4000k холодный белый свет. Что нужно знать о световой температуре светодиодной лампы. Идеальный вариант для дома

Видимый свет отличается своим оттенком, а видимые предметы - своей четкостью. Параметры, отвечающие за данные характеристики - цветовая температура и индекс цветопередачи.

Попробуем разобраться, от чего зависят данные характеристики, и как правильно подобрать светодиодный светильник с необходимыми параметрами цветовой температуры и индексом цветопередачи .

• Что такое цветовая температура света?
• В чем измеряется цветовая температура?
• Какая бывает цветовая температура света?
• Как определить цветовую температуру светодиодного светильника?
• Что такое индекс цветопередачи светодиодного светильника?

Цветовая температура – это одна из основных характеристик светодиодных светильников, определяющая спектральный состав излучения источника света. Она определяет объективность восприятия света человеком.

Цветовая температура измеряется в кельвинах или миредах (обратных микроградусах).

Чтобы измерить цветовую температуру, необходимо воспользоваться колориметром. Но для покупателя достаточно знать диапазон цветовой температуры.

Ниже приведен диапазон цветовых температур, применяемых в светодиодных светильниках. Эти диапазоны буду аналогичны и для других источников света.

Зависимость цветовой температуры от длины волны:

Чем ближе цветовая температура к 5000 K, тем более сбалансирован спектральный состав света (линия более горизонтальна), и тем ближе он по составу к идеальному "белому" свету Солнца – CRI=100 (CRI - индекс цветопередачи). Чем ниже цветовая температура, тем больше доля красного, и меньше синего цвета. Именно поэтому лампы накаливания с низкой цветовой температурой придают красноватый оттенок всему, что они освещают. Чем выше цветовая температура, тем больше доля синего и зеленого.

Качественные светодиодные светильники любой цветовой температуры делают так, чтобы белый цвет был максимально белым, но вот все остальные оттенки совсем не обязательно передаются правильно. В этом как раз и состоит отличие ламп с разной цветовой температурой, но равным индексом цветопередачи. Если цветовая температура отличается от 5000 К, то все оттенки, отличные от белого, будут более теплыми (<5000 K, больше красных оттенков), или более холодными (< 5000 К, больше голубых оттенков) - отсюда названия трех основных типов ламп:

Индекс цветопередачи (CRI - colour rendering index) – это параметр, характеризующий уровень соответствия естественного цвета предмета видимому (кажущемуся) цвету этого предмета при освещении его данным источником света.

Как мы воспринимаем цвет в значительной степени зависит от нашего культурного воспитания и от того, что ребенку внушали с детства. Становясь взрослее, человек понимает, что огонь - горячий, лед - холодный, красный и оранжевые - теплые цвета, а синий и голубой - холодные. Почему же так важно понимание, что такое цветовая температура?

Дело в том, что эти ассоциации в нашем сознании очень сильны, зачастую создатели фильмов используют их для того, чтобы передать атмосферу и придать большую реалистичность своим произведениям. Происходит своеобразное ассоциативное сопоставление - цвета и ощущения.

Когда речь идет о цветовой температуре, то за неизменную основу берется белый цвет. Белый - создание нашего собственного ума, так как он отсутствует в спектре света. Белый цвет путал людей на протяжении тысяч лет. Но уже в конце XVII века Исаак Ньютон продемонстрировал человечеству с помощью призмы, что белый - это смесь всех других цветов. Но пришлось ждать еще до 1900 года и открытия закона Планка, чтобы получить убедительные доказательства того, что цвет зависит от пропорций соединения других цветов.

Макс Планк - немецкий физик, который по заказу производителей лампочек пытался выяснить наилучшую температуру для нити накаливания, необходимую для максимальной яркости при минимальных затратах электроэнергии.

Ученый пытался решить проблему, оперируя современными на тот момент теориями, которые не соответствовали экспериментальным данным. Позже Планк пришел к выводу, что излучение и поглощение света веществом происходит порциями, в зависимости от этого человек видит определенный цвет.

Все во Вселенной, которая имеет температуру выше абсолютного нуля, выделяет какое-то электромагнитное излучение - будь то инфракрасный, видимый свет, ультрафиолетовое или рентгеновское излучение, и все, что находится между этими известными сведениями.

По мере увеличения температуры тело будет выделять все больше и больше тепла, или электромагнитного излучения. Если нагреть тело до такого состояния, что оно станет достаточно горячим и начнет светиться - мы сможем увидеть излучаемый свет. Повышение температуры и это свечение проходят через очень определенный диапазон цвета, который математически описывается законом Планка. Это то, что мы имеем в виду, когда говорим о цветовой температуре - положение белого цвета относительно цвета черного тела при данной конкретной температуре.

В итоге открытия Макса Планка и определили в качестве эталона цветовой температуры - 3200К для лампочки накаливания. Мы используем эту величину до сих пор, в кинематографическом мире данное число также известно, как температура галогенного света.

Температура на поверхности Солнца составляет около 5800K, но солнечный свет после фильтрации через атмосферу может варьироваться от 2800K в так называемый волшебный час (время восхода/захода солнца) и до 6500К в пасмурный день. В общепринятом понятии 5600K - цвет света в ясный полдень, это то, что мы подразумеваем, когда говорим о сбалансированном дневном свете.

Выше на картинке приведены два примера того, как распределяется интенсивность разных цветов в зависимости от способа свечения. Для флуоресцентного освещения используется трубка, заполненная парами ртути и инертным газом. Когда электричество проходит очень быстро попеременно через вещество и газ, лампа испускает ультрафиолетовое излучение. УФ-излучение взаимодействует со стенками трубки, которые покрыты люминофором, трубка начинает светиться и излучать свет. Таким образом энергия практически не расходуется на тепло, получается свечение активизированных люминофоров и паров ртути. Этот принцип свечения применяется в , в том числе студийных.

Но, в отличие от ламп накаливания, что испускают свет во всех частотах в соответствии с законом Планка, как правило, работают в основном на частотах первичных цветов: красного, зеленого и синего. Красный и синий цвета создаются за счет люминофоров в трубке, а зеленый возникает с помощью светового излучения ртути. Для более дешевых ламп производители иногда искусственно увеличивают количество зеленого цвета, потому что это делает лампочку более яркой, так как зеленый находится как раз в середине видимого спектра. Человеческий глаз преобладания зеленого цвета может не заметить, но к сожалению, это придает кадрам, сделанным при флуоресцентном освещении, зеленый оттенок.

Для ламп, которые используют в фотографии и кинематографии, производители стали смешивать различные химические компоненты для люминофоров, чтобы получить более полный цветовой спектр, а также возможность изменить цветовую температуру люминесцентных ламп так, чтобы в итоге можно было использовать люминесцентные лампы с галогенными источниками, имеющими цветовую температуру 3200К и люминесцентные лампы для смешивания с дневным светом 5600К. Для более точного воспроизведения цветов окружающего пространства следует искать лампы, у которых более высокий индекс цветопередачи или CRI. CRI 100 - эквивалентен полному спектру, подобному тому, который дает солнце. Стоит брать во внимание осветители, имеющие лампы с CRI выше 90, например, осветители Reddevil.

Несколько любопытных идей освещения с помощью цветных фолиевых (гелевых) фильтров, или цветных гелей. Читайте, как провести съемку с доступным световым оборудованием и без ущерба для качества в конечном результате

Научно доказано, что определённые параметры освещения в помещении влияют на его восприятие человеком. Потому правильный выбор и расположение источников света очень важно в дизайне интерьера. Но иногда покупатели не понимают, в чём различие ламп, например, на 2500 и 4000 кельвинов. Какой цвет у этих температур и их роль в создании настроения можно понять, ознакомившись с таблицами в интернете или подробнее изучив вопрос самостоятельно.

Характеристика величины

С точки зрения физики, цветовая температура - это параметр любого источника света , характеризующий интенсивность его излучения. Он определяется длиной волны в функциональном оптическом диапазоне. От значения этого параметра зависит восприятие человеческим глазом цвета предметов, попавших под источник освещения.

Другое определение цветовой температуры (в научных кругах её называют также спектрофотометрической или колориметрической) - это величина в градусах Кельвина, до которой необходимо разогреть абсолютно чёрное тело, чтобы его оттенок совпал с соответствующим цветом на графике. Она характеризует спектральный состав излучения, а также помогает оценить восприятие человеком освещаемых предметов с объективной точки зрения, не полагаясь на его личные впечатления. Поэтому именно световая температура используется для установки стандартов и составления рекомендаций для установки ламп и других искусственных источников освещения в рабочих и жилых помещениях, производственных зонах и на улице.

Измеряют температуру цвета в кельвинах (K). Когда нужно уловить небольшие колебания этой величины, например, при фотографии, их заменяют на обратные микроградусы - миреды или майреды (M). Их значение равно одному миллиону, разделённому на количество K. В физических исчислениях колориметрическая температура обозначается как Тс.

Оттенки температуры

Наблюдать за сменой температуры свечения можно на практике, например, постепенно раскаляя кусок метала. Сначала он приобретёт красный оттенок, затем постепенно раскалиться добела - промежуточные оттенки между этими значениями будут отражать рост не только обычной, но и цветовой температуры. Другой иллюстрацией служит пламя свечи - красно-оранжевое пламя у её основания наиболее холодное, а желтовато-белое - горячее. Таблица спектрофотометрической температуры у разных объектов, встречающихся в повседневной жизни, выглядит так:

Температура в 0 K соответствует абсолютно чёрному телу. Стоит отметить, что цветовая и фактическая температура ламп сильно отличаются - это лишь условная величина, определяющая теплоту или холодность освещения. В целом, для простоты систематизации её делят на такие спектры:

Стоит отметить, что традиционно холодные цвета соответствуют самой высокой температуре света. С её увеличением они постепенно переходят от светло-голубого в тёмные оттенки синего. Начиная от значений в 18000 К появляются фиолетовые оттенки, но источники света с такими параметрами встречаются редко.

Особенности восприятия

Восприятие цвета у каждого человека разное - особенно сильно это относится к оттенкам. Оно зависит не только от колориметрической температуры, но и от других параметров освещения, а также от индивидуальных особенностей обработки поступающего сигнала нервной системой. Чтобы создать в помещении нужную обстановку при помощи источников света, необходимо учесть и правильно использовать все эти параметры.

Первый из них - это индекс цветопередачи. Он влияет на способность света передавать яркость, насыщенность и контрастность оттенков в помещении. У каждой лампы значение индекса указано на упаковке. Лучше всего, чтобы он составлял 80 или выше - так цвета буду выглядеть наиболее естественно. Разным лампам характерны такие параметры :

Улучшенный параметр цветопередачи увеличивает цену лампы, но для оформления жилых помещений средних значений будет достаточно. Влияет также мощность самой лампы - она должна быть достаточной, но не слишком высокой, чтобы не раздражать глаза.

Для объективного описания цвета освещения используют также параметр смещения, который характеризует его отклонение в сторону зелёного или пурпурного. Это часто используют в фотосъёмке для того, чтобы выбрать правильный фильтр при заданных параметрах. На качество света в помещениях смещение влияет мало.

Практическое использование

Вычисление цветовой температуры нужно во всех сферах, где вообще используется освещение. Каждый из спектров имеет свои особенности, преимущества и недостатки, которые используются для того, чтобы определённый источник света лучше всего выполнил свою функцию. Некоторые примеры использования источников света с разным значением параметра выглядят так:

Отдельное внимание стоит уделить использованию ламп с разным уровнем цветовой температуры при оформлении жилых помещений. Источники цвета разных оттенков используются для таких целей:

Согласно нормативам, источники света с колориметрической температурой более 5300 K не должны использоваться в жилых помещениях. Это связано с их вредным влиянием на глаза при слишком длительном нахождении в помещении. Так, лампа с температурой в 6500 кельвинов (свет, какой бывает на улице ясным летним днём) будет полезна при проведении недолгих процедур, требующих высокой концентрации внимания, но навредит, если будет установлена в спальню.

Выбор лампы

При выборе источника света в жилое помещение его температура цвета играет не последнюю роль. Перед приобретением лампы нужно определить роль и функции помещения, в котором она будет использоваться, а также то, сколько времени в нём проводит каждый из членов семьи. Стоит учесть и изначальную цветовую гамму комнаты, чтобы не получить неприятное для глаз сочетание.

На кухне, в ванной и коридорах рекомендуется использовать нейтральное освещение белого спектра со значением температуры около 4000 K. Это поможет не создавать лишней нагрузки на зрение, одновременно не мешая концентрации внимания, что поможет при выполнении повседневных задач, таких как наложение макияжа или приготовление пищи.

Для помещений, предназначенных для отдыха, нужно выбирать исключительно лампы с низкими (до 3500 K, лучше 2500-3000 K) значениями температуры цвета, обеспечивающими покой и отдых.

Для освещения детской комнаты лучше всего подойдёт лампа с температурой в 2700-3200 K. Она позволит создать комфортную обстановку для отдыха и ненапряженной игровой активности. Для ночников и настольных ламп ребёнку лучше подобрать осветительный прибор с чуть большим значением параметра - около 3500 K. Такой свет поможет сконцентрироваться в процессе письма или чтения, одновременно не добавляя лишней нагрузки на глаза.

Помимо температуры стоит учесть и другие параметры, такие как яркость, энергопотребление, индекс цветопередачи, мощность, срок службы и цену. Только подобрав подходящие значения по всем из них, можно правильно выбрать лампу для помещения в квартире или доме.

Цветовая температура является одной из основных характеристик светодиодных изделий, использующихся для освещения. Часто возникает вопрос, что же это такое и как выбрать подходящую цветовую температуру? Попробуем разобраться с этими вопросами.

По определению, цветовая температура - это температура абсолютно чёрного тела, при которой оно испускает излучение того же цветового тона, что и рассматриваемое излучение, измеряется в градусах Кельвина.

Другими словами, цветовая температура определяет «оттенок» света, излучаемого источником (лампой или светильником), от теплого, близкого к лампе накаливания, отдающего «желтизной» до холодного белого света (люминесцентные лампы холодного света), отдающего в синюю область спектра.

Шкала цветовых температур распространенных источников света:

800 К - начало видимого темно-красного свечения раскалённых тел;
1500-2000 К - свет пламени свечи;
2000 К - Натриевая лампа высокого давления;
2200 К - лампа накаливания 40 Вт;
2680 К - лампа накаливания 60 Вт;
2800 К - лампа накаливания 100 Вт (вакуумная лампа);
2800-2854 К - газонаполненные лампы накаливания с вольфрамовой спиралью;
3000 К - лампа накаливания 200 Вт, галогенная лампа;
3200-3250 К - типичные киносъёмочные лампы;
3400 К - солнце у горизонта;
3800 К - лампы, использующиеся для подсветки мясных продуктов в магазине (имеют повышенное содержание красного цвета в спектре);
4200 К - лампа дневного света (тёплый белый свет);
4300-4500 К - утреннее солнце и солнце в обеденное время;
4500-5000 К - ксеноновая дуговая лампа, электрическая дуга;
5000 К - солнце в полдень;
5500 К - облака в полдень;
5500-5600 К - фотовспышка;
5600-7000 К - лампа дневного света;
6200 К - близкий к дневному свет;
6500 К - стандартный источник дневного белого света, близкий к полуденному солнечному свету;
6500-7500 К - облачность;
7500 К - дневной свет, с большой долей рассеянного от чистого голубого неба;
7500-8500 К - сумерки;
9500 К - синее безоблачное небо на северной стороне перед восходом Солнца;
10000 К - источник света с «бесконечной температурой», используемый в риф-аквариумах (актиниевый оттенок голубого цвета);
15000 К - ясное голубое небо в зимнюю пору;
20000 К - синее небо в полярных широтах.

Градации цветовой температуры.

Примерное разделение градаций цветовой температуры:

• Теплый белый (2700-3200К)
• Дневной белый (3500-4500К)
• Белый (5000-6000К)
• Холодный белый (6000-8000К).

Лучше выбирать именно нужное значение цветовой температуры в Кельвинах, т.к. у разных производителей понятия «теплый», «нейтральный», «холодный» могут различаться.

В таблице 1 диапазоны значений цветовых температур наиболее распространенных искусственных источников света. Причем, точное значение цветовой температуры у истоников света всегда указан на упаковке или в сопроводительной документации на товар(паспорт на изделие, техническое описание).

Таблица 1. Цветовые температуры наиболее распространенных источников света

Кривая излучения абсолютно черного тела в цветовом пространстве МКО 1931.

Кроме того, источники с одинаковой цветовой температурой могут различаться по цветовому тону света: из представленной выше диаграммы следует, что все источники света, измеренные значения цветности которых лежат на одной линии, проведенной перпендикулярно кривой излучения абсолютно черного тела, имеют одинаковую цветовую температуру. По этой и по другим причинам производители светодиодов используют метод управления цветовыми вариациями (и другими характеристиками), известный как сортировка по бинам.

Сортировка светодиодов по бинам*.

При изготовлении светодиодов, также как и любых других изделий, их параметры имеют определенные отклонения от номинальных значений, это относится и к цветовой температуре. Допустимые отклонения регламентируются стандартами, например, стандарт цветности C78.377A, разработанный Американским национальным институтом стандартов (ANSI) (таблица 2), определяет 8 номинальных значений цветовой температуры. Светодиоды, цвет которых соответствует указанному номинальному значению Тцв и цветовому диапазону, соответствуют стандарту.

Таблица 2. Стандарт ANSI C78.377A для Т цв

Разница в цвете для светодиодов, соответствующих стандарту хорошо заметна, поэтому на практике производители разбивают каждый диапазон на несколько бинов (подклассов).

Одной из основных задач производителей светотехники является такое деление светодиодов на бины, которое сводит к минимуму различие цветов между отдельными осветительными приборами или между партиями такой продукции.

Чтобы понять, как определяется бин, снова обратимся к диаграмме цветового пространства МКО 1931 и увеличим масштаб для кривой излучения черного тела. Изменения цветовой температуры располагаются на кривой излучения абсолютно черного тела, но изменения цвета светодиода располагаются также выше и ниже кривой излучения черного тела. Светодиоды, у которых цветовые координаты лежат выше кривой излучения абсолютно черного тела, имеют зеленоватый оттенок, а те, у которых ниже, - розоватый. На практике это означает, что указание цветовой температуры не обеспечивает одинаковый цвет.

Диапазоны цветовых температур по стандарту ANSI C78.377A.

Например, две представленные ниже диаграммы иллюстрируют два гипотетических бина светодиодов, цветовая температура каждого из которых равна 5300 K, с отклонением +/- 300 K. Бин 1 имеет некоторое отклонение цвета, так как его область лежит выше и ниже кривой излучения абсолютно черного тела. Отклонение в цвете у бина 2 в четыре раза больше, хотя он также соответствует указанной производителем цветовой температуре.

Пример бинов светодиодов.

Каждый производитель предлагает свое разбиение на бины, например, компания OSRAM предлагает несколько бинов светодиодов с одной цветовой температурой. Каждый бин находится в пределах области, соответствующей стандарту ANSI для этой цветности. На диаграмме ниже приведен пример разбиения на бины для светодиодов OSRAM Golden DRAGON с цветовой температурой 2700 K. Хотя все 16 бинов, предлагаемых компанией OSRAM, соответствуют стандарту ANSI C78.377A для номинальной Тцв 2700 K, они отличаются по Тцв и цветовому тону. Поэтому необходимо учитывать бин светодиодов при установке светильников из разных партий одного производителя, либо разных производителей.

Пример разбиения диапазона на бины.

Также составляется из светодиодов одного бина, каждая лента марки ARlight, представленная в нашем интернет-магазине проходит контроль по показателям оттенка, что отмечается кодом BIN на упаковке.

Маркировка BIN на упаковке ленты ARlight

Светодиодные ленты ARlight цветовой температуры 4000К Дневной белый разных BIN (сверху 39G, снизу 46).

На изображении выше видно, как отличаются по цветовому тону ленты с разными бинами. В реальности разница заметна только если положить две ленты рядом, на фото насыщенность и сочность цветов специально увеличена. Два не находящихся рядом источника света человеческий глаз способен заметить по цветности при разнице температур 400-600К, лучше чувствуется разница в теплых оттенках, меньше в холодных.

Прежде чем устанавливать светодиодные ленты, лампы, линейки и другие светотехнические изделия на основе светодиодов, проверьте их БИН (оттенок, работоспособность). БИНы должны совпадать на всех рядом установленных светодиодных лентах. Необходимо применять данное правило ко всем цветовым температурам белого света, а также и к RGB или RGB-W светодиодным лентам. Две рядом установленные ленты RGB с разными бинами(BIN) будут отличаться оттенком друг от друга!

* Данный раздел содержит материалы, предоставляемые компанией Philips Color Kinetics.

Цветовая температура и восприятие человека.

От выбора правильной цветовой температуры источников зависит, как будет эмоционально влиять на человека окружающее пространство, восприниматься внешний вид объектов и их цвета. Большое значение имеет то, что разные источники света ассоциируются с определенной обстановкой. Например, теплый свет свечи оказывает расслабляющее действие, белое освещение ламп дневного света создает рабочую атмосферу, холодное освещение создает больший контраст, применяется при необходимости работ с высоким цветоразличением.

Существует нормативный документ, в котором содержатся рекомендации по подбору цветовой температуры в помещении различного назначения: СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение». В нем, в частности, для жилых помещений рекомендуется теплый свет, в помещениях, где выполняется зрительная работа - дневной 3000-4000К, в помещениях с высокими требованиями к цветоразличению более холодный свет до 5000-6000К.

Также там упоминается, что при большом количестве в освещаемом пространстве зеленых и синих объектов следует применять источники с цветовой температурой более 4000К, с большим количеством красных и желтых цветов - не более 3500К. Конечно, когда создавался данный нормативный документ применение светодиодных источников света было весьма ограничено, тем не менее, содержащаяся там информация может быть полезна и при их выборе. Например, осветительные диоды холодного света содержат большую долю синей части спектра, т.е. подчеркивают синие цвета, а в светодиодах теплого белого света синяя составляющая подавляется большим количеством желтого люминофора. Кроме этого, нужно учитывать индекс цветопередачи светодиодных источников, т.к. он не всегда на высоте в отличие от галогенных ламп, например, а только у отдельных более дорогих моделей.

В материалах, предоставляемых компанией Philips Color Kinetics приводится следующая таблица (таблица 3) для выбора цветовой температуры в зависимости от желаемой атмосферы и области применения:

Таблица 3. Эффект, атмосфера и область применения в зависимости от цветовой температуры

Восприятие человеком цветовой температуры в зависимости от освещенности.

Светотехнические изделия занимают самую многочисленную группу электроприборов в каждом помещении. Лампы являются наиважнейшим элементом быта и в условиях труда человека. Для общего освещения в жилых и не жилых помещениях не рекомендуется сочитать различные разновидности ламп, так как это очень вредно для зрения. Не следует применять одновременно люминесцентные лампы дневного света и лампы накаливания.

К светотехническим характеристикам источников света относится цветовая температура или температура цвета. Это условная величина, описывающая цвет, излучаемый самой лампой, в сравнении с цветом абсолютно "черного тела", являющимся постоянной величиной. Измеряется эта характеристика в градусах Кельвина (сокращенно К). У ламп накаливания этот показатель близок к температуре накаливаемого тела. Зрение человека воспринимает свет ламп с разными цветовыми температурами по-разному, чем выше температура цвета, тем холоднее воспринимается излучаемый свет.

для стандартных ламп накаливания с мощностью от 40 до 100 Ватт, цветовая температура составляет 2700 - 2900К,

для галогенных ламп накаливания цветовая температура составляет 2900 - 3100К.

для люминесцентных ламп тепло-белый цвет при цветовой температуре 2700 – 3300К, белый нейтральный свет при температуре 3500 - 4500К, а холодно-белый (дневной) свет при 5000 - 6500К.

Постепенно нагреваемый идеальный излучатель (черное тело) испускает свет различной цветовой окраски в зависимости от температур. Цветовой температурой лампы является температура, до которой необходимо нагреть черное тело, чтобы тон испускаемого им света был примерно того же спектрального состава и цветовой окраски, что и свет заданного источника.