Что такое цветовая температура источника света и в чем измеряется

Температура света отражает особенности излучения любого источника света. Она используется во многих науках: астрономии, физике, спектрофотометрии, колориметрии и т.д. Также этот показатель важен в обычной жизни, от правильного выбора ламп зависит не только восприятие помещения, но и комфорт пребывания в нем.

Что такое цветовая температура

Цветовой температурой называют температуру черного тела, при которой оно излучает свет, аналогичный тому или иному свету ламп. Раньше за эталон бралось нагревание платины. При нагреве металлы излучают определенный свет, его яркость и диапазон зависят от характеристик элемента и степени его нагрева. У каждого цвета своя температура, что и позволило систематизировать данные и создать простую понятную шкалу.

Цветовая температура ламп показывает, какая длина волны излучается источником. То есть, определенной длине световой волны соответствует определенный цвет. Это основной показатель при выборе ламп для дома, офиса или производственного помещения. Есть санитарные нормы с рекомендованными показателями, которых и стоит придерживаться.

Единица измерения цветовой температуры

Для измерения используются Кельвины – в лампах обычно есть обозначение, это цифра с большой буквой «К» в конце или определенный диапазон. Это общепринятый вариант, применяемый во всем мире.

Абсолютно черное тело, принятое за эталон, имеет температуру 0 К, то есть оно поглощает попадающий на него свет. При нагреве до 500-1000°С элемент становится красным, при этом цветовая температура составляет от 800 до 1300 К. Если нагреть тело до 1700°С, то оно станет оранжевым, а показатель возрастет до 2000 К. По мере нагрева цвет станет вначале желтым (2500 К), а после белым (5500 К). Может быть еще и голубой оттенок (9000 К), но для нагрева тела до такой степени понадобится термоядерная реакция.

Многие варианты можно увидеть в естественных условиях, достаточно посмотреть на небо:

1. Желтый на рассвете, когда солнце только всходит (2500 К).
2. В полдень цветовая температура поднимается до 5500 К.
3. При умеренной облачности показатель составляет около 7000 К.
4. Ясное небо в солнечный день зимой имеет цветовую температуру 15 000 К.

Первым, кто начал проводить серьезные исследования в этой сфере, стал Макс Планк. При его непосредственном участии была создана диаграмма цветности (цветовая модель XYZ), которая используется как в светотехнике, так и в фотографии, видеозаписи, настройке графических редакторов.

Шкала цветовых температур источников света

Есть определенная градация, позволяющая быстро выбрать оптимальный источник света не углубляясь в технические параметры лампы. Выделяют пять основных групп, которые чаще всего применяются в жилых или производственных помещениях. Для каждой присуща определенная температура света в Кельвинах, таблица позволит разобраться в этом моменте.

Температурный диапазон, К	Тип света	Подробное описание
2700-3500	Мягкий белый свет с желтизной	Позволяет создать спокойную, уютную обстановку, располагает к отдыху. Так светят лампы накаливания и некоторые галогенные варианты
3500-4000	Белый естественный свет	Обеспечивает хорошую цветопередачу. В такой обстановке зрение устает меньше всего. Используется для общего освещения в домах
4000-5000	Холодный белый оттенок	Дает хорошую видимость, подходит для офисов, общественных зданий, рабочих зон на кухне и т.д.
5000-6000	Белый дневной	Позволяет выполнять работы высокой точности. Чаще всего применяется в производственных помещениях
Более 6500	Холодный дневной с синеватым оттенком	Используется в помещениях с высочайшими требованиями к видимости, например, в операционных. Также его используют для видео и фотосъемки

Данные по цветовой температуре должны быть на упаковках ламп.

Диапазоны цветовой температуры для ламп

Если надо подобрать холодный, теплый или нейтральный свет, то стоит обратить внимание на тип лампы. У разных вариантов есть свой диапазон свечения, обусловленный конструкцией. В таблице приведены средние данные, актуальные для большинства изделий. Но могут быть модели с особыми характеристиками, это всегда указано на коробке.

Тип ламп	Цветовая температура в Кельвинах
Лампы накаливания	2700-3200
Галогенные	2800-3500
Натриевые	До 2200
Ртутные дуговые	От 3800 до 5000
Люминесцентные (в том числе и компактные)	От 2700 до 6500
Металлогалогенные	От 2500 до 20 000
Светодиодные	2200-7000

Самая большая градация у светодиодных ламп, так как у них свойства света зависят от характеристик используемых диодов и конструкции. Причем, даже при одинаковых данных освещение может различаться у разных изготовителей. Есть 8 классов ламп, каждый из них может подразделяться на подклассы. Унифицированной системы пока нет, но есть дополнительная маркировка, которая поможет сориентироваться:

1. WW (warm white). Мягкий белый свет с температурой от 2700 до 3300 К.
2. NW (neutral white). Нейтральный или естественный белый свет с показателями от 3300 до 5000 К.
3. CW (cool white). Холодный свет, чаще всего отдает синевой. Температура от 5000 К и выше.

Как это работает в обычной жизни

Рассматриваемый показатель влияет не только на качество освещения, но и на восприятие обстановки человеком и даже на его самочувствие. Если помнить несколько аспектов и придерживаться их, можно добиться лучшего эффекта без особых проблем.

Как зависит восприятие

90% информации об окружающем мире человек получает через зрение. Поэтому от освещения во многом зависит восприятие обстановки. Цветовая температура позволяет оформить помещение так, как это нужно в той или иной ситуации:

1. Теплый свет, в Кельвинах обычно показатель составляет 2800-3200, идеально подойдет для спальни или зоны отдыха. Он настраивает на спокойный лад, помогает расслабиться и хорошо отдохнуть.
2. Естественные оттенки (около 4000) создают условия, при которых можно и работать, и отдыхать. Нейтральный вариант обеспечивает наилучшую цветопередачу, при этом излишне не напрягает зрение.
3. Холодные тона (больше 6000) создают хорошие условия для точных работ. Но при этом длительное нахождение в таких условиях нежелательно. Этот вариант часто применяют при оформлении витрин.

Цветовая температура и наши эмоции

Освещение влияет на самочувствие и настроение человека намного больше, чем кажется на первый взгляд. Если грамотно использовать его, можно положительно влиять на организм и обеспечивать нормальные процессы в нем. Надо помнить следующее:

1. Желтоватые тона идеально подойдут для утренних часов. Они способствуют быстрому пробуждению, улучшают настроение и стимулируют процессы жизнедеятельности. Теплота света будет кстати и в вечернее время, когда нужно отдохнуть после рабочего дня и подготовиться ко сну.
2. Нейтральные варианты можно использовать в течение дня, чтобы обеспечить хорошую работоспособность. Они применяются в большинстве помещений дома, так как создают обстановку, приближенную к естественному солнечному свету.

   

3. Холодные оттенки оказывают стимулирующее воздействие. Они улучшают работоспособность и повышают внимательность. Но длительное время находиться в таком помещении нельзя, это может привести к стрессу и обратному эффекту – повышенной усталости.

Что такое индекс цветопередачи

Освещение влияет на восприятие цветов и их оттенков. Поэтому на всех лампах указывается индекс цветопередачи Ra, которые измеряется по шкале от 0 до 100. Эталоном является солнечный свет. Что касается ламп, можно разделить их на несколько групп по цветопередаче.

Категория	Коэффициент в Ra	Типы ламп
Эталон	99-100	Галогенные варианты, лампы с нитью накала
Очень хороший	Свыше 90	Отдельные виды светодиодных ламп, металлогалогенные, люминесцентные с пятикомпонентным люминофором
Очень хорошее освещение	От 80 до 89	Светодиодные, люминесцентные варианты с трехкомпонентным люминофором
Хороший свет	От 70 до 79	Светодиодные, люминесцентные ЛДЦ и ЛБЦ
Хороший свет	От 60 до 69	Светодиодные, люминесцентные ЛБ и ЛД
Посредственный свет	От 40 до 59	Ртутные и НЛВД (с улучшенной цветопередачей)
Плохой свет	Ниже 29	Натриевые лампы

Выбор светового оборудования по температуре света

Тут могут быть разные критерии выбора. Проще всего использовать функциональные особенности помещения.

Тип помещения	Общий свет, температура в К	Местный свет, температура в К
Спальня	2400-3200	2400-3500
Кухня	2800-3200	3500-5500
Гостиная	2800-4200	2400-4200
Детская	2800-3200	2800-3500
Общая зона	3200-5500	3500-5500
Учебный класс	3200-4500
Офис	4000-6500	4000-6500

Можно перевести мощность ламп в их световой поток. Но сделать пересчет в индекс цветопередачи невозможно.

Какие параметры используют при техническом нормировании света

Все положения по освещению есть в СНиП 23-05-95. Критериев несколько, в списке они указаны в порядке предпочтения от самого значимого:

1. Освещенность, измеряется в люменах.
2. Цветовая температура, в кельвинах.
3. Индекс цветопередачи.
4. Коэффициент пульсации.
5. Максимально допустимая яркость.
6. Равномерность освещения.
7. Удельная мощность.

Подобрать подходящую цветовую температуру несложно. Для это не нужно проводить расчеты, можно взять готовые данные, которые подходят под то или иное помещение.