Høj CRI og lav M/P-forhold: Kan du have begge dele i LED-belysning?
For nylig fortalte en lysdesigner os om et job, hvor kunden havde to ønsker. For nøjagtigt at gengive kunstværker krævede galleribelysningen mindst 95 CRI. For at beskytte besøgendes sundhed var det nødt til at reducere eksponeringen for blåt lys. Disse to anmodninger er i modstrid med hinanden. Denne artikel diskuterer, hvorfor det er tilfældet, og tilbyder løsninger.
Uenigheden mellem to nyttige foranstaltninger
Både et lavt M/P-forhold og et højt CRI er ideelle. Problemet er, at det er fysisk udfordrende at udføre begge dele i en enkelt statisk lyskilde. Du skal forstå, hvad hver metrik faktisk måler for at forstå hvorfor.
Når en lyskilde har en høj CRI, afslører den præcist objektfarver sammenlignet med et referencelys. En score på mere end 90 betragtes som usædvanlig. Dette er afgørende i situationer, hvor farvetroskab er vigtig, såsom kunstudstillinger, detailudstillinger og medicinske eksamener.
Et lyss mulige effekt på døgnrytmen måles ved M/P-forholdet, som står for melanopisk lux til fotopisk lux. Mindre blå lysenergi i forhold til opfattet lysstyrke indikeres af et lavere M/P-forhold. Dette gælder hospitalsafdelinger, soveværelser og ethvert område, der bruges om natten.
The Trade-Off's Physics
Fremstillingsprocessen for LED-lys er kilden til konflikten. Et meget lavt M/P-forhold på ca. 0,12 kan opnås ved brug af en lav CRI LED, såsom en ravfarvet LED med ensmalt 590nm spektrum. Den fotopiske kurve, som måler lysstyrke, tegner sig for størstedelen af dens energi, mens den melanopiske kurve, som måler blåt lys, der forårsager årvågenhed, står for meget lidt. Denne gule LED er dog ikke egnet til generel belysning på grund af dens dårlige farvegengivelse.
Producenter skal tilføje flere bølgelængder for at øge CRI. Varm farvegengivelse forstærkes af rød og dyb rød. Kolde toner påvirkes af huller i spektret, der er fyldt af cyan og blå bølgelængder. Spektret bliver fyldigere, og CRI stiger, når der tilføjes yderligere bølgelængder. Der er dog også en stigning i energien under den melanopiske kurve.
Dette var direktetestet af Waveform Lighting. De kontrasterede en halogenlampe med en perfekt CRI på 100 med tre 3000K LED-lamper med CRI-værdier på 82, 91 og 97. M/P-forhold på 0,513, 0,546, 0,548 og 0,581 blev fundet i dataene. M/P-forholdet steg i takt med CRI. Der vil altid være mere blå lys energi i et større spektrum.
Begrænsningen af statisk valg
Enhver enkelt statisk lyskilde kræver et kompromis på grund af denne fysiske begrænsning. Fremragende farver og større døgnstimulering leveres af en høj-CRI, høj-M/P-lampe. Selvom blåt lys reduceres med en lav-CRI, lav-M/P-lampe, virker farverne fejlagtige og livløse.
Vigtigheden af dette demonstreres på et hospitalspatientværelse. For effektivt at analysere hudfarve og sårheling kl. 10, har en læge brug for95 CRIlys ved 4000K. For at opmuntre til opmærksomhed bør lyset have et større M/P-forhold. For at fremme behagelig søvn kl. 22.00 har den samme patient brug for 95 CRI-lys ved 2700K med et lavt M/P-forhold. I samme rum på samme dag er der to helt adskilte spektrale krav.
Dynamisk hvid belysning er svaret
Løsningen på dette dilemma er at holde op med at betragte lys som statisk. Kolde og varme hvide LED'er er kombineret i multi--kanal LED-systemer for at skabe dynamisk hvid, også kendt som tunable white. For at skabe en hvilken som helst farvetemperatur langs Planck-kurven, modificerer et kontrolsystem blandingen.
Det blå spektralindhold falder betydeligt, når et indstilleligt hvidt system dæmpes fra 4000K til 2700K. Fordi mindre kort-bølgelængdeenergi frigives, falder M/P-forholdet naturligt. Lyset har en væsentlig mindre døgneffekt og er visuelt varmt ved 2700K. Det er mere visuelt tiltalende og køligere ved 4000K.
Den største fordel er, at CRI forbliver høj over hele spektret. M/P-forholdet ændres i takt med farvetemperaturen, og et vel-designet justerbart hvidt system kan opretholde 90 CRI eller mere fra 2700K til 5000K.
En ramme for Circadian Design
Der kræves forskellige belysningsplaner for forskellige steder. Nedenstående anbefalinger tjener som grundlag for designspecifikationer.
For at være opmærksom, har kontormiljøer fordel af 4000K ved minimum 90 CRI om morgenen og 3000K sidst på eftermiddagen. Sundhedsfaciliteternes patientværelser bør bruge 4000K til 5000K under undersøgelser i løbet af dagen og 2700K efter kl. 20.00 med minimum 90 CRI hele vejen igennem. I åbningstiden kan kunstgallerier og detailvirksomheder bruge mellem 3500K og 4000K og skifte til varmere toner, hvis arrangementer afholdes om aftenen. Med alle indstillinger på 90 CRI eller højere, bør boligværelser bruge 4000K om morgenen og 2700K eller mindre efter solnedgang.
Sørg for, at CRI forbliver over 90 i hele farvetemperaturområdet, når du vælger varer til en dynamisk hvid installation. Tjek for kompatibilitet med dit kontrolsystem (DALI, DMX eller trådløse protokoller), og bekræft dæmpningsområdet. Sørg desuden for, at driveren og LED-kombinationen ved alle dæmpningsindstillinger giver ægte flimmerfri ydeevne.
Valget mellem et lavt M/P-forhold og et højt CRI er ikke længere til debat. Begge kan ikke leveres samtidigt af en enkelt statisk pære. Et intelligent system kan dog levere begge dele på forskellige tidspunkter af dagen, og matche det passende spektrum til den passende aktivitet på det passende tidspunkt.
FAQ
Spørgsmål: Frembringer LED'er med høj CRI virkelig mere blåt lys?
A: En højere CRI LED har typisk et mere komplet spektrum, som inkluderer mere energi på tværs af alle synlige bølgelængder, ved samme farvetemperatur. Test har vist, at dette ofte fører til et noget større M/P-forhold sammenlignet med en lavere CRI LED. Selvom det ikke er signifikant, er forskellen målbar.
Q: Er det muligt at få en enkelt LED-pære med et ekstremt lavt M/P-forhold og 95 CRI?
A: Slet ikke. Energi tilføres uundgåeligt i det blå område af mekanikken til at producere et fuldt spektrum til høj CRI. En høj CRI 2700K pære kan have et rimeligt lavt M/P-forhold, fordi det blå indhold allerede er ret lavt ved en varm farvetemperatur som 2700K. Dette bliver meget sværere at opnå omkring 4000K.
Q: Hvad er det ideelle M/P-forhold til et soveværelse?
A: Vælg varme hvide pærer med en temperatur på 2700K eller mindre til brug om aftenen. M/P-forholdet er naturligt lavere ved disse farvetemperaturer, normalt mindre end 0,45. Hemmeligheden er at bruge varmere, lavere M/P-lys, når natten nærmer sig og køligere, højere M/P-lys i løbet af dagen.
Q: Løser smartpærer problemet mellem M/P og CRI?
Sv.: Den dæmpende-til-opvarmningsmetode, der bruges af de fleste forbruger-smartpærer, reducerer farvetemperaturen, når den dæmpes, men sikrer ikke fremragende CRI ved alle indstillinger. Et specialiseret, indstilleligt hvidt system med en specificeret CRI gennem hele spektret er den pålidelige metode til at kontrollere både farvekvalitet og døgnrytmepåvirkning i professionelle projekter.
Kontakte
Kevin Rao
E-mail:bwzm12@benweilighting.com
Tlf/Whatsapp:+8619972563753
