LED-lamppujen värilämpötila on yksi tärkeimmistä valaistustekniikkaa luonnehtivista arvoista. Se olisi otettava huomioon sekä huonetta sisustettaessa että auton valaisimia valittaessa. Värilämpötila on laaja käsite, joka sisältää ominaisuuksia, kuten spektriominaisuudet, emissioväri, värinläpäisyindeksi jne.
Sisältö
Värilämpötilan fysikaalinen tulkinta
Fyysikko Max Planck kuvasi valon lämpötilan. Näissä tutkielmissa esitettiin energian jakautumisen lait. Tämän seurauksena syntyi värilämpötilan käsite. Mittayksikkönä käytettiin kelviniä. Kaavan perusteella tämä vastaa absoluuttisen mustan kappaleen lämpötilaa, joka säteilee valoa mitatulla väriasteikolla.
Tämä lämpötila mitataan loistelampuissa vertaamalla niitä absoluuttiseen mustaan kappaleeseen. Se on kiinteä fyysinen kappale, joka absorboi siihen eri lämpötiloissa ja kaikilla leveysasteilla osuvaa sähkömagneettista säteilyä. Kun kerroin muuttuu, muuttuvat myös säteilyn parametrit. Neutraali valo on siis Kelvin-asteikon keskellä.
Kemialliselta koostumukseltaan ja fysikaalisilta ominaisuuksiltaan erilaiset kappaleet tuottavat erilaista säteilyä, kun niitä kuumennetaan haluttuun lämpötilaan. Tästä syystä käytetään termiä "korreloitu värilämpötila". Se on yhtä suuri kuin kyseisen valonlähteen kanssa väriltään identtisen absoluuttisen mustan kappaleen sävyn lämpötila. Säteilyn koostumus ja fysikaalinen lämpötila ovat erilaiset.
Värilämpötilan korrelaatio
Lämpötilan noustessa tapahtuu hehkumista. Jos lamppu on hehkulampussa, värilämpötila-asteikon värit alkavat vaihtua vuorotellen. Yksinkertaisten hehkulamppujen värilämpötila on 2700 K, ja niiden hehku ja asteet ovat spektrin lämpimällä alueella. LED-lamppujen lämmitystasoa ei sitä vastoin ole merkitty: 2700 K:n lämpötilassa lamppu lämpenee +80 °C:een.
CRI (Ra), jota kutsutaan myös värintoistoindeksiksi, on arvo, joka kuvaa sitä, missä määrin esineen luonnollinen väri vastaa sen näkyvää väriä, kun se valaistaan tietyllä valonlähteellä. Tämän parametrin tarve johtuu siitä, että kahdella erityyppisellä lampulla voi olla sama värilämpötila, mutta ne voivat välittää sävyjä eri tavoin.
Värin havaitseminen
Jokaisella ihmisellä on omat erityispiirteensä värin havaitsemisessa. Värin havaitseminen on näköhermon vastaanottamien ja aivojen näkökeskuksen käsittelemien valoaaltojen taittumisen seurausta. Jokaisella ihmisellä on oma käsityksensä sävyistä. Mitä vanhemmaksi ihminen tulee, sitä vääristyneemmäksi hänen värituntemuksensa muuttuu. Myös ihmisen psyykkiset ominaisuudet vaikuttavat hänen värituntemukseensa.
Auringon säteily voi vääristää tietyn värin havaitsemista. Valon lämpö on myös yksilöllisen havaitsemisen piirre, ja se riippuu organismista ja yksilön tilasta havaitsemishetkellä.
Valon värit
Ei ole vaikeaa tunnistaa kylmää esinettä, josta ei lähde säteilyä. Valon heijastumisen tärkeimmät parametrit ovat aallonpituus ja taajuus. Tilanne on erilainen, kun kyseessä on lämmitetty esine, joka säteilee valoa. Valon lämpö riippuu suoraan säteilytyypistä. Tämä voidaan nähdä esimerkkinä yksinkertaisen hehkulampun volframihehkulangasta. Toimintojen järjestys on seuraava:
- Valo on kytketty päälle, ja päätelaitteisiin syötetään sähköä.
- Vastustaso laskee asteittain.
- Musta keho säteilee punaista valoa.
Hyväksyttyjen normien mukaan valon värejä on 3 tyyppiä:
- lämmin valkoinen valo;
- neutraali (päivänvalo);
- viileä valkoinen valo.
Värilämpötila ja värisävyt
Näkyvän valon säteilyalueen alku ulottuu 1200 K:n lämpötilaan. Tässä vaiheessa hehkulla on punertava sävy. Kun hehkutus jatkuu, väri alkaa muuttua. Punainen muuttuu 2000 K:n lämpötilassa oranssiksi ja sitten keltaiseksi, kunnes se saavuttaa 3000 K:n lämpötilan. Volframikäämien korkein arvo on 3500 K.
LED-valot pystyvät lämmittämään jopa 5500 K:n lämpötilaan ja sitä korkeammalle. 5500 K:n lämpötilassa ne säteilevät kirkkaan valkoista valoa, 6000 K:n lämpötilassa sinertävää valoa ja 18000 K:n lämpötilassa magentanpunaista valoa.
Lämpötila vaikuttaa värien havaitsemiseen. Eri värijärjestelmien kertoimet vaihtelevat huomattavasti.
Kelvin-taulukossa eli värilämpötilataulukossa esitetään värien ja sävyjen porrastus ja annetaan selkeä kuvaus niiden käytöstä.
| Värilämpötila | Väri | Kuvaus |
| 2700 К | Lämmin valkoinen, punavalkoinen | Vallitseva tavallisissa hehkulampuissa. Tuo lämpöä ja kodikkuutta sisustukseen. |
| 3000 К | Lämmin valkoinen, kellertävän valkoinen | Sopii useimmille halogeenilampuille. Sävy on viileämpi kuin edellisessä värissä. |
| 3500 К | Valkoinen | Ominaisvalaistus eri levyisille loisteputkille. |
| 4000 К | Kylmä valkoinen | Käytetään useimmiten korkean teknologian sovelluksissa. |
| 5000-6000 К | Luonnollinen päivänvalo | Jäljittelee päivänvaloa. Käytetään konservatorioissa ja terraarioissa. |
| 6500 К | Kylmä päivänvalo | Käytetään laajalti valokuvauksessa ja elokuvataiteessa. |
Oikean valaisimen valitsemiseksi on otettava huomioon sen käyttötarkoitus. Kun valitset optimaalista valaistusta, muista, että sen lämpötila ja kirkkaus vaihtelevat sen mukaan, onko päivä, ilta vai yö.
LED-valaistus
LED-valaistus on yksi suosituimmista valaisintyypeistä.
Hehkulamppujen värilämpötila vaihtelee näiden sävyjen välillä:
- Lämmin valkoinen - jopa 3300 K;
- Luonnonvalkoinen - jopa 5000 K;
- Kylmä valkoinen (Cold White tai Cool White) - yli 5000 K.
Diodien lämpötilaominaisuudet ovat ratkaiseva tekijä niiden käytössä. Niitä käytetään katuvalaistuksessa, mainostaulujen valaistuksessa ja autojen valaistuksessa.
Yksi Cool White -valon eduista on sen kontrasti, minkä vuoksi sitä käytetään laajalti pimeiden alueiden valaisemiseen. Nämä ledit voivat levittää valoa pitkien etäisyyksien päähän, joten niitä käytetään usein tievalaistuksessa.
Lämpimänvärisiä LED-valoja käytetään pääasiassa pienten alueiden valaistukseen. Lämpimien ja neutraalien sävyjen valovirta luo oikean vaikutelman, kun sää on pilvinen tai sateinen. Sateet vaikuttavat kylmän valon säteilyyn, kun taas lämpimässä valossa ei tapahdu merkittäviä vääristymiä sateisella tai lumisella säällä.
Lämminhehkuisten LED-lamppujen erityispiirre on, että niissä näkyy selvästi sekä valaistu kohde että ympäröivä alue. Tämän erityispiirteen ansiosta lämmintä hehkua käytetään tehokkaasti vedenalaisessa valaistuksessa.
LED-lamppujen värintoistolla on omat erityispiirteensä: kylmät hehkusävyt eivät välitä ympäröivien asioiden värejä oikein. Tällainen valo luo kovuutta ja kirkkautta, mikä vaikuttaa negatiivisesti näkökykyyn. Lämmin hehkuväri on silmille edullisempi.
Energiansäästölamput säteilevät lämpimän värispektrin valoa. Ne ovat lähellä luonnonvalonlähteitä, joten ne ovat ihanteellisia kodin valaisemiseen.
Xenon-valaistus
Ksenonlamput eroavat toisistaan teknisiltä ominaisuuksiltaan, joista niiden värilämpötila riippuu. Sumuvaloissa käytetään vain lämpimän keltaista valoa. Valkoisen/keltaisen valon valoteho on suurempi, se ei rasita silmiä ja näkyy selvästi märällä asfaltilla. Sen etuna on, että se ei häikäise vastaantulevien autojen kuljettajia valollaan.
Valkoinen vakioväri on silmälle edullisin. Ominaisuuksiensa ansiosta sitä voidaan käyttää monilla aloilla.
Valkoiselle värille on ominaista, että sen kylläisyys vaihtelee optisen laitteen tyypin mukaan. Tämäntyyppinen valaisin antaa huonoimman valon sateessa ja sumussa, mutta aurinkoisella tai lumisella säällä se on välttämätön.
Sinistä ja sini-violettia käytetään koristetarkoituksiin, koska niiden emissiivisyys on alhainen.
Euroopassa tehdyt tutkimukset ovat osoittaneet, että monet auton omistajat suosivat ksenon-ajovaloja, jotka jäljittelevät päivänvaloa lähellä keskipäivää.
Valaistusominaisuuksia on tarkasteltava kokonaisuutena. Värilämpötilassa on kirkkauden ja kontrastin indikaattorit, jotka vaikuttavat siihen, kuinka miellyttäväksi valo koetaan.
Viileä, lämmin tai neutraali valaistus on suositeltavampi tehtävän mukaan. Kullakin näistä valaistustyypeistä on erilainen vaikutus ja vaikutus ihmisen havainnointiin ja mielialaan. Kaikki nämä seikat on otettava huomioon valaisimia valittaessa.
Aiheeseen liittyvät artikkelit:
