色温是评价光源性能的重要的指标,不同的光源由于光谱能量分布的不同,其色温是不同的,因此在光色上给人的感觉就有所差异。那么,光源色温多少比较好?光源色温高照度就高吗?本文对光源色温和照度的关系及光源色温值的范围做了介绍。
光源的色温是用绝对温度K来表示,是将一标准黑体加热,温度升高至某一程度时颜色开始由红→浅红→橙黄→白→蓝白→蓝,逐渐改变,利用这种光色变化的特性,某光源的光色与黑体在某一温度下呈现的光色相同时,将黑体当时的绝对温度称为该光源的色温。
色温与白炽体的实际温度有一定的内在联系,但并不相等。热辐射光源以外的其他光源的光色在色度图上不一定准确地落在黑体轨迹上,只能用光源与黑体轨迹最接近的颜色来确定该光源的色温,这样确定的色温称为相关色温。
色温在3000K以下时,光色就开始有偏红的现象,给人以温暖的感觉。色温超过5000K时光色则偏蓝,给人以清冷的感觉。由于人们所处区域的气候条件的差异,通常亚热带的人较喜欢4000K以上较高色温的光源照明,寒带的人较喜欢4000K以下的较低色温的光源照明,不同色温的光源造成的照明效果的冷暖感觉互补了气候条件的差异。
那么实际上人们对什么光色感到最适宜、最舒服呢?是色温较高的蓝色光,还是色温较低的黄色光呢?在CIE的文件中,把光源的色温分为三组,分别表示其光的颜色属性,又称色表。第一组是色温为3300K以下,色表为暖色型;第二组是色温为3300K~5300K色表为中间型;第三组是色温为5300K以上,色表为冷色型。
研究结果表明由于人们长期生存的环境決定了人对光源的舒适感接近自然光对人产生的生理效果,即在很低的照度下采用接近火焰的低色温的光源较舒适;在中等照度下采用色温接近黎明和黄昏的色温略高的光色较适宜;而在高的照度下则是采用接近中午阳光或偏蓝的去消天空光色较舒适,即光色的舒适感与照度水平有关。
人们对自然光的适应不仅是色温感觉问题,并且在光谐的分布上也要求人工光与自然光接近或基本相同,其光谱分布只有一峰值较好,若是两个峰值且不连续则易引起人们的视觉疲劳。光谱威分单一的光源,光色质量较差,照明效果不好。同一类光源光谱能量分布较宽的光源照明质量相对分布较窄的效果要好,舒适度高。
人眼视觉功能的实现需要一定的光通量(光功率),表现在视觉作业面上要求达到一定的照度(亮度)。为了研究色温与照度之间的关系,人们进行了大量的视我功效实验,以弄清楚在相同的照度下用低色温的光源和高色温的光源照明的视觉效果是否有差异。实验结果表明,荧光灯和白炽灯在601x以上时,视觉效果无差异,仅在10lx时,似乎荧光灯比白炽灯的视觉效果略差。CIE提出要看清楚人脸部特征所需的最低亮度为lcd/m2,相当于201x的照度。10lx没有达到此要求,在该照度值下的视觉效果的比较是没有意义的。
白炽灯和卤钨灯的色温低,虽然显色性好,但由于光效低,大部分能量转化为热能,随着高光效的荧光灯、金卤灯等气体放电灯的应用及其显色性的改善,一般不再用低光效的白炽灯和卤钨灯来实现要求达到的高照度,因为这样不利于节约能耗。荧光灯原来采用卤磷酸盐荧光粉,只能做高色温的灯管,后来采用稀土荧光粉才能做出低色温的灯管。
随着金卤灯制造技术的不断发展,目前已有3000K的低色温金卤灯,其光效高,显色性好。用3000K的金卤灯来照明达到较高的照度,人们的视觉效果良好,对光环境的感觉满意。所以光源色温的选择并不取决于要求达到的照度的高低,“高色温高照度,低色温低照度”的观点可以放弃了。
人们所喜欢的照度水平不受光源色温的影响,对于低色温的光源,在高照度下人们的满意度并未下降。光环境的评价是多因子的,照度水平对于光环境的总评价的影响最大,其相关系数最高,色温与总评价的相关较少,相关系数。在一个颜色平衡的环境中,当采用显色性好的光源时,主观喜爱的评价只受到照度水平的影响,而不是色温。色温的高低在光环境评价中产生的心理影响是比较微妙的,不象直接影响工作效能的生理因素那样的具体实在,不宜过于强调它们的作用,不宜把它夸大作为照明的质量指标来对待。