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如何选择合适的LED光源

如何为地埋灯选择合适的LED光源?

随着节能环保需求的不断增长,我们越来越多地在地灯设计中使用LED灯。目前LED市场鱼龙混杂,良莠不齐。各个制造商和企业都在努力推广自己的产品。对于这种混乱,我们的看法是让他发送测试而不是聆听。

优邦公司将开始对地埋灯LED的选型,包括外观、散热、配光、眩光、安装等。今天我们不讲灯具参数,只讲光源。你真的知道如何选择好的LED光源吗?光源的主要参数有:电流、功率、光通量、光衰、光色和显色性。我们今天重点讲的是后两项,先简单讲一下前四项。

首先,我们常说:“我想要多少瓦的光?”这个习惯就是延续了之前的传统光源。那时候的光源只有几个固定的瓦数,基本上只能在这几个瓦数中选择,不能自由调节,而现在的LED,电源稍微改变一下,功率马上就变了!同样的地埋灯LED光源,用较大的电流驱动时,功率会上升,但会导致光效下降,光衰增加。请看下图

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一般来说,冗余=浪费。但节省了LED的工作电流。当驱动电流达到最大允许额定值的情况下,将驱动电流降低1/3,所牺牲的光通量非常有限,但带来的好处却是巨大的:

光衰大大减少;

寿命大大延长;

可靠性显着提高;

电能利用率更高;

因此,一个好的LED地埋灯光源,其驱动电流应采用最大额定电流的70%左右。

在这种情况下,设计者应该直接要求光通量。至于使用什么瓦数,应该由制造商决定。这是为了促使厂商追求效率和稳定性,而不是一味推高光源的瓦数而牺牲效率和寿命。

上述包括这些参数:电流、功率、光通量、光衰减。它们之间有着密切的关系,使用时应该注意:哪一个才是您真正需要的?
浅色

在传统光源时代,说到色温,大家只关心“黄光、白光”,而不关心光色偏差的问题。反正传统光源的色温就那么一种,选一种就可以了,一般不会出太大的差错。在LED时代,我们发现地灯的光色有很多种。即使是同一批次的灯珠也可能会出现很多奇怪、很多差异的情况。

大家都说LED好,节能环保。但把LED做烂的企业还真不少!下面是朋友发来的一个大型项目,目的是国内某知名品牌LED灯具的实际应用,看看这个配光,这个色温一致性,这个淡淡的蓝光……。

针对这种乱象,一家有良心的地面LED照明工厂向客户承诺:“我们的灯具色温偏差在±150K以内!”公司在选型时,规格书中注明:“要求灯珠色温偏差在±150K以内”

这个150K是基于引用传统文献得出的结论:“色温偏差在±150K以内,人眼很难察觉”。他们认为,如果色温在“±150K以内”,就可以避免不一致的情况。事实上,事情真的没那么简单。

举个例子,在这个工厂的老化室里,我看到两组灯条,光色明显不同。一组是正常的暖白色,另一组是明显偏色的。如图所示,我们可以发现两个灯条之间的差异。一种是红色的,一种是绿色的。根据上述说法,即使是人眼也能分辨出来,当然色温差必须高于150K。

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可以看出,人眼看起来完全不同的两个光源的“相关色温”差异仅为20K!

“色温偏差在±150K以内,人眼难以察觉”的结论难道不是错误的吗?别着急,请允许我慢慢解释:先说一下色温vs(CT)相关色温(CCT)这两个概念。我们通常所说的光源的“色温”是指地光,但实际上,我们一般都会引用测试报告上的“相关色温”一栏。《建筑照明设计标准GB50034-2013》中这两个参数的定义

色温

当光源的色度与一定温度下的黑体的色度相同时,黑体的绝对温度就是光源的色温。也称为色度。单位为K。

相关色温

当地光源的色品点不在黑体轨迹上,且该光源的色品在某一温度下最接近黑体的色品时,黑体的绝对温度就是相关色温光源的色温,称为相关色温。单位为K。

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地图上的经纬度表示城市的位置,“颜色坐标图”上的(x,y)坐标值表示某种光颜色的位置。看下图,(0.1,0.8)位置是纯绿色,(07,0.25)位置是纯红色。中间部分基本上是白光。这种“白度”是无法用语言描述的,所以就有了“色温”的概念。钨丝灯泡在不同温度下发出的光在色坐标图上用一条线表示,称为“黑体”轨迹”,缩写为BBL,也称“普朗克曲线”。黑体辐射发出的颜色,我们的眼睛看起来就像“正常的白光”。一旦光源的色坐标偏离这条曲线,我们就认为它出现了“色偏”。

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我们最早的钨丝灯泡,无论是如何制作的,它的光色只能落在这条代表冷白光和暖白光的线上(图中粗黑线)。我们把这条线上不同位置的光颜色称为“色温”。现在技术先进了,我们制作的白光,光的颜色落在这条线上。我们只能找到一个“最近”的点,读这个点的色温,称之为他的“相关色温”。现在你知道了吗?别说偏差是±150K,即使两个光源的CCT完全相同,光色也可能相差很大。

放大 3000K“等温线”:

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LED光源的地光,仅仅说色温不够是不够的。即使每个人都是3000K,也会有红色或绿色的颜色。”这是一个新指标:SDCM。

还是用上面的例子,这两组灯条,它们的“相关色温”只相差20K!可以说是几乎一模一样。但实际上,它们明显是不同的光色。哪里有问题?

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然而事实是:让我们看看他们的SDCM图

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上图左边是暖白3265K。请注意绿色椭圆右侧的小黄点,这是色品图上光源的位置。下图右侧偏绿,他的位置已经超出了红色椭圆形。我们来看看上例中两个光源在色度图上的位置。它们与黑体曲线最接近的数值是3265K和3282K,看似只相差20K,但实际上它们的距离却很远~。

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测试软件中没有3200K行,只有3500K。我们自己画一个3200K的圆:

黄、蓝、绿、红四个圆圈分别代表距离“完美光色”1、3、5、7个“台阶”。请记住:当光色差异在5步以内时,人眼基本无法区分,这就足够了。新国标还规定:“使用同类光源的色容差不应大于5 SDCM”。

让我们看看:下面的点距离“完美”光色只有 5 步之内。我们认为这是一种更美丽的浅色。至于上面这一点,已经走了7步了,人眼可以清楚地看到他的色偏。

我们将使用SDCM来评估光色,那么如何测量这个参数呢?建议您随身携带光谱仪,不是开玩笑,便携式光谱仪!对于地光来说,光色的准确性尤为重要,因为偏红和偏绿的颜色很难看。

接下来是显色指数。

地面照明中对显色指数要求较高的是建筑物的照明,如用于建筑物表面照明的洗墙灯、用于地面照明的泛光灯等。显色指数低会严重损害被照明建筑物或景观的美观。

对于室内应用来说,显色指数的重要性尤其体现在住宅、零售商店和酒店照明等场合。对于办公环境来说,显色特性并不是那么重要,因为办公照明的设计目的是为工作的执行提供最佳的照明,而不是为了美观。

显色性是评价照明质量的一个重要方面。显色指数是评价光源显色性的重要方法。它是衡量人造光源颜色特性的重要参数。它被广泛用于评估人造光源。不同Ra下的产品效果:

一般来说,显色指数越高,光源的显色性越好,还原物体颜色的能力越强。但这只是“通常说的”。事实真的如此吗?用显色指数来评价光源的色彩还原能力绝对可靠吗?什么情况下会出现异常?

为了弄清楚这些问题,我们首先要了解显色指数是什么以及它是如何得出的。CIE很好地规定了一套评估光源显色性的方法。它采用14个测试色样,用标准光源进行测试,得到一系列光谱亮度值,并规定其显色指数为100。被评价光源的显色指数是根据标准光源对一套计算方法。14个实验色样如下:

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其中,1-8号用于一般显色指数Ra的评价,选取8种中等饱和度的代表色相。除了用于计算一般显色指数的八个标准色样外,CIE还提供了用于计算特殊颜色显色指数的六个标准色样,用于光源某些特殊显色性能的选择,分别为饱和度、饱和度、红、黄、绿、蓝、欧美肤色、叶绿度较高(9-14号)。我国的光源显色指数计算方法还增加了代表亚洲女性肤色的色样R15。

问题来了:通常我们所说的显色指数值Ra是根据光源对8个标准色样的显色性得出的。8个色样的彩度和明度均中等,均为不饱和色。测量连续光谱、宽频带的光源的显色性是一个不错的结果,但对于评估波形陡峭、窄频带的光源就会产生问题。

显色指数Ra高,显色性就一定好吗?
例如:我们在地光下测试了2个,看下面两张图,每张图第一行是标准光源在各种颜色样本上的表现,第二行是被测LED光源在不同颜色样本上的表现各种颜色样品。

这两种LED光源的地光显色指数,按照标准测试方法计算得出:

上一层的 Ra=80,下一层的 Ra=67。惊喜?根本原因是?其实我上面已经讲过了。

任何方法,都可能有不适用的地方。那么,如果具体到对色彩要求非常严格的空间,我们应该用什么方法来判断某种光源是否适合使用呢?我的方法可能有点笨:看光源光谱。

以下是几种典型光源的光谱分布,即日光(Ra100)、白炽灯(Ra100)、荧光灯(Ra80)、某品牌LED(Ra93)、金卤灯(Ra90)。


发布时间:2021年1月27日