Что такое индекс цветопередачи и как он измеряется?

Понятие индекса цветопередачи

Многие не знают, но в реальности, то, как человеческий глаз и техника воспринимает цвет определенного предмета, зависит от многих факторов. Это и яркость освещения, и его цветовая температура. Например, цвет одного и того же предмета воспринимается совершенно по-разному, даже под лампочкой одной и той же цветовой температуры. А все потому, что они могут иметь разный индекс цветопередачи, и оттенки цвета предмета будут отличаться под тем или иным освещением.

Особенно это важно для освещения торговых помещений, ведь при неправильной передаче цвета у покупателя просто не может сложиться правильное впечатление о товаре.

Что нужно знать об индексе?

С появлением светодиодных светильников вопрос об использовании индекса стал актуальным в повседневной жизни и поэтому стоит обозначить факторы, которые необходимо знать о нем:

• чем выше величина индекса, тем более естественным выглядит наблюдаемый нами предмет при освещении его текущим источником света;
• параметр световой температуры светильника не определяет цветопередачу освещаемого объекта, при одной и той же цветовой температуре два светильника могут иметь разный CRI;
• для человеческого глаза комфортным считается коэффициент от 80 до 100. Величина 100 означает, что объект выглядит так же, как при солнечном свете.

Значение индекса цветопередачи

По DIN 5035 индексы цветопередачи делятся на 6 уровней.Требования к лампочкам, используемым в помещениях с различным назначением, определены в DIN EN 12464-1.

При выборе источников света сориентироваться поможет таблица:

Коэффициент 90-100 можно определить как безупречный, лампочки с таким показателем используются в сферах, требующих точной передачи оттенков.

Разница в коэффициентах источников света в 5 единиц практически не заметна.

Где нужно учитывать индекс цветопередачи?

При выборе светильников для освещения различных объектов, необходимо руководствоваться Строительными Нормами и Правилами (СНиП), которые содержат рекомендации по освещению типовых помещений:

• величина CRI более 90 должна быть в осветительных системах музеев, полиграфических предприятиях, магазинах по продаже одежды и тканей;
• индекс от 85 до 90 необходим в кабинетах рисования, выставочных залах, залах заседаний федерального значения, химических лабораториях и т.п.;
• CRI не менее 80-85 должны иметь самые распространенные общественные помещения — торговые залы магазинов и универсамов, конструкторские бюро, читальные залы, концертные и зрительные залы театров и клубов, крытые бассейны;
• к зрительным залам кинотеатров, помещениям лифтов, коридорам и переходам предъявляется требование по коэффициенту в диапазоне от 50 до 60.

Также требования к освещению различных помещений нормируются европейским стандартом EN DIN 12464.

Заключение

При выборе моделей светодиодных светильников для освещения конкретных помещений не следует забывать о том, что индекс цветопередачи у разных светильников может быть разный, а выбор в пользу дешевых моделей может создать неприемлемые условия для сотрудников или посетителей этого помещения.

В чем измеряется индекс цветопередачи

Индекс цветопередачи обозначают CRI, сокращенно от colour rendering index, дословно: индекс передачи цвета. Это и есть показатель, показывающий насколько естественно передается цвет и оттенки предмета в свете источника освещения. Ra – это единица измерения CRI. И ее показатель зависит непосредственно от конкретной лампочки.

Эталон для показателя считается 100. Именно так предмет воспринимается при дневном солнечном свете в безоблачную погоду. Для человеческого глаза оптимальный диапазон показателя CRI от 80 до 100. Именно такую характеристику имеют светодиодные лампы, производимые компанией Alexled. Если показатель индекса цветопередачи отклоняется в большую или меньшую сторону, то цвет предмета искажается.

Как выбрать подходящий индекс цветопередачи

Для разных целей и помещений используется освещение в различным показателем CRI. В большей части пространств используется лампа с индексом от 80 до 100. В том числе, в музеях, на выставках, в магазинах одежды и мебели, строительных материалов и других товаров. В жилых помещениях достаточно и 80 Ra. А вот там, где важна максимальная точность передачи цвета, например, в лабораториях, покрасочных цехах, парикмахерских, используются лампы от 90 Ra.

Есть места, где допускается использование лампочек и от 70 Ra. Например, общественные пространства, как уличные, так и закрытые, могут освещаться лампочками с меньшим индексом цветопередачи. Такие же могут использоваться в больницах или офисах: там, где точность цвета не имеет важного значения.

Выбирать лампочки, где индекс цветопередачи по максимуму приближается к естественному – неэффективно. Например, разницы, освещается ли склад лампами 60 Ra или 90 Ra – нет никакой.

Не стоит пренебрегать выбором лампы и ее индексом цветопередачи, если освещение монтируется в жилом помещении. Хотя, на первый взгляд, оно не играет важной роли. Но на самом деле, свет важен для восприятия интерьера, одежды и других деталей. Помните, что показатель индекса цветопередачи – не менее важный фактор выбора светодиодных, как яркость и цветовая температура.

В ассортименте компании Alexled вы можете найти качественные светодиодные лампы с оптимальным индексом цветопередачи. Мы предоставляем гарантию на наши товары, а срок их службы составляет 20 000 часов. Лампы от Алекслед, которые вы можете купить онлайн на нашем сайте, могут использоваться как в помещениях, так и на открытом воздухе. Их качество и надежность оставят у вас только положительные впечатления.

Спектр света и его влияние

Максимальное значение CRI=100. Именно такой коэффициент у солнечного света. У искусственных светильников чем он выше, тем лучше.

Конечно здорово иметь светодиодную экономную лампочку на 100% имитирующую солнце. Но во-первых, это технически трудно реализуемо, во-вторых неоправданно дорого.

При этом не стоит путать такие понятия, как «цветовая температура» и «индекс цветопередачи». Это разные вещи.

Например два светильника могут одновременно иметь одну и ту же температуру, но передавать цвета при этом будут совершенно по-разному.

Перед тем, как непосредственно перейти к индексу и его методам расчета, стоит напомнить что такое спектральный состав излучения. Ведь это как раз таки напрямую влияет на CRI.

Так вот, любой свет имеет в своем составе сразу несколько цветов. А все что нас окружает, поглощает или отражает эти цвета.

При этом предметы или растения которые кажутся зелеными, потому и обладают данной расцветкой, так как именно зеленый они и отражают. Все остальные цвета на их поверхности в этом случае поглощаются.

Хотя по большей части, цвет формируется именно в нашей голове. Это некое ощущение. Каждый кто «получал в глаз», это может подтвердить

Предметы имеющие черный цвет, поглощают практически все падающее на них излучение. Вот и получается, что если в источнике света или лампочке изначально не будет какого-то цвета, то соответственно и отражаться будет нечему.

Поэтому ярко-красное платье при солнечном излучении, в котором вы были неотразимы, под искусственным светом софитов в клубе или ресторане, таковым может уже и не являться.

Индекс цветопередачи

Рассмотрим индексы цветопередачи наиболее популярных светильников. Показатель зависит от конструкции осветительного прибора, принципа действия и качества используемых элементов.

Натриевые лампы

Натриевые лампы представляют собой специфический источник освещения, который нечасто используется в помещениях с работающими людьми. Ограничения обусловлены особенностями:

• при работе дроссель громко гудит;
• долго разгорается;
• низкий индекс цветопередачи около 40 Ra.

Натриевые светильники высокого давления широко используются в уличных фонарях и прожекторах. Они могут похвастаться внушительным световым потоком около 150 Лм/Вт и ресурсом работы в 25 тыс. часов.

Это газоразрядные источники света с ровным спектром и преобладанием красно-оранжевых оттенков. Такой спектр позволяет применять приборы в качестве источника освещения для растений в теплицах.

Галогенные лампы

Галогенные лампы дают больший световой поток при том же потреблении мощности, что и лампы накаливания. При этом их цветопередача приблизительно на одинаковом уровне.

Лампы накаливания

Традиционные лампы накаливания постепенно исчезают с прилавков магазинов из-за низкого КПД. Однако у них одно неоспоримое преимущество: приближенная к солнечному свету цветопередача на уровне 100 Ra. При этом наблюдается значительный сдвиг в сторону теплых оттенков инфракрасного диапазона.

Люминесцентные лампы

Долгое время люминесцентные лампы были востребованы за счет энергоэффективности и безопасности. Однако появление большого количества доступных светодиодных приборов несколько сократило спрос и отодвинуло люминесцентные источники света на второй план.

Приборы характеризуются рваным спектром, явно смещенным в область холодных оттенков. Они не могут стабильно функционировать без специальной пускорегулирующей аппаратуры.

Индекс цветопередачи зависит от используемого в лампе люминофора, от 60 Ra до 90 Ra. Высокие значения характерны для пятикомпонентных люминофоров.

Светодиодные лампы

В светодиодных лампах также используется люминофор. Он покрывает кристаллы светодиодов и влияет на параметры цветопередачи. Индекс цветопередачи современных светодиодных ламп начинается с показателя в 80 Ra. Оптимальным значением представляется 90 Ra, однако можно найти и больше. Лампы активно применяются в помещениях любого типа без каких-либо ограничений.

ДРЛ

Дуговые ртутные лампы (ДРЛ) – довольно мощные источники света, по своим характеристикам и назначению похожие на натриевые лампы. Приборы способны стабильно служить на протяжении 10 тыс. часов и обеспечивать световой поток около 95 Лм/Вт. Индекс цветопередачи невелик, редко превышает значение в 40 Ra. В спектре наблюдается значимый сдвиг в область голубого цвета и ультрафиолета.

Недостатки индекса цветопередачи и пути их решения

Определение индекса цветопередачи является полноценным только в случае с лампами непрерывного спектра, коэффициент CRI которых выше 90. При значениях ниже 90 единиц можно получить несколько источников, которые будут иметь одинаковый коэффициент, но по-разному освещать предметы и отличаться цветовой температурой. Пока международным организациям по стандартизации не удаётся избавиться от данного недостатка, производители ламп продолжают указывать на своей продукции значение в CRI.

Сегодня вектор развития искусственного освещения опирается на белые светодиоды, у которых цветопередача шаблона R9 не очень высока. Причина этого заключается в небольшом количестве красного цвета в спектре. Однако визуально цветопередача белых светодиодов находится на более высоком уровне, нежели указывает расчетное значение CRI.
В 2007 году МКО официально констатировала недостаточность использования индекса CRI для определения качества передачи цвета светильников на основе белых светодиодов. Также учёные заявили о необходимости введения новой методики, которая позволит более точно оценить светодиодное излучение.

В 2010 году появилась новая методика — CQS (аббр. от англ. color quality scale), основанная на 15 только насыщенных цветовых шаблонах. В первую очередь стоит отметить, что расчет цветовых сдвигов по методике CQS производится совершенно иным способом, нежели в методики CRI. Поэтому высокий цветовой сдвиг по одному из шаблонов не позволяет цветовому индексу оставаться высоким.

Красный цвет в шкале CQS не такой насыщенный, как в шкале CRI. Это позволяет параметру цветопередачи, при тестировании продукции на основе светодиодов, численно примерно соответствовать световым ощущениям человека.

Методика CQS, так же как и CRI, имеет один существенный недостаток – отсутствие корректировки параметра в зависимости от тона и насыщенности, что позволяло бы учитывать особенности человеческого зрения видеть белый цвет из смеси свечения от цветных светодиодов.

Недостаток методики CQS привело к появлению в середине 2015 года стандарта ТМ-30-15, который учитывает понятия точности и насыщенности. Для более высокой точности измерения в новом стандарте оценка качества света ведется не по 15, а по 99 шаблонам, включающим в себя не только цветовые образцы, но и различные объекты из жизни.

Что такое аварийное освещение?

Согласно ГОСТ Р 55842-2013 «Освещение аварийное. Классификация и нормы», аварийное освещение – это освещение, предназначенное для использования при нарушении питания рабочего освещения. В зависимости от назначения аварийное освещение подразделяется на:

• Эвакуационное освещение – служит для обеспечения эвакуации людей в аварийной ситуации на путь эвакуации, ведущую непосредственно наружу или в безопасную зону. В свою очередь подразделяется на:
  • Освещение путей эвакуации – служит для надёжного определения и безопасного использования путей эвакуации;
  • Антипаническое освещение – служит для предотвращения паники и безопасного прохода к путям эвакуации;
  • Освещение зон повышенной опасности – служит для безопасного завершения потенциально опасного рабочего процесса.
• Резервное освещение – служит для продолжения работы в случае отключения рабочего освещения.

Помимо освещения, стандартом регламентирована установка эвакуационных знаков безопасности единого образца. Они должны располагаться над каждым эвакуационным выходом и вдоль путей эвакуации для однозначного указания направления движения людей в аварийных ситуациях.

Список нормативных документов

• ГОСТ Р 55842-2013 ISO 30061 2007 Освещение аварийное. Классификации и нормы
• СП 52.13330.2016 Естественное и искусственное освещение

Общие требования

Основополагающим стандартом для аварийного освещения является уже указанный выше ГОСТ Р 55842-2013. Уже на основе этого ГОСТа были составлены другие документы, такие как, например, широко используемый при проектировании систем освещения СП 52.13330.2016. Поэтому здесь мы приводим данные как указано именно в ГОСТ, с небольшими дополнениями из других источников и собственного опыта.

Любое аварийное освещение должно включаться как автоматически включаться при пропадании питания основного (рабочего) освещения, так и по сигналам пожарной и аварийной сигнализации или вручную с дежурных пультов, если сигнализация по каким-либо причинам не сработала. При этом, как следует из самого определения, аварийное освещения должно подключаться к независимому от основного источнику питания. Это совершенно не означает, что необходимо согласовывать и прокладывать независимые линии подключения к подстанциям – нет. Достаточно будет спроектировать и реализовать централизованную или распределённую систему аккумуляторных батарей и/или вторичных генераторов для обеспечения энергией аварийных источников света в течение установленного нормативами времени.

Для того, чтобы у людей не возникало проблем при идентификации цветов на знаках безопасности, индекс цветопередачи применяемых источников света для аварийного освещения должен быть не менее 40. Общие требования по уровню освещённости, равномерности, времени работы и пр. приведены в таблице ниже (время включения считается от момента отключения рабочего освещения):

Нормируемая освещённость, равномерность, продолжительность работы и режим включения аварийного освещения в зависимости от видаВиды и объекты аварийного освещенияНормируемая освещённость на горизонтальной поверхности, лк, не менееПредельная равномерность освещённости Emin:Emax, не болееПродолжительность работы, чРежим включенияПути эвакуации шириной до 2м, на полу по оси проходаНа полу в полосе шириной не менее 50% ширины прохода, симметрично расположенная относительно центральной линииПункты первой помощи, места с противопожарным оборудованием, места размещения плана эвакуации, места включения аварийной сигнализации, перед каждым эвакуационным выходом, снаружи перед каждым конечным выходом из зданияЛестничные марши в зданиях с постоянным пребыванием маломобильных групп населения и детей дошкольного возрастаАнтипаническое освещение – на всей свободной площади пола, за исключением полосы 0,5 м по периметру помещенияОсвещение зон повышенной опасностиРезервное освещение

Помимо минимальной освещённости, нормируется также и максимальный световой поток используемых светильников. Наличие такого требования связано с ограничением слепящего эффекта. Легко представить, что при аварийной ситуации, когда общий уровень освещённости существенно снижается, а панические настроения, в свою очередь, возрастают, ориентация даже в привычных помещениях может стать проблематичной. Поэтому не стоит усугублять ситуацию мощными источниками, свет от которых попадает непосредственно в глаза, сбивая людей с толку и мешая им ориентироваться по знакам эвакуационных путей и пр.

Для светильников, устанавливаемых в горизонтальных путях эвакуации, регламентируется сила света в пределах углов от 60 до 90 градусов (см. рисунок) в нижней полусфере относительно вертикали. Для других путей эвакуации и открытых пространств регламентируется сила света во всей нижней полусфере.

Углы ослепления аварийного освещения

Значения и для того, и для другого случаев приведены в таблице ниже:

Максимальный световой поток аварийного светильника в зависимости от высоты установкиВысота установки светильников h, мСила света светильников аварийного освещения, кд, не болееДля путей эвакуации и антипанического освещенияДля зон повышенной опасности

Следует также отметить, что в помещениях, где возможно задымление, светильники аварийного освещения должны быть размещены на расстоянии не менее 0,5 м от потолка.

Осветительные приборы аварийного освещения предусматриваются либо постоянного действия, включенными одновременно с осветительными приборами рабочего освещения, либо непостоянного действия, автоматически включаемыми при нарушении питания рабочего освещения в данной зоне. В случае применения для рабочего и аварийного освещения светильников с однотипным корпусом светильники аварийного освещения должны быть маркированы буквой «А» красного цвета.

Мы считаем необходимым обратить внимание на ещё один аспект. Любая аварийная система нуждается в периодической проверке. И хотя указанные здесь нормативные документы явно не указывают ни на необходимость таких мероприятий, ни на их периодичность, мы бы рекомендовали устраивать проверки не реже 1 раза в 3 месяца. Причём они должны происходить с вовлечением всех систем – как первичных датчиков, так и систем автоматики и резервного питания. Любой из этих компонентов – а точнее его неисправность – может свести на нет все усилия по организации аварийного освещения.

Кроме того, раз устанавливаются нормативные требования по времени работы системы аварийного освещения, простого подтверждения факта его включения и работы, скажем, в течение одной минуты, будет недостаточно для подтверждения факта его нормального функционирования.

В случае использования аккумуляторов необходимо также предусмотреть их плановую замену в соответствии с рекомендациями производителей на каждый конкретный тип. Например, герметичные необслуживаемые свинцово-кислотные аккумуляторы даже в случае использования интеллектуальных контроллеров параметров заряда, имеют срок службы около 10 лет, после чего требуют замены.

Вместо заключения

Как это часто и бывает с требованиями безопасности, многие из них подкреплены жизнями погибших при терактах, пожарах, землетрясениях и других техногенных и природных катастрофах людей. Зачастую установка минимальной системы аварийного освещения не требует больших финансовых затрат по сравнению со стоимостью строительных работ, машин и оборудования. Но почему-то зачастую ими просто пренебрегают. Так вот принимая такое решение, подумайте, сможете ли вы когда-нибудь потом, в случае реальной катастрофы, также хорошо жить с его последствиями, как сейчас с сэкономленными деньгами.