая таблица.

Оттенок излучаемого лампой света определяет восприятие человеком цвета освещаемого предмета. Далее на рисунке приведено пространство световых температур.

При равном КПД и потреблении электроэнергии лампы могут совершенно по-разному передавать цвета объектов. Для измерения визуального изменения цвета в зависимости от освещенности используют коэффициент цветопередачи. Индекс цветопередачи светодиодных ламп (CRI) выступает индикатором того, насколько естественно будет выглядеть объект в свете конкретного леда. Индекс измеряется в единицах, обозначаемых символом Ra. Индекс включает значения от 0 до 100 Ra, где 0 — плохая передача цвета, а 100 — максимально натуральная. Цветопередача теплых ламп составляет порядка 90–100 Ra. Холодные LED передают цветовую палитру хуже всего, у них значения индекса не превышают 80 Ra. Наиболее комфортными для глаз считаются леды со значением CRI 80–100 Ra в температурном диапазоне 2500–3500˚К.

Мерцание

Периодические колебания интенсивности светового потока приводят к возникновению специфического мерцания, которое называют пульсацией светодиодных ламп. Для обозначения степени мерцания излучателя ввели коэффициент пульсации, измеряемый в процентах. Он рассчитывается по формуле:

Кп= (Lmax – Lmin ) / L0,

где Кп — коэффициент пульсации, Lmax и Lmin — максимальное и минимальное значения интенсивности светового потока, а L0 — его средний показатель.

Излучатели с высоким коэффициентом пульсации перегружают зрение, вызывают сухость глаз, а также негативно влияют на нервную систему человека. Длительное использование таких осветительных приборов приводит к мигреням и хроническим заболеваниям глаз, поэтому стоит отдавать предпочтение лампам с наименьшими коэффициентами.

Изначально LED-устройства для освещения имели заметное мерцание и высокие показатели коэффициента пульсации. Эти недостатки устранили посредством установки драйвера, который стабилизирует подачу тока к излучателю. Добросовестные производители оснащают свою LED-продукцию качественными драйверами, поэтому у них показатели мерцания не превышают 4%. Некачественные лампочки характеризуются пульсацией в пределах 20–50%.

Важные аспекты

При выборе светодиодных ламп для дома необходимо уделить внимание калибру и типу цоколя, а также размеру колбы. Перед покупкой стоит измерить плафон осветительного прибора или вовсе взять его с собой, чтобы избежать приобретения неподходящей по размеру лампочки.

Для ламп, используемых в бытовых целях, стоит выбирать устройства с индексом передачи цвета CRI более 80 Ra при цветовой температуре 2500–3500˚К (теплый белый). Наилучшее рассеивание света обеспечивают источники с углом рассеивания потока 150–170˚. Их лучше всего использовать для потолочных осветительных приборов. Для декоративной или точечной подсветки целесообразнее приобретать устройства с углом направленности светового потока до 40˚.

Некоторые лампы оснащены регуляторами интенсивности свечения. Такие устройства стоят дороже обычных LED-приборов, но обладают несколькими достоинствами:

  • возможность менять яркость подсветки в помещении;
  • более качественное исполнение изделия;
  • высокий КПД;
  • увеличенный срок эксплуатации.

Недостатки настраиваемых ламп:

  • дороговизна;
  • ограничения по сфере применения.

Опираясь на приведенные в статье сведения, каждый сможет подобрать лед, который не только позволит сократить траты на электроэнергию, но и обеспечит комфортную подсветку помещению любого назначения.

Видео по теме

Об индексе цветопередачи светодиодных ламп

Индекс цветопередачи (CRI, или коэффициент цветопередачи) – параметр, который характеризует соответствие естественного цвета тела кажущемуся при освещении.

Дело в том, что освещение предметов разными лампами позволяет увидеть, что возможны разные варианты результата. В некоторых случаях цвета выглядят более естественно и точно, в других случаях они выглядят далеко не так, как при дневном освещении. Выходит, что две лампы различных типов могут иметь одну цветовую температуру, однако передавать цвета по-разному. Спектр свечения светильников неравномерен, цветопередача зависит от их энергии в определенном участке спектра.

Характеристика цветопередачи светильника описывает, насколько натурально видятся окружающие предметы в свете лампы. А в качестве количественной меры применяется индекс цветопередачи. Это величина от 0 до 100, характеризующая уровень соответствия цвета, полученного от тестируемого светильника, к естественному цвету тела. Результат 100 – полное совпадение – будто при солнечном свете, – то есть цвет передаются максимально верно.

Термин появился в 60-70-х годах прошлого века. Изначально CRI был разработан с целью сравнения источников светового излучения непрерывного спектра, чей коэффициент CRI был выше 90, так как ниже 90 могут быть два источника с одним и тем же CRI, но с сильно отличающейся передачей цвета.

Измерение коэффициента цветопередачи

Чем меньше отклонение кажущегося цвета от естественного (лампы с высокой цветопередачей), тем лучше характеристика CRI источника.

Источник света с показателем Ra = 100 излучает свет, который оптимально отображает все оттенки. При более низких значениях оттенки передаются хуже:

ХарактеристикаСтепеньКоэффициент CRI
Низкая490

Существует система, которая математически сравнивает изменение расположения излучения в спектральной шкале в сравнении с цветами, освещаемыми эталонным источником светового излучения. Затем средние различия вычитаются из 100 и получается индекс CRI.

Таблица основных оттенков, точность передачи которых определятся индексом CRI:

R1 – цвет увядшей розы;
R2 – горчичный цвет;
R3 – салатовый цвет;
R4 – светло-зеленый цвет;
R5 – бирюзовый цвет;
R6 – небесно-голубой цвет;
R7 – цвет фиолетовой астры;
R8 – сиреневый цвет.

Для человеческого глаза комфортное значение CRI – от 80 до 100 Ra Здесь индекс цветопередачи светодиодных ламп оптимален.

По определению, если нет разницы, как выглядят цвета освещенных предметов, источнику излучения присваивается CRI, равный 100. Таким образом, малые различия в цветопередаче приближают значение CRI к 100, тогда как более существенные различия приведут к меньшей величине коэффициента. При сравнении цветовых температур диапазон 2000 – 5000 К, эталонным источником светового излучения считается «излучатель черного тела», с цветовыми температурами более высокого диапазона – дневной свет.

Светодиоды и индекс цветопередачи

Проводятся исследования, согласно которым обнаруживается, что белый свет, получаемый в результате смешения красных, синих и зеленых светодиодов, предпочтительнее, чем световое излучение, которое создается лампами накаливания и галогенными светильниками, даже если у ламп накаливания более высокие показатели CRI. На самом деле технический отчет под названием «Цветопередача белых светодиодных источников света» сообщает, что разработанный комиссией коэффициент CRI обычно неприменим для проведения прогнозов параметров цветопередачи источников света, если среди них есть светодиоды белого излучения.

Это проистекает из рассмотрения множества анализов, в которых изучались и сине-красно-зеленые (RGB) светодиодные кластеры, и белые светодиоды, покрытые фосфором. Обозреватели оценили внешний вид сцен, освещенных при использовании светильников с разными индексами цветопередачи, и выяснили, что не существует точной взаимозависимости между подсчитанными показателями CRI и классификациями. Во многих случаях светодиоды RGB имели индексы цветопередачи, приблизительно в районе 20, однако при этом хорошо зарекомендовали себя при передаче цветов. Возможное объяснение данному факту заключается в том, что, как правило, они имеют склонность без смещения цветопередачи оттенков повышать насыщенность восприятия большинства цветов.

Рекомендации для светодиодов и CRI

Департамент энергетики США дает следующие рекомендации: проводятся долгосрочные разработки и исследования в области создания обновленной системы для точной оценки качества светового излучения, которая могла бы быть применена к любому источнику излучения. Пока же индекс цветопередачи светодиодных ламп можно считать одним из параметров при оценке их самих и систем, основанных на них. Он не должен применяться для выбора конкретного изделия светотехники без тестирования изделия и предварительных персональных оценок на предполагаемом месте использования.

  1. Определите визуальные задачи, которые, как ожидается, будут выполняться данным источником света при освещении. Если верность цветовоспроизведения имеет критическое значение (например, в пространстве, где ткани или цвета сравниваются и при электрическом, и при дневном освещении), показатели индекса цветопередачи имеющейся метрической системы могут быть полезны и пригодны для применения при оценке светодиодных изделий.
  2. Если более важен внешний вид цвета, а не верность цветовоспроизведения, не стоит исключать белые светодиоды лишь по причине их сравнительно низких показателей CRI. Некоторые изделия с CRI даже столь низкими, как 26, все же могут излучать приятный визуально белый свет.
  3. Коэффициент CRI можно сравнивать, если источники света имеют равную цветовую температуру. Данный тезис применим ко всем источникам света, а не только к светодиодам. Различия в величинах CRI меньше пяти единиц не существенны. Это значит, что источники света, имеющие индексы цветопередачи, например в 82 и 85, практически одинаковы.
  4. В случаях, когда внешний вид цветов или верность цветовоспроизведения являются важными факторами, следует лично оценивать светодиодные системы, и если это возможно, то на предполагаемом месте эксплуатации.

Необходимо отметить, что современные методы компьютерной обработки данных и анализа спектра позволяют полностью автоматизировать измерение индекса цветопередачи, исключив из него использование пластин заданного цвета. Определяется зависимость спектральной плотности светового излучения от длины волны. И по результатам данного исследования с помощью специального алгоритма происходит прямое вычисление CRI.

Ссылка на основную публикацию