Теплий, холодний чи нейтральний?

Колірна температура - це колір світла, що вимірюється в кельвінах (К) і показує спектральний склад випромінювання, який служить основою для об'єктивності передачі кольорів навколишніх предметів.

Для класифікації колірних варіацій світла використовується шкала колірної температури. Нижня її межа – 800 К відповідає температурі неяскравого світла, що випромінюється розпеченими до червоного предметами, а верхня точка шкали – 20000 К, характеризує свічення неба на полюсах Землі.

Колірні температури більше 5000 K називають «холодними кольорами», а нижчі колірні температури – «теплими кольорами».

Людське око влаштоване таким чином, що здатне вловлювати найменші відхилення колірної температури. викликати дискомфорт, слабкість чи надмірне перезбудження.

Теплий спектр світла характеризується переважанням жовтих, лимонних, помаранчевих і червоних відтінків. .

Холодний спектр світла - це яскраво біле освітлення з блакитним або навіть синім відтінком в діапазоні 5000-10000 К. Іноді до холодного світла відносять відтінки зі спектром, починаючи від 6000 К і вище.У природі таке освітлення практично не зустрічається, а серед штучних джерел його можуть давати галогенові лампи, ксенон та світлодіоди. Чим вище колірна температура, тим холодніший відтінок світла, а інтенсивне холодне світло у синьому спектрі є найнеприємнішим для очей і може викликати проблеми із зором.

Нейтральний спектр світла – це чисто біле освітлення без будь-яких відтінків жовтого чи синього. Воно фактично є перехідним від теплого до холодного і знаходиться в діапазоні 3500-5000 К. Таке світло найбільше схоже на денне світло в погожу погоду і отримати його можна за допомогою різних джерел світла, починаючи від галогенних, люмінесцентних і газорозрядних ламп і закінчуючи сучасними світлодіодами. .

Залежно від вибраного відтінку освітлення може викликати почуття комфорту чи дискомфорту, визначати рівень стомлюваності, швидкість реакції, впливати на емоційний стан, уважність, працездатність, концентрацію, і навіть змінювати візуальне сприйняття навколишніх предметів: кольору, форми та обсягу.

Колірна температура впливає на сприйняття інтер'єру та видимість на дорогах. А ті самі предмети при використанні різних типів ламп можуть виглядати зовсім по-різному. Цю властивість часто використовують у своїй роботі дизайнери та маркетологи, які за допомогою світла оформляють кімнати та репрезентують товари з найкращого боку.

Внутрішнє освітлення

Якщо говорити про освітлення внутрішніх приміщень, то вибір температури світла залежить від призначення кімнати.

Для освітлення житлових приміщень найчастіше віддають перевагу лампам з теплим кольором випромінювання.Воно сприяє розслабленню, відпочинку, позитивно впливає на нервову систему та створює атмосферу затишку. Для його створення використовуються лампи з проміжком спектру від 2700 до 3500 К. Їхнє м'яке жовте світло вважається оптимальним для спалень, віталень, обідніх та столових приміщень, а також громадських місць: ресторанів, кафе, театрів, зон відпочинку, офісних приймалень, магазинів одягу та аксесуарів, дитячих садків та лікарняних палат. А ось для офісів та виробничих приміщень використання теплого освітлення вважається недоречним, оскільки сприяє зниженню продуктивності та втраті концентрації.

Теплі відтінки світла уособлюють природні матеріали та в інтер'єрі чудово поєднуються з елементами з деревини, тканини, соломи, цегли та патинованого металу. У такому світлі найбільш приємно сприймаються пастельні та теплі кольори: жовтий, бежевий, рожевий, червоний, помаранчевий, а предмети холодних тонів візуально стають темнішими та теплішими.

З погляду сприйняття простору, лампи теплого світла зменшують кімнату, роблячи її більш тісною та затишною. Тому дизайнери частіше використовують світильники цієї частини спектру для невеликих спалень, віталень та передпокоїв з інтер'єром у теплих тонах, а ось при використанні такого світла у великих кімнатах простір стискатиметься і виглядатиме малоосвітленим.

Холодні відтінки (білий та блакитний із проміжком спектру 5000-7000 К) збуджують нервову систему, допомагають зібратися з думками, сприяють короткочасній концентрації уваги та інтелектуальної діяльності. Вони мобілізують, зосереджують, фокусуються на роботі та добре деталізують об'єкти.Це яскраве та інтенсивне світло, що традиційно використовується для виконання копітких конструкторських креслень, роботи з дрібними деталями, а також іншої короткострокової роботи, що вимагає високої концентрації. Сферою його застосування є промислові виробничі лінії, які потребують підвищеної концентрації працівників, діагностичні приміщення лікарень, лабораторії, морозильні камери та подібні приміщення. Холодне біле світло може зустрічатися в офісах, класних кімнатах, комерційних та промислових залах та дуже темних приміщеннях, наприклад підвалах. Він не спотворює кольори і добре передає відтінки та текстуру. У ювелірному магазині таке світло підкреслить блиск прикрас, у музеї представить експонати «в правильному світлі», а «холодне» підсвічування дзеркал забезпечить максимально достовірне перенесення кольорів.

При цьому холодне біле світло швидко втомлює, викликає перевтому очей, нервову напругу і, нарешті, зниження працездатності, а при тривалому впливі провокує подразнення та депресію. З цієї причини холодне освітлення, особливо з високою температурою кольору, не має повсюдного практичного застосування і використовується в основному для специфічних завдань або для поєднання штучного і природного світла в офісних будівлях і навчальних закладах.

В інтер'єрі холодні тони візуально розширюють простір і застосовуються у висвітленні просторих приміщень та великих залів. Холодне світло створює відчуття чистоти і тому часто використовується у ванних кімнатах, туалетах та кухнях.Він гармонійно поєднується з інтер'єром у стилі хай-тек, мінімалістичними та футуристичними елементами, безліччю геометричних фігур, кутів, пластикових чи сталевих конструкцій та блискучих металевих поверхонь. Холодне світло візуально підкреслює прохолодну кольорову гаму. Синій, сірий, блакитний, а також певні відтінки зеленого при такому освітленні стають яскравішими та насиченішими, а теплі кольори навпаки – тьмяними та невиразними.

Нейтральне біле світло (3500-4500 К) сприймається нами як світло сонця, тому здається абсолютно природним і тому не має вираженого ефекту на самопочуття та працездатність. Він допомагає прокинутися, підбадьоритися, сконцентруватися, створює найбільш продуктивну робочу атмосферу, зберігає активність мозку, дозволяє комфортно відпочивати і навантажує зір. Таке світло не спотворює розміри приміщень і перенесення кольорів, а палітра природних відтінків світла найбільш універсальна у використанні. Їх монтують будинки, в офісі, виробничих та адміністративних приміщеннях, житлово-комунальному господарстві, дослідних лабораторіях, бібліотеках, торгівлі та сфері розваг, лікарнях та освітніх закладах, домашніх робочих кабінетах та в кімнатах, що виконують кілька функцій одночасно (робота, відпочинок, прийом їжі , дитячі ігри та ін.). Численні дослідження вказують на те, що саме нейтральний колір світла сприяє максимальній продуктивності людини і навіть невеликі коливання (до 3000 К) зменшують продуктивність на 5-7% та сприяють зниженню рівня працездатності.

Розрізняють також тепле біле світло з м'яким жовтим відтінком, яке вважається оптимальним для спальні, вітальні або дитячої кімнати, а також біле денне світло з прохолоднішим відтінком, яке більше підходить для кухні, кабінету або передпокою.

Може здатися, що саме нейтральне світло є найбільш оптимальним для людини. Але не слід використовувати лише цей спектр. На сьогоднішній день найкращим підходом вважається комбінація світла різної температури та використання світильників із певними лампами для різних функціональних зон. Так, для загального фонового освітлення підійдуть прилади з теплим діапазоном 2500-3500 К, домашній робочий кабінет краще висвітлити за допомогою яскравого нейтрального світла температурою 3500-4000 К, а для настільних ламп оптимальними будуть відтінки 4500-6000 К. та ефективним інструментом для зонування приміщень та відокремлення робочих зон від зон відпочинку.

А яку ж колірну температуру світла найдоцільніше використовувати для освітлення вулиць?

Ймовірно, більшість людей у ​​різних країнах світу помітили, що світло на вулицях населених пунктів переважно жовто-жовтогаряче. Але чому? Можливо, такий колір покликаний додати «тепла», коли люди повертаються додому у темну пору доби? Але ж існують дослідження, що вказують, що людське око сприймає жовте освітлення більш тьмяним порівняно з білим. Тоді чому ж вуличне освітлення не біле?

Насправді питання оптимальної колірної температури зовнішнього освітлення на сьогоднішній день залишається дискусійним і досі досліджується.Лікарі, екологи, виробники ламп і світильників, а також глави міст і країн часто мають досить різні думки з цього питання та керуються різними мотивами, наводячи різні аргументи на користь своєї точки зору. Давайте спробуємо розібратися в цій різноманітності досліджень і думок.

На сьогоднішній день абсолютна більшість зовнішнього освітлення в різних країнах світу представлена ​​оранжево-жовтим дуговим освітленням із натрієвої пари або біло-блакитним дуговим освітленням із пари ртуті з різними добавками. Найбільш часто традиційні системи вуличного освітлення як джерело світла використовують газорозрядні лампи високого тиску, переважно натрієві та металогалогенні. Перші найбільш поширені і випромінюють помаранчеве або жовте світло саме в результаті використання натрієвих ламп, здатних продукувати лише світло помаранчевої гами.

Існує два типи вказаних ламп: натрієві лампи низького тиску і натрієві лампи високого тиску. Перші були винайдені ще в 30-х роках ХХ століття і набули поширення після Другої світової війни через їхнє низьке енергоспоживання та тривалий термін служби. Лампи високого тиску були створені пізніше у 1970 році і з 80-х років ХХ століття почали широко використовуватись у вуличних ліхтарях. На момент встановлення натрієві лампи були набагато ефективнішими за інші варіанти ламп, доступних у той час, оскільки мали високу світловіддачу, тривалий термін служби і споживали значно менше електроенергії.

Натрієві лампи низького тиску мають газорозрядну дугову трубку з боросилікатного скла, що містить твердий натрій та невелику кількість неону та аргону, які світяться, коли через них пропускають струм.Коли лампа вперше запускається, вона випромінює тьмяне червоно-рожеве світло, а через кілька хвилин після того, як натрій нагрівається і починає випаровуватися, випромінювання стає яскраво-жовтим або жовто-жовтогарячим. Натрієві лампи низького тиску створюють практично монохроматичне світло, через що при такому освітленні надзвичайно важко розрізняти кольори – все довкола виглядає жовтим.

Натрієві лампи високого тиску випромінюють ширший спектр світла. У їх конструкції використовується дугова трубка під тиском, що містить натрій, ртуть та ксенон. При запуску лампи ксенон і ртуть спочатку створюють більше блакитно-білого кольору, але коли натрій випаровується лампа починає світитися жовто-жовтогарячим світлом і також забезпечує незадовільну якість передачі кольору.

Слід зазначити, що існує натрієве освітлення з корекцією кольору. Однак такі лампи мають більш високу вартість, менший термін служби та нижчу ефективність світла, тому не можуть конкурувати із натрієвими лампами високого тиску.

Натрієві ліхтарі низького тиску частіше використовуються в Європі і застосовуються, як правило, для освітлення під мостами, тунелях або як охоронне освітлення.

Натрій високого тиску використовується частіше, оскільки має більш високу світлову ефективність, споживає менше енергії та служить довше. Він також добре пропускає туман завдяки чому знижує можливість дорожньо-транспортних пригод.Завдяки зазначеним характеристикам натрієві лампи досі активно використовуються для зовнішнього освітлення доріг, паркувальних майданчиків, територій перед приватними та багатоповерховими будинками, у паркових зонах, на літніх майданчиках барів та кафе, а також інших місцях, де точність перенесення кольорів не дуже важлива.

А ось у місцях, де не потрібна чітка та якісна передача кольору, розміру та фактури, а також увага до дрібних та рухомих об'єктів найчастіше світять металогалогенні лампи. Це газорозрядні лампи високої інтенсивності, що містять азот, невелику кількість ртуті та добавки галогенідів металів (йодид натрію, йодид скандію та інші). Останні служать для корекції світлового спектра і впливають на сферу застосування металогазових ламп. Розроблені в 60-х роках ХХ століття вони досі залишаються відомими як одне з найефективніших джерел білого світла з високим індексом передачі кольору і продовжують утримувати свою ринкову нішу завдяки унікальності характеристик. Сучасні металогалогенні лампи доступні з корельованою колірною температурою від 3000 K до 20000 K. Вони активно використовуються для освітлення автострад, доріг, тротуарів, а також великих площ комерційних, промислових та громадських місць: автостоянок, стадіонів, спортивних та будівельних майданчиків, фасадів мостів , фонтанів, магазинів, музеїв, галерей, фотостудій та оранжерів. При цьому металогалогенні лампи досить дорогі і своєю вартістю в кілька разів перевищують сучасні аналогічні світлодіодні прилади, що суттєво обмежує їхнє застосування.

Таким чином, можна стверджувати, що натрієві лампи досі досить широко використовуються для вуличного освітлення, оскільки виробляють найбільшу кількість світла за доступної вартості, споживаючи найменшу кількість електроенергії. Вони не є найкращими і не освітлюють вулиці так добре, як інші види ламп, проте є дешевими в експлуатації та на момент встановлення були найрентабельнішим вибором.

Але яка ж колірна температура вуличного освітлення найкраща?

Це питання складне і немає однозначної відповіді. Глави держав і населених пунктів, а також архітектори та планувальники міст, прагнучи мінімізувати витрати державних та місцевих бюджетів на вуличне освітлення і при цьому забезпечити чудову видимість на вулицях уночі, скажуть, що біле світло має максимальні переваги енергоефективності і сприймається яскравіше. А медики та екологи наводитимуть переконливі аргументи на користь теплих колірних температур. І кожен із них має рацію.

З появою світлодіодних технологій світ світлотехнічної продукції розділився на «до» та «після». Вони виграють за всіма параметрами функціональності та зовнішнього вигляду та по праву займають перше місце у списку типів освітлення. Світлодіодні світильники мають кращу якість освітлення, більш тривалий термін служби, мають виняткові оптичні характеристики при надзвичайній енергоефективності та можуть працювати в екстремальних умовах експлуатації, висвітлюючи однаково яскраво туман, спеку та мороз. На відміну від інших видів, світлодіодні джерела світла дозволяють підібрати відтінок освітлення відповідно до специфіки місця застосування і навіть перемикатися між різними режимами світла.

Розроблені вони були у 1962 році, а до цього часу більшість вуличних ліхтарів вже були або встановлені, або планувалися до встановлення. Крім того, будь-яка нова технологія характеризується високою вартістю і вимагає часу, щоб адаптувати її для більш широкого використання. В даний час світлодіоди впали в ціні та в різних країнах світу почалася поступова заміна застарілих систем освітлення на нові. В результаті освітлення на наших вулицях почало змінюватися зі звичного жовто-жовтогарячого на біле і в суспільстві почали обговорювати певні «світлодіодні проблеми».

Рекламні кампанії стверджують, що біле світло забезпечує значно кращу видимість на дорогах, підвищує увагу автомобілістів і пішоходів, сприймається більш природним, збільшує почуття безпеки учасників дорожнього руху і не спотворює кольору, будучи оптимальним при нічному дорожньому освітленні. І справді, існують дослідження, що вказують, що біле світло, що покращує периферійний зір водіїв на 100%, збільшує швидкість їх реакції, дозволяє краще розпізнавати небезпеки та скорочує час гальмування на 25% порівняно з помаранчевим освітленням. А це дуже велика різниця.

Порівняння між металлогалогенными і натрієвими лампами високого тиску показало, що з рівних рівнях освітленості вулиця, освітлена вночі білим світлом металлогалогенных ламп, сприймається як яскравіша і безпечніша, ніж та ж, освітлена помаранчевими натрієвими лампами високого тиску. А це означає, що при використанні білого світла можна знизити рівень яскравості і тим самим забезпечити суттєве енергозбереження.

І це надзвичайно важливий фактор у виборі кольору вуличного освітлення, оскільки енергоефективність є одним із найважливіших параметрів вуличного освітлення. Відомо, що джерела білого світла споживають менше електроенергії, ніж високого натрієвого тиску. А оскільки люди сприймають біле світло яскравіше, ніж воно є насправді, то забезпечити необхідний рівень освітленості можна, скоротивши світловіддачу приблизно на 30%.

Біле світло може забезпечувати економію кількома способами. Шляхом встановлення більшої відстані між світильниками, зменшенням висоти монтажу, а також встановленням ламп меншої напруги під час їх заміни. Таким чином можна отримати вигоду від скорочення витрат на експлуатацію, зменшити викиди CO₂ в атмосферу і при цьому отримувати чудову якість освітлення. Біле світло також покращує якість охоронного відеоспостереження та знижує рівень злочинності, що також сприяє економії коштів державних та місцевих бюджетів. Дослідження стверджують, що модернізувавши стару освітлювальну установку можна скоротити енергоспоживання на 43%, з новою установкою економія збільшиться до 56%, а якщо при цьому застосувати високоефективні світлодіодні джерела світла, то можливості економії зростуть ще більше.

В результаті більшість країн, які нещодавно модернізували своє вуличне освітлення, замінивши натрієві лампи високого тиску LED освітленням, вибрали колірну температуру в діапазоні від 4000 K до 6500 K. Однак тривогу почати бити медики. Вони звернули увагу на те, що 29% світлодіодного освітлення спектру 4000 K випромінюється у вигляді синього світла, яке сприймає людське око як різкий білий колір.«Сині» світлодіодні вуличні ліхтарі працюють на довжині хвилі, яка найбільш негативно пригнічує мелатонін уночі та в 5 разів більше впливають на циркадні ритми сну, ніж звичайні вуличні ліхтарі. Мелатонін не просто допомагає нам заснути, він має антиоксидантні властивості, підвищує імунні функції, впливає на емоції та регулює певні гормони. А попадання такого світла в будинки людей може серйозно вплинути не тільки на режим сну, а й на здоров'я загалом і призвести до раку, ожиріння, хвороб серця та діабету.

Американська медична асоціація (AMA) вказує на те, що насичене синім світлодіодним освітленням може знизити гостроту зору, викликати занепокоєння і створювати небезпеку на дорозі.

До медиків приєдналися екологи та захисники природи. Вони досліджували, що надлишок синього та зеленого випромінювання світлодіодів з люмінофорним покриттям призводить також до збільшення світлового забруднення та шкідливого впливу на довкілля. Світлове забруднення погіршує видимість нічного неба та зірок, негативно впливаючи на астрономічні дослідження, а використання вночі світла зі спектром, близьким до денного, порушує метаболічний цикл рослин та тварин, особливо нічних. Яскраве біле світло заважає їм розрізняти день і ніч, впливає на міграцію, полювання, розмноження, сон, привертає до джерел світла і тим самим наражає на небезпеку. Скорочує популяції комах, що кружляють навколо світильників до знемоги і смерті або легкою здобиччю кажанів і цей факт сильно впливає на нашу екосистему.

І навіть на дорогах освітлення яскравого білого кольору не завжди приносить лише переваги.Так, згідно з враженнями багатьох людей, холодний білий колір вуличних ліхтарів може спричинити сліпучі відчуття у водіїв, які їздять уночі, продовжити час адаптації людського ока до темряви, призвести до надмірної втоми та збільшити відблиски. У таких умовах незмінно знизиться уважність учасників дорожнього руху та їх здатність помічати людей та автомобілі на відстані, що знизить безпеку водіння та може збільшити кількість дорожньо-транспортних пригод. Крім того, в дощову та туманну погоду вуличний світлодіодний ліхтар з високою колірною температурою має погану проникаючу здатність, що також впливає на безпеку пішоходів.

Враховуючи це, Американська медична асоціація (AMA) та Міжнародна асоціація темного неба (IDA) рекомендують використовувати для зовнішніх освітлювальних установок колірну температуру 3000 К або менше. Такий спектр людське око все ще сприймає як «біле» світло, проте воно помітно тепліше за тоном і має приблизно 21% випромінювання у синій частині спектру. Це випромінювання все ще залишається дуже блакитним для нічного середовища, але є суттєвим поліпшенням порівняно з освітленням 4000 K. А завдяки різним покриттям енергоефективність освітлення 3000 K лише на 3% менша, ніж 4000 K, при цьому таке світло значно приємніше для людей, що зменшує відблиски, надає менший вплив на дику природу та наше фізичне та психічне здоров'я. При такому освітленні очей має більш короткий час адаптації до темряви та високу здатність розрізняти кольори за відносно високої світлової ефективності.

На відміну від синіх відтінків, тепле жовте світло не пригнічує секрецію мелатоніну і не викликає безсоння.Він має кращу проникаючу здатність, створює менше світлове забруднення та пом'якшує шкідливий вплив на здоров'я та екосистему.

Таким чином, можемо зробити висновок, що колірну температуру необхідно вибирати виходячи з конкретного місця використання. Так, тепло-білі світлодіодні вуличні ліхтарі з колірною температурою 3000 K або менше – набагато кращий варіант для публічних відкритих місць, ніж холодне біле освітлення. Вони випромінюють значно меншу частину блакитного світла, яке непомітне оку, і зараз вважаються найкращим варіантом для вуличного освітлення. Лампи та прожектори теплих відтінків є найбільш прийнятними для освітлення міських просторів, паркових зон, скверів, бульварів, алей, літніх майданчиків барів та кафе, а також територій перед багатоповерховими та приватними будинками. Такі кольори створюють затишну атмосферу відпочинку на вулиці та сприяють неквапливим прогулянкам та спогляданню природи.

За наявності незадовільних оптичних умов, частих туманів або поганої видимості також використовують теплі вуличні світильники з температурою 2400-3000 К. Довжина хвилі у теплого світла значно більша, ніж у холодного і при поганій видимості саме теплі світильники допомагають покращити ситуацію.

Однак це не означає, що холодні та натуральні білі світлодіодні лампи погані. Вони просто краще підходять для застосування в місцях, що вимагають високої концентрації уваги (ділянках доріг з високим сполученням або складною організацією руху), місцях, що не мають широкого охоплення (під'їзди до будівель, вантажні доки, заправні станції, місця стоянок) або всередині приміщень (ангарів чи паркінгів).Холодне світло також чудово підходить для застосування з освітленням, яке не горить усю ніч, наприклад, для відкритих спортивних стадіонів, а також інших місць, де необхідно висвітлити велику площу.

Тому, якщо йдеться про освітлення невеликої дороги в житлових районах і прилеглих до неї територій, то найпоширенішим вибором буде 4000 K, а для основних автомобільних доріг, шосе та автомагістралей рекомендується використовувати вищу температуру кольору з діапазоном 5000-6500 К.

А для запобігання світловому забруднення, мінімізації відблисків та шкідливого впливу на людину та довкілля все світлодіодне освітлення має бути належним чином екрановане та спрямоване прямо вниз.

Післямова

Як бачимо, питання колірної температури світла складне і неоднозначне. З одного боку, високоякісне біле світло є енергоефективним світловим рішенням, ефективно зменшує суми рахунків за електроенергію та техобслуговування, сприяє концентрації уваги, підвищує видимість на дорогах, покращує візуальне сприйняття об'єктів, периферійний зір водіїв та швидкість гальмування. А з іншого боку, наша зорова система набагато краще пристосована для сприйняття ламп теплого жовтого світла, ніж ламп білого світла, що містить надлишок синього випромінювання, що призводить до сильної втоми після короткочасного підвищення уваги і негативно впливає на самопочуття людей та навколишнє середовище.

Враховуючи зазначені фактори, при виборі кольору внутрішнього освітлення слід керуватися функціональністю та призначенням приміщення, віддаючи перевагу базовому освітленню нейтральному білому світлу в діапазоні 3500-4500 К, доповнюючи його теплими відтінками в місцях відпочинку і більш холодними – в робочих зонах.

А підбираючи колір зовнішнього освітлення, слід виходити зі специфіки місцевості та застосовувати різні типи світла, орієнтуючись на рекомендований стандарт з колірною температурою 3000 K і нижче для освітлення широких міських просторів та сільської місцевості, 4000 К – для освітлення проїжджої частини вулиць та прилеглих світла. ще холодніших відтінків для головних автомобільних доріг, складних транспортних розв'язок і ділянок із підвищеним ризиком аварійності. При цьому слід уникати освітлення з високою температурою кольору, що випромінює значну кількість синього світла і призводить до ряду негативних наслідків як для здоров'я людей, так і для живої природи.