Физика в быту

Другой вопрос – сколько нам придётся платить за обеспечение зрительного комфорта. Разные типы ламп имеют разную энергетическую эффективность – отношение светового потока к потребляемой мощности. Это отношение называют светоотдачей. Просто разделите выдаваемый лампой световой поток на потребляемую мощность, и вы узнаете светоотдачу лампы (она измеряется в лм/Вт). Так, в разобранных примерах светоотдача лампы накаливания составляет 940 лм: 75 Вт = 12,5 лм/Вт, а светоотдача светодиодной лампы 1500 лм: 20 Вт = 75 лм/Вт. Чем больше светоотдача, тем выгоднее лампа. Учитывать светоотдачу разных типов ламп важно в целях экономии денег и электроэнергии. Заменив три 75-ваттных лампы накаливания из нашего примера на две 20-ваттные led-лампы, мы будем тратить вместо 75 × 3=225 Вт всего 20 × 2 = 40 Вт – экономия электроэнергии более чем в 5 раз.

Самую высокую светоотдачу имеют светодиодные лампы: от 50 до 90 лм/Вт, самую низкую – обычные лампы накаливания (10–15 лм/Вт).

Индекс цветопередачи и цветовая температура

Обе эти характеристики тоже касаются зрительного комфорта: мы хотим видеть естественные цвета предметов. Насколько хорошо искусственный источник света обеспечивает такую возможность, определяется спектром его излучения.

Цвет предметов, как мы помним, меняется в зависимости от освещения. Для источников света ввели специальный параметр – индекс цветопередачи (обозначения: Ra или CRI, от английского Color Rendering Index). Он показывает, насколько натурально выглядят цвета предметов в свете данного источника, и может меняться в диапазоне от 0 до 100. Индексом цветопередачи 100 «наделили» солнечный дневной свет. Если Ra (он же CRI) искусственного источника света больше 90, цветопередача считается очень хорошей, от 60 до 80 – просто хорошей, от 40 до 60 – посредственной, менее 40 – очень плохой, представляющей дискомфорт для глаз. Покупая лампу, обратите внимание на эту характеристику: индекс цветопередачи для жилых помещений должен быть не менее 80.

Естественный свет различается в разное время суток и при различной погоде. Мы говорим: тёплый солнечный свет, холодный свет луны или пасмурного неба. Цветовая температура (Т_ц) связана с цветовой тональностью освещения. Её принято измерять в градусах Кельвина (К). Чем выше цветовая температура, тем «холоднее» свет: в нём больше представлена синяя составляющая спектра и меньше – красная. Мы как бы подбираем такую температуру теплового излучения (света свечи, солнца, раскалённого тела), при которой оно имело бы похожий окрас (в нашем восприятии). Так, при цветовой температуре 2000 К свет по окрасу похож на пламя свечи, при 3500 К – на свет утреннего солнца, при 5000 К – на полуденный солнечный свет, при 6000–7000К – на свет облачного неба, при 9000–10000 К – на яркий свет синего неба.

Температура в градусах Кельвина на 273 градуса выше температуры, измеренной по более привычной нам шкале Цельсия.

Все источники света, в соответствии с их цветовыми температурами и окрасом света, разделены на три группы:

Т_ц ниже 3500 К – тёплый белый свет;

Т_ц от 3500 до 5300 К – нейтральный белый, или дневной, свет;

Т_ц выше 5300 К – холодный белый свет.

Лампы накаливания имеют цветовую температуру от 2200 до 2800 К (чем больше мощность лампы, тем выше Т_ц, тем белее её свет), а разные типы светодиодных ламп – от 2700 до 8000 К.

Цветовая температура влияет на величину комфортной освещённости. Однако в санитарно-гигиенических нормах освещённости это влияние не учитывается! Но имейте в виду: при высокой цветовой температуре, когда в спектре лампы мало красного света, для создания комфортной для глаз световой среды требуется существенно бóльший уровень освещённости, чем прописано в санитарно-гигиенических нормах. Например, при Т_ц = 6000 К нормальная для жилой комнаты освещённость 150 лм/м² будет ощущаться как «мало света», и для комфортного ощущения вам потребуется обеспечить освещённость минимум вдвое больше. Но, увеличивая число таких «холодных» ламп, вы одновременно увеличиваете интенсивность преобладающего в их спектре коротковолнового синего света, который при длительном воздействии вреден для сетчатки. (Об опасностях синего света ещё будет идти речь в дальнейшем.)

Не пытайтесь создать яркое освещение с помощью ламп холодного белого света. Хотя избыток синего не воспринимается как зрительный дискомфорт, он может представлять угрозу для глаз!