Цветовая температура ламп

Цветовая температура (ЦТ) - важная техническая характеристика источников освещения помещений, дорог, прилегающих к постройкам территорий и других объектов. От неё зависят не только оттенки излучения, но и настроение людей. Поскольку свет влияет на человеческую активность и комфортность работы или отдыха, перед покупкой электроламп нужно детально разобраться в природе и особенностях ЦТ. Именно этим темам посвящается наша статья.

Что такое цветовая температура?

Представьте некое абсолютно чёрное тело. Цветовой специалисты называют его температуру, при которой излучается аналогичный рассматриваемому излучению свет. Если взять металлы, что используют для изготовления светоиспускающих элементов электроламп, при нагревании от них исходят разные световые оттенки. Цвета различаются между собой по температурным показателям свечения.

Следовательно, цветовая температура характеризует величину длины волны от излучения источников света (ИС). Волновая же длина определяет цвет. Например, обыкновенные лампы накаливания светятся жёлтым. В светодиодных и люминесцентных электролампах оттенки различаются, что следует учесть в процессе проектирования освещения для жилых или рабочих помещений.

Единица измерения цветовой температуры

Измеряется характеристика в кельвинах (К). Использование данной единицы измерения актуально для всех областей за исключением фотосъёмки. Фотографы оперируют миредами или, как их ещё называют, майредами. Последние рассчитываются по формуле M = 10⁶ / T, где под Т имеется в виду значение цветовой температуры.

Температуру абсолютного чёрного тела принимают за 0 кельвинов. Находящийся в таком состоянии объект на 100 % поглощает свет, который на него падает. После разогрева в диапазоне от 800 до 1300 К он становится красным. Нагрев до 2000 К изменяет его цвет на оранжевый, а до 2500, 5500 и 9000 - жёлтый, белый и голубой.

Перечисленные цвета являются природными. Допустим, встающее из-за горизонта солнце отливает жёлтым. Показатель ЦТ - приблизительно 2500 К. Переход в зенит делает солнышко белым (ЦТ - 5500 К). В облачную погоду характеристика повышается до 7000 К, а сумерки - 8000 К. Цвет зимнего безоблачного неба где-то 15000 К.

Шкала цветовых температур распространённых источников света

Температурный диапазон, К	Цвет свечения	Описание
2700-3500	Тёплый белый. Оттенок - желтоватый.	Характерен для ламп накаливания и галогенных ИС. Подходит для организации освещения по точечному принципу. Создаёт в помещениях уютную и тёплую атмосферу.
3500 - 4000	Естественный белый	Не напрягает глаза и не вызывает искажений световосприятия. Оптимален для жилых помещений при условии, что источники света размещаются наверху.
4000-5000	Холодный белый	Рекомендуется для обустройства освещения кухонь, офисных кабинетов и помещений общественных зданий.
5000-6000	Дневной нейтральный белый	Отличается яркостью. Эффективен на промышленных объектах.
6500 и выше	Холодный дневной. Оттенок - голубоватый.	Используется для съёмки (фото или видео), в медицинских учреждениях и помещениях для технических нужд.

Свойства абсолютно чёрного тела первым начал изучать отец-основатель квантовой физики Макс Карл Эрнст Людвиг Планк. При непосредственном участии учёного разработали так называемую "цветовую модель XYZ". На рисунке ниже представлена составленная на её основе диаграмма цветности.

На картинке вы видите кривую Планка, которая в наглядном виде отображает цветовую температуру. Среди прочего по ней задаются настройки фотокамер, видеоаппаратуры и компьютерных редакторов для работы с графикой. Как вариант, ЦТ лесных пейзажей принимается фотографами за 5500 К.

Глазная система человека не полностью воспринимает спектр цветов. Люди различают оттенки в интервале 800-25000 К. Комфортный диапазон ЦТ лежит в пределах 4500-5200 К. Подобные источники света наиболее приближены к естественному освещению от солнца.

Диапазон цветовой температуры для источников света и маркировка цвета свечения

Величина ЦТ взаимосвязана с видом лампы. У светодиодных электроламп параметр равен 2200-7000 К, а стандартных и компактных люминесцентных - 2700-6500 К. У натриевых ИС высокого давления характеристика не превышает 2200 К.

У "галогенок" и ламп накаливания ЦТ начинается от 2700 и заканчивается 3500 К. Величина параметра дуговых ртутных электроламп - от 3800 до 5000 К. Наконец, у металлогалогенных ИС характеристика колеблется в пределах от 2500 до 20000 К.

Температура света определяется по виду и мощности электролампы. Допустим, в обыкновенной лампе с телом накала на 200 Вт ЦТ равна 3000 К. Если рассматривать этот вид изделий в целом, то разброс характеристики у него не так велик, как у прочих типов.

Самый большой диапазон ЦТ у светодиодных электроламп. Объясняется это конструкционными особенностями. Светодиоды производятся из широкого спектра материалов, что и обуславливает их разнообразие.

Между одинаковыми по характеристикам лампами довольно часто наблюдаются отличия по свету, если они изготовлены на разных заводах. Чтобы точно индексировать ЦТ, специалисты разработали и приняли стандарт ANSI C78.377A. Согласно его нормам, температуру цветов светодиодных изделий делят на 8 классов.

Разница по свечению бывает и между лампами одной категории. Потому производители внедрили разбивку классов на подклассы. В связи с отсутствием унификации не рекомендуется устанавливать изделия различных брендов в мультиламповые светильники. В противном случае возможен диссонанс по свету.

Дополнительно на лампах со светодиодами указывается следующая маркировка - WW, NW и CW. WW расшифровывается как Warm White или тёплый белый, а NW - как Neutral White или нейтральный белый. CW - сокращение от Cool White. На русский язык переводится как "холодный белый".

Маркировка люминесцентных электроламп по цветовой температуре

ГОСТ регламентирует такие буквенные обозначения цветов, как ТБ, Б, Е, ХБ и Д. В таблице ниже приводится их расшифровка.

Импортные производители не маркируют выпускаемую продукцию по какому-либо общепринятому стандарту. Заводы наносят собственную маркировку. Непосредственно ЦТ обозначается числовым кодом. Из-за отсутствия стандартизации его расшифровку зачастую приходится искать в документации на сайтах заводов.

Нередко ЦТ указывается как 2 последних числа кода. Для расчёта характеристики цифра умножается на 100. Предположим, на лампе в конце маркировки напечатано 40. Перемножаем 40 на 100, получаем 4000 К. Это и есть величина параметра. Хотя кажется немного запутанным, с опытом такие расчёты производятся на автомате.

Обычно коду ЦТ предшествует 1 цифра. Число обозначает индекс цветопередачи. Характеристика определяет реалистичность передачи цветов. Причём в условиях заданного освещения. Параметр меряется в процентах. К примеру, 8 указывает на 80-89 %, что считается очень хорошим показателем. Для сравнения плохой - это меньше 39 %.

Цветовая температура в фотографии, кинематографе и телевидении

Фотографы предпочитают шкалу ЦТ в Миредах. Обусловлено это тем фактом, что она в равной степени пропорциональна изменениям цвета в полном спектре. Впрочем, некоторые специалисты не пренебрегают и кельвинами. Выбор в пользу единиц измерения зависит от личных предпочтений владельца фотокамеры.

В современных цифровых камерах для съёмки фото и видео сюжетная ЦТ настраивается автоматически. Скажем, режим фотоаппарата "Ясная погода" устанавливает характеристику на 5200 К, а "Вспышка" - 6000 К. Наиболее широкий диапазон у пользовательских настроек - 2000-10000 К.

Для отчётливого белого на фотографиях включают вспышки или проводят съёмки при солнечном свете. В студиях устанавливается специальное осветительное оборудование с ЦТ 5500 К. Несоблюдение перечисленных условий приводит к получению цвета, который в той или иной степени приближен к белому.

Если на фотографии много синего, ЦТ очень маленькая. Преобладание красного говорит о завышенной характеристике. Правильный подбор температурного параметра и остальных настроек - своего рода искусство. Опытные фотографы порой тратят на подготовку к съёмкам пару часов, чтобы в конечном итоге сделать идеальные во всех смыслах снимки.

До массового производства цифровых фотокамер плёнка изготавливалась под конкретные ЦТ. Для проведения съёмок при дневном свете применялась фотоплёнка на 5600 К, а вечернем - 3200 К. Выпускались фотоматериалы и с промежуточным значением характеристики - 4500 К.

"Золотой стандарт" полиграфии - 6500 К. Эта температура электрических ламп и других светоисточников должна поддерживаться на всех этапах производственного процесса. В него входит приём заказа, оценка "исходников", сканирование изображений, отправка на печать пробных оттисков и пр.

В лампах с ЦТ 6500 К присутствует установленная действующими стандартами ультрафиолетовая составляющая. Люди неспособны распознавать лучи ультрафиолета. Зато множество объектов начинает светиться под их воздействием, что важно для получения качественных изображений при печати.

Если осветить обыкновенную бумагу лампой без надлежащей ультрафиолетовой составляющей, появятся искажения белого. Причина кроется в оптических отбеливателях, которые входят в её состав. Реклама же не станет яркой и привлекающей внимание, так как включает красящие вещества с люминесцирующим эффектом.

Применение светильников с той или иной ЦТ

В жилых помещениях специалисты рекомендуют пользоваться лампами с тёплым свечением. Для рабочих кабинетов больше подходит дневной свет. Холодный применяется для объектов с высокими требованиями относительно цветопередачи.

Наряду с назначением помещений значение имеет палитра цветов окружающего пространства. Если в обстановке преобладают синие или зелёные предметы, стоит купить электролампы с ЦТ выше 4000 К. Когда жёлтые и красные, то меньше 3500 К.

Тёплый свет светильников

У тёплого света минимальная величина ЦТ составляет 2700 К, а максимальная - 3000 К. По свечению он похож на ИС с телами накала и мягкие лучики солнца. Оттенок не вызывает отрицательных эмоций. В помещениях с такими источниками освещения царит атмосфера теплоты и уюта. Светильники с ними оптимальны для библиотек, спальных комнат, заведений общественного питания и создания точечной подсветки.

Холодный цвет светильников

У холодного света ЦТ превышает 4500 К. Им освещают рабочие кабинеты, школьные классы, аудитории для лекций, офисные пространства и промышленные объекты. Источники освещения этого вида создают настраивающую на рабочий лад атмосферу. В квартирах и частных домах они применяются в душевых и рабочих зонах. В маленьких комнатах не устанавливаются из-за чрезмерной яркости свечения.

Нейтральный цвет источников света

У нейтрального света ЦТ находится в диапазоне от 3200 до 4500 К. Используется он в помещениях различного функционального назначения. К ним относятся кухни, гостиные, прихожие и пр. Источники освещения с таким свечением встречаются в офисах, лекториях и детских учебных классах. Ими хорошо подсвечивать зоны, где надевают одежду или по-быстрому "наводят красоту".

Как цветовая температура влияет на эмоции

Светильники с низкими значениями ЦТ создают спокойную, благоприятную и расслабляющую атмосферу. Тёплое свечение способствует отдыху и засыпанию. Холодное, напротив, увеличивает сосредоточенность и бодряще действует на организм. Однако не стоит им злоупотреблять в домашних условиях. Иначе при длительном воздействии разовьётся бессонница.

Чтобы не ощущать дома дискомфорт, выбирайте ИС с тёплым свечением. Исключение - рабочие помещения наподобие мастерских или кабинетов. Как и в офисах или на производственных предприятиях, здесь лучше устанавливать светильники с холодными электролампами. Это своего рода стандарт для комнат, где домашняя обстановка не должна мешать работе.

Организация освещения - ответственный этап обустройства жилья или рабочих объектов. Ошибки при проектировании и неправильный подбор оборудования способны привести к неблагоприятным последствиям. Вплоть до снижения производительности труда или нарушения эмоционального состояния. Всегда помните, что от подбора цветовой температуры светодиодных изделий или ИС иных типов во многом зависит ваше душевное самочувствие и эффективность работы.

ЦТ в дизайне интерьеров

Профессиональные дизайнеры активно пользуются лампами с различной ЦТ при составлении проектов по обустройству квартир, частных домов и нежилых помещений. С их помощью специалисты решают следующие задачи.

1. Акцентирование преимуществ и маскировка недостатков. Окрашенные в токсичный зелёный цвет стенки превращаются в нежно-салатовые, когда заливаются оранжевым светом с ЦТ 2200 К. Яркие красные объекты перестают выглядеть вульгарными за счёт подсвечивания жёлтыми электролампами с ЦТ 3200 К. Помещения визуально увеличиваются в площади, если освещаются голубыми софитами с ЦТ 7000 К в вертикальном и горизонтальном направлении. Всё это - лишь малый перечень приёмов дизайнеров, которые умеют правильно обращаться с источниками освещения.
2. Создание благоприятной атмосферы. Лампы Эдисона с ЦТ 2000 К идеально дополняют интимную обстановку. Светильники с холодным голубоватым свечением привносят романтизм в музейные залы с величественными скульптурами. Ультрафиолетовые приборы с ЦТ от 7000 до 9000 К незаменимы на дискотеках. Освещаемые ими гости заведений становятся похожими на инопланетян. На танцполе творится по-настоящему фантастическое действо, где каждый мужчина или женщина ощущает себя главным героем царящего вокруг праздника.
3. Демонстрация продукции покупателям. Освещение способно кардинально преобразить товары и увеличить продажи. Иногда заходишь в магазин и думаешь, будто попал в сказочное королевство. Настолько качественно дизайнеры продумали обстановку и расставили светильники в нужных местах. Что касается ЦТ, то мясо освещают лампами на 2800-3500 К, а рыбу - 4000-6500 К. Красоту украшений дополняют светоисточниками на 5500-6500 К. Достоинства предметов обстановки, занавесей и текстиля подчёркиваются тёплым и холодным свечением.

Методы контроля ЦТ

1. Фотометрия и гониометрия. Способ основывается на совместном использовании спецкамеры диаметром в районе 2 метров и дорогого инженерного оборудования. Контроль осуществляется командой хорошо подготовленных специалистов по свету с навыками проведения замеров уровня освещения и сложных математических вычислений. Из-за трудоёмкости методом преимущественно пользуются на промышленных предприятиях и в научно-исследовательских лабораториях.
2. Спектрометрия. Для контроля требуется спектрометр. Проблема в том, что прибор профессионального образца дорого стоит. В аренду его взять крайне сложно. Приходится либо покупать, либо заказывать услуги профильных специалистов. Хотя на рынке встречаются дешёвые любительские модели, для качественных измерений они не годятся из-за низкой точности. Обычно такие устройства покупаются по незнанию и потом годами пылятся на полках без практического применения.
3. Фотосъёмка. В фотоаппарате или смартфоне выбирается баланс белого цвета, после чего делается пробная фотография. Если оттенок снимка идентичен реальному, ЦТ подобрана правильно и отвечает световому окружению предмета или пространства. Способ даёт хорошие результаты при условии предварительной калибровки фотокамеры и наличии сравнительного глазомера. Эффективно откалибровать камеру довольно сложно. Контроль этим методом больше носит любительский характер.

Ключевые этапы проектирования освещения

Многие думают, что для организации освещения достаточно приобрести светильники покрасивее и закупиться электролампами разной ЦТ или мощности. В действительности проектирование электроосвещения - сложный и затратный по времени процесс. Инженеры подразделяют его на 6 этапов.

1. Анализ объекта. Специалисты осматривают помещения и прилегающую территорию, если в дополнение к внутреннему планируется наружное освещение. Собираются сведения о высоте, площади, назначении и конфигурации комнат. Устанавливается толщина стенок, чтобы понять, можно ли их штробить для прокладки проводов.
2. Подготовка технического задания. Для начала определяются с задачами освещения. Затем рассчитывается приблизительный бюджет. Точные затраты по электролампам, проводам, светильникам и другим изделиям подсчитываются позже. В конце определяются сроки реализации проекта под ключ.
3. Создание концепции. К проектированию подключается светодизайнер. В своей работе специалист учитывает функциональную и декоративную составляющую освещения. Дизайнер руководствуется не только "чувством прекрасного", но и архитектурными нормами вместе с правилами электробезопасности.
4. Подбор оборудования и мест его размещения. Светотехники выбирают, где расставить отвечающие концепции устройства. Расстановка продумывается до мелочей - какие электролампы вставить в светильники, как приборы прикрепить к стенам, сколько смонтировать в каждой комнате и т. п.
5. Обоснование проекта и визуализация. Трёхмерная схема даёт возможность оценить соответствие будущей системы разработанной ранее концепции. Освещение представляется в наглядном виде. Идеи дизайнеров и светотехников реализуются в 3D, что в будущем облегчает их перенос на реальный объект.
6. Составление документации. Речь идёт об электротехнических чертежах, спецификации устройств, смете на покупку оборудования и т. д. По окончании подготовки и проверки документы передаются заказчику проектирования. Отметим, что расчёт ЦТ играет важную роль на всех перечисленных этапах.

ЦТ светильников для уличного освещения

ЦТ светильников для уличного освещения подбирается с учётом особенностей объектов. В городских парках и рядом с заведениями общепита нередко монтируются электросветильники с тёплым свечением. Тем самым создаётся уютная обстановка для отдыха. Остальные места предпочитают освещать электролампами на 4000-6500 К.

ЦТ	Область применения
4000 К	Парки, медучреждения, подземные паркинги, общественные места отдыха.
5000-6000 К	Улицы, дороги и объекты, где важно сохранять сосредоточенность внимания.
6500 К	Стадионы, фабрики, широкие автомобильные магистрали.

При подборе ЦТ для уличного освещения учитываются многочисленные факторы. К основным из них относятся следующие:

1. Сложность системы освещения.
2. Площадь объекта.
3. Интенсивность движения.
4. Климат региона.
5. Ожидаемый эффект от освещения.
6. Число и мощность электросветильников.

Для уличного освещения рекомендуется ЦТ от 4000 К. Исключение - зашумленные оптические условия. Если на объекте наблюдается плохая видимость или он располагается в климатической зоне с частыми туманами, пользуются светильниками на 2400-3000 К. Выбор ИС объясняется большей длиной световой волны.

Заключение

Надеемся, наша статья помогла вам лучше разобраться с понятием цветовой температуры. Когда вам понадобится заменить электролампу, числовые обозначения на упаковке вроде 4000 К больше не вызовут затруднений. Вы будете точно знать, почему выбранное изделие подходит для ваших задач.

Автор: Никита Олейников