Индекс цветопередачи ламп CRI: что это такое, в чем измеряется, какой коэффициент у светодиодных и люминесцентных ламп

Обновлено: 25.04.2024

При использовании различных осветительных приборов можно заметить, что один свет делает окружающие предметы яркими и выразительными, а другой словно бы съедает часть цвета. За это явление отвечает особый параметр ламп, который называется цветопередачей (CRI). Цветопередача характеризует соответствие зрительного восприятия цвета спектру осветительного прибора.

Что такое CRI

Индекс цветопередачи обозначается как CRI (Colour Rendering Index). Термин появился еще в 1960-х годах. Параметр определяется по восьми главным ненасыщенным и шести второстепенным насыщенным цветам. Эти цвета получили название тестовых оттенков.

Показатель имеет размерность Ra и меняется от 0 до 100 Ra. Верхняя граница в 100 Ra - принятый индекс цветопередачи солнечного света. Параметр достаточно условен, поскольку на цветопередачу влияют погодные условия, время суток и полушарие, на которое падает свет.

В ходе измерения параметра цветопередачи конкретного прибора осуществляют освещение им установленных тестовых цветов. В это же время эти цвета освещаются эталонным источником света, CRI которого максимально приближен к 100 Ra. Затем проводится сравнение насыщенности оттенков и на основании полученной разницы делается вывод об индексе цветопередачи испытываемого изделия.

Говоря простым языком, индекс цветопередачи показывает, насколько естественными кажутся человеку все цвета и оттенки, освещенные конкретным светильником. Глаз человека настроен на восприятие цветов при солнечном освещении, поэтому он принят за эталон. Причем глаза человека способны корректировать отображение цветов в зависимости от конкретных погодных условий или времени суток. Подобная настройка происходит при освещении предметов раскаленными элементами в лампах накаливания и галогенных приборах.

Светодиодные лампы функционируют по другому принципу, а значит автоматической корректировки цветов зрением не происходит. По наблюдениям, хуже всего в подобном освещении отображаются оттенки красного цвета. В частности, лицо человека при освещении некачественными светодиодами будет казаться серым. Использование хороших светодиодных приборов сделает цвет теплее всего на пару оттенков. Но также в полной мере не передает румянец.

Наиболее комфортны модели с индексом цветопередачи не менее 80 Ra. Для рабочих мест и областей с высокими требованиями к освещению лучше добиться показателя в 90 или даже 100 Ra.

Это надо видеть: Зеленая кожа или эпоха отвратительного света. Индекс CRI

Как измерить коэффициент цветопередачи

При измерении индекса цветопередачи за основу берется отклонение кажущегося света от естественного. Чем оно меньше, тем лучше показатели источника света.

В представленной ниже таблице указаны значения коэффициентов CRI и соответствующие им характеристики освещения.

Характеристика	Степень	Коэффициент CRI
Низкая	4	90

Для оценки цветопередачи есть системы математических алгоритмов. Они сравнивают изменения излучения в спектральной шкале прибора с показателями эталонного источника света. Полученные значения вычитают из 100 и получают индекс CRI.

Если разница между цветами несущественна, источнику присваивается значение 100 Ra.

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 источники света характеризуются большим потоком, внушительным энергопотреблением и высокой цветопередачей. Тут показатель очень близок к показателю дневного освещения и нередко принимается за 100 Ra.

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.

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.

Несложно заметить, что 2 лампочки разного типа, имея одинаковые цветовые температуры, оттенки освещаемых предметов передают по-разному.

Например, объекты красного цвета лучше выглядят, если в помещении установлены лампочки накаливания (не люминесцентные), так как они обладают большим объемом излучения красного спектра.

Чтобы определить источник света, наиболее точно воспроизводящий цвета, в шестидесятые годы 20-го века ввели индекс цветопередачи (CRI).

Определение индекса цветопередачи

Индекс (коэффициент) цветопередачи - число, используемое для того, чтобы определить, насколько точно при искусственном освещении передается естественный цвет окружающей среды. Это относительный параметр, эталоном принят Rа, равный 100 единицам. Человек чувствует себя комфортно при значениях 80-100 Rа.

Чтобы определить Rа по DIN 6169 используются 8 цветов, которые считаются тестовыми. Они освещаются эталонной и тестируемой лампочкой, у обеих должно быть излучение с одинаковой цветовой температурой.

В 2010 году был разработан метод CQS, позволяющий при тестировании использовать 15 цветов. По стандарту ТМ-30, разработанному в 2015 году, используется 99 цветов (этот метод официально не внедрен ни в одной стране, его используют лишь очень добросовестные производители).

Внимание! Если лампочка действительно качественная, значения всех трех параметров цветопередачи одинаковые.

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.

Измерение индекса цветопередачи

Для измерения значений цвета используются:

калориметры (измеряют весь спектр видимых человеком цветов);
спектрофотометры (измеряют спектральные показатели);
денситометры (измеряют количество света, поглощаемого материалом, возможна настройка на отдельные цвета спектра);
спектроденситометры (объединяют качества всех выше перечисленных приборов).

Чем меньше разница между параметром тестируемой лампочки и параметром эталонной, тем выше коэффициент CRI.

Если тестируется источник света, цветовая температуракоторого 2000 - 5000К, эталоном используется «излучатель черного тела» (небо северного полушария), для источников с более высокой температурой - дневной свет (излучение лампы накаливания).

Важно! У лампочки накаливания и у неба излучение вовсе не идеальное, но принято, что их CRI=100 Ra.

Индекс цветопередачи ламп накаливания

У классических моделей ламп накаливания цветопередача приближается к 100 Ra, хотя ярко выражен сдвиг к теплым оттенкам.

Индекс цветопередачи галогенных ламп

Коэффициент этих источников так же близок в 100 Ra, но световой поток больше, чем у лампочек накаливания при потреблении такой же мощности.

Индекс цветопередачи люминесцентных ламп

Показатели люминесцентных ламп зависят от их устройства:

При покупке следует тщательно изучить упаковку, на которой CRI должен быть указан.

Индекс цветопередачи светодиодных ламп

Индекс светодиодных ламп зависит в основном от качественных характеристик, но самые лучшие производители предлагают изделия с коэффициентом от 80 Ra. Регулярно исследуется как белые, так красно-зелено-синие светодиодные источники. Оказалось, что белый, полученный в результате смешивания синих, зеленых и красных цветов, по качеству гораздо лучше, чем чистый.

Справка! Прогнозировать коэффициент комплекта, включающего в себе белый светодиод, сложно.

Индекс цветопередачи газоразрядных ламп высокого давления

CRI натриевых и ртутных газоразрядных ламп высокого давления не превышает 40 Ra. Эти источники редко устанавливаются в помещениях, предназначенных для работы. Сферу применения ограничивает так же долгий розжиг и шумный дроссель.

Благодаря красно-оранжевому спектру светового излучения эти источники света широко используются для подогрева растений в теплицах.

У ртутных ламп, наоборот, спектр состоит в основном из синего и фиолетового цвета.

Натриевые источники с коэффициентом 20 нельзя устанавливать ни в каких помещениях.

После того, как определено, что такое индекс цветопередачи, становится понятно, почему интерьер с различными типами источников света выглядит не одинаково. Ведь восприятие цвета зависит не только от температуры, но и CRI. Чем он выше, тем лучше себя чувствует человек.

Этот параметр особенно важен при монтаже светодиодного освещения. Лучший результат достигается при тестировании источников света на месте установки. Выбрать изделия необходимо уже на этапе разработки проекта.

Лампы и светильники Как поменять лампочку ближнего света на Лада Калина: пошаговая инструкция и рекомендации

Расшифровка значений индекса цветопередачи

Индекс цветопередачи, коэффициент цветопередачи (англ. colour rendering index, CRI или Ra ) — параметр, характеризующий уровень соответствия естественного цвета тела видимому (кажущемуся) цвету этого тела при освещении его данным источником света.

Необходимость во введении CRI была вызвана тем, что два различных типа ламп могут иметь одну и ту же цветовую температуру , но передавать цвета по-разному . В свою очередь, индекс цветопередачи определяется как мера степени отклонения цвета объекта, освещенного источником света, от его цвета при освещении эталонным источником света сопоставимой цветовой температуры.

Термин появился приблизительно в 1960—1970-х годах. Изначально CRI был разработан для сравнения источников света непрерывного спектра, индекс цветопередачи которых был выше 90, поскольку ниже 90 можно иметь два источника света с одинаковым значением индекса цветопередачи, но с сильно различающейся видимой передачей цвета. В одном из технических отчётов Международной комиссии по освещению отмечается, что «…индекс цветопередачи, разработанный комиссией , обычно неприменим для прогнозирования параметров цветопередачи набора источников света, если в этот набор входят светодиоды белого цвета ». Для более точной оценки качества передачи цвета вводятся новые методики, например шкала качества цвета, Color Quality Scale (CQS) .

Измерение коэффициента цветопередачи

Для получения коэффициента цветопередачи какого-либо источника света (лампы), фиксируется сдвиг цвета с помощью 8 или 14 указанных в DIN 6169 стандартных эталонных цветов (шесть дополнительных цветов иногда используются для специальных нужд, но они не применяются для расчета индекса цветопередачи), наблюдаемый при направлении тестируемого источника света на эталонные цвета. Расчёт ведется по методике СIE, по которой получают численное значение отклонения цвета эталонов, освещенных исследуемым источником света. Чем меньше отклонение видимого цвета от естественного (больше индекс цветопередачи), тем лучше характеристика цветопередачи тестируемой лампы.

Источник света с показателем цветопередачи R_a = 100 излучает свет, оптимально отображающий все цвета, индекс цветопередачи у солнечного света также принимается за 100. Чем ниже значения R_a, тем хуже передаются цвета освещаемого объекта:

Читайте также: