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色溫是評價光源性能的重要的指標,不同的光源由于光譜能量分布的不同,其色溫是不同的,因此在光色上給人的感覺就有所差異。那么,光源色溫多少比較好?光源色溫高照度就高嗎?本文對光源色溫和照度的關系及光源色溫值的范圍做了介紹。
光源的色溫是用絕對溫度K來表示,是將一標準黑體加熱,溫度升高至某一程度時顏色開始由紅→淺紅→橙黃→白→藍白→藍,逐漸改變,利用這種光色變化的特性,某光源的光色與黑體在某一溫度下呈現的光色相同時,將黑體當時的絕對溫度稱為該光源的色溫。
色溫與白熾體的實際溫度有一定的內在聯系,但并不相等。熱輻射光源以外的其他光源的光色在色度圖上不一定準確地落在黑體軌跡上,只能用光源與黑體軌跡最接近的顏色來確定該光源的色溫,這樣確定的色溫稱為相關色溫。
色溫在3000K以下時,光色就開始有偏紅的現象,給人以溫暖的感覺。色溫超過5000K時光色則偏藍,給人以清冷的感覺。由于人們所處區域的氣候條件的差異,通常亞熱帶的人較喜歡4000K以上較高色溫的光源照明,寒帶的人較喜歡4000K以下的較低色溫的光源照明,不同色溫的光源造成的照明效果的冷暖感覺互補了氣候條件的差異。
那么實際上人們對什么光色感到最適宜、最舒服呢?是色溫較高的藍色光,還是色溫較低的黃色光呢?在CIE的文件中,把光源的色溫分為三組,分別表示其光的顏色屬性,又稱色表。第一組是色溫為3300K以下,色表為暖色型;第二組是色溫為3300K~5300K色表為中間型;第三組是色溫為5300K以上,色表為冷色型。
研究結果表明由于人們長期生存的環境決定了人對光源的舒適感接近自然光對人產生的生理效果,即在很低的照度下采用接近火焰的低色溫的光源較舒適;在中等照度下采用色溫接近黎明和黃昏的色溫略高的光色較適宜;而在高的照度下則是采用接近中午陽光或偏藍的去消天空光色較舒適,即光色的舒適感與照度水平有關。
人們對自然光的適應不僅是色溫感覺問題,并且在光諧的分布上也要求人工光與自然光接近或基本相同,其光譜分布只有一峰值較好,若是兩個峰值且不連續則易引起人們的視覺疲勞。光譜威分單一的光源,光色質量較差,照明效果不好。同一類光源光譜能量分布較寬的光源照明質量相對分布較窄的效果要好,舒適度高。
人眼視覺功能的實現需要一定的光通量(光功率),表現在視覺作業面上要求達到一定的照度(亮度)。為了研究色溫與照度之間的關系,人們進行了大量的視我功效實驗,以弄清楚在相同的照度下用低色溫的光源和高色溫的光源照明的視覺效果是否有差異。實驗結果表明,熒光燈和白熾燈在601x以上時,視覺效果無差異,僅在10lx時,似乎熒光燈比白熾燈的視覺效果略差。CIE提出要看清楚人臉部特征所需的最低亮度為lcd/m2,相當于201x的照度。10lx沒有達到此要求,在該照度值下的視覺效果的比較是沒有意義的。
白熾燈和鹵鎢燈的色溫低,雖然顯色性好,但由于光效低,大部分能量轉化為熱能,隨著高光效的熒光燈、金鹵燈等氣體放電燈的應用及其顯色性的改善,一般不再用低光效的白熾燈和鹵鎢燈來實現要求達到的高照度,因為這樣不利于節約能耗。熒光燈原來采用鹵磷酸鹽熒光粉,只能做高色溫的燈管,后來采用稀土熒光粉才能做出低色溫的燈管。
隨著金鹵燈制造技術的不斷發展,目前已有3000K的低色溫金鹵燈,其光效高,顯色性好。用3000K的金鹵燈來照明達到較高的照度,人們的視覺效果良好,對光環境的感覺滿意。所以光源色溫的選擇并不取決于要求達到的照度的高低,“高色溫高照度,低色溫低照度”的觀點可以放棄了。
人們所喜歡的照度水平不受光源色溫的影響,對于低色溫的光源,在高照度下人們的滿意度并未下降。光環境的評價是多因子的,照度水平對于光環境的總評價的影響最大,其相關系數最高,色溫與總評價的相關較少,相關系數。在一個顏色平衡的環境中,當采用顯色性好的光源時,主觀喜愛的評價只受到照度水平的影響,而不是色溫。色溫的高低在光環境評價中產生的心理影響是比較微妙的,不象直接影響工作效能的生理因素那樣的具體實在,不宜過于強調它們的作用,不宜把它夸大作為照明的質量指標來對待。