Scrigroup - Documente si articole

Username / Parola inexistente      

Home Documente Upload Resurse Alte limbi doc  


AeronauticaComunicatiiElectronica electricitateMerceologieTehnica mecanica


Instalatii Electrice - Caracterizarea culorii radiatiei si corpurilor

Electronica electricitate

+ Font mai mare | - Font mai mic



Caracterizarea culorii radiatiei si corpurilor

Culoarea este o proprietate a perceptiei vizuale sau o caracteristica a radiatiei luminoase.



Culoarea unei radiatii luminoase este dependenta de compozitia sa spectrala - Figura 2.1.22.

Figura 2.1.22 Descompunerea luminii albe in radiatiile componente cu cromatici specifice

Culoarea unui obiect (corp) este determinata, insa, atat de proprietatile fotometrice ale acestuia cat si de sursa de lumina folosita, intrucat coeficientii de reflexie pot sa depinda de lungimea de unda a radiatiilor incidente iar spectrul acestei radiatii difera de la o sursa de lumina la alta - Figura 2.1.23.

Figura 2.1.23 Descompunerea luminii albe in radiatiile componente cu cromatici specifice

Compunerea culorilor. Lumina care contine o combinatie echilibrata de radiatii cu diferite lungimi de unda este considerata a fi "alba". Insa, lumina alba poate fi obtinuta si prin combinarea doar a trei radiatii cu culori indepartate una de alta in spectru, denumite "fundamentale". Cele mai uzuale sunt rosu, verde si albastru (Young - 1807 - a considerat violetul ca cea de-a treia culoare fundamentala); prin combinarea acestora in diferite proportii se obtin si toate celelalte culori sau nuante.

Combinarea culorilor are doua proprietati fundamentale: aditivarea si disjunctia - Figura 2.1.24. Aditivarea - amestecul a doua sau mai multe radiatii colorate are ca rezultat o culoare mai luminoasa decat componentele; o concentratie corespunzatoare conduce la obtinerea culorii albe. Disjunctia - amestecul a doua sau mai multe vopsele colorate are ca rezultat intotdeauna o culoare mai intunecata decat componentele (intrebare - si atunci cum explicam existenta vopselei albe?); o concentratie corespunzatoare conduce la obtinerea culorii negre (riguros vorbind, negrul NU este o culoare, ci tocmai absenta culorii).

   

a)    b)

Figura 2.1.24 Amestecul aditiv (a) si disjunctiv (b) al culorilor

Exemplu. Amestec aditiv: rosu + verde = galben

rosu + violet/albastru = rosu purpuriu (magenta)

verde+ violet/albastru = albastru deschis (seninul cerului-cian)

rosu + verde + violet/albastru = alb

Galben, magenta si cian sunt numite culori secundare sau culori complementare; combinarea uneia din ele cu culoarea fundamentala care nu a contribuit la obtinerea ei produce alb

Exemplu.    magenta + verde = alb

galben + violet/albastru = alb

cian + rosu = alb

Amestecul disjunct (al vopselelor) produce negru (de fapt, un brun foarte inchis sau un negru albastrui). Daca se combina culori complementare se obtin culorile fundamentale.

Exemplu. galben + magenta = rosu

galben + cian = verde

magenta + cian = violet/albastru

galben + magenta + cian = negru

Cele mai cunoscute sisteme colorimetrice pentru masurarea culorii sunt sistemul Munsell si sistemul tricromatic CIE.

Sistemul Munsell este folosit in ingineria iluminatului pentru definirea culorii obiectelor in conditii de lumina naturala. Culoarea este caracterizata prin trei dimensiuni: tonalitatea (HUE), claritatea (VALUE) si saturatia (CHROMA), fiecare din ele intr-o scara de valori. Scara de tonalitati cuprinde cinci valori principale: R - rosu (red), Y - galben (yelow), G - verde (green), B - albastru (blue), P - violet (purple) si cinci intermediare: YR - galben-rosu, GY - verde-galben, BG - albastru-verde, PB - violet-albastru, RP - rosu-violet. Fiecare tonalitate este divizata la randul ei in zece gradatii indicate printr-un numar de la 1 la 10 inaintea numelui tonalitatii. Claritatea, care reprezinta luminozitatea (stralucirea) tonalitatii este data de continutul de gri al culorii, mergand de la 0 - negru pana la 10 - alb. Saturatia (sau inversul acesteia, continutul de alb) este definita printr-o scara ce poate sa aiba pana la 14 gradatii (mai putine pentru culorile albastre si mai multe pentru cele rosii). Sistemul Munsell utilizeaza o carte a mostrelor de culoare in care fiecare pagina cuprinde monstre avand o anumita tonalitate (mentinuta constanta) cu diferitele gradatii de claritate si saturatie. Culoarea este precizata prin utilizarea a trei simboluri, in ordinea "tonalitate claritate/saturatie" - Figurile 2.1.25 si 2.1.26.

Figura 2.1.25 Sistemul Munsell

Figura 2.1.26 Sectiune in sistemul Munsell

De exemplu 2,5GY 6/8 reprezinta o culoare ce are tonalitatea 2,5GY (un anumit verde/galbui), claritatea 6 (echivalenta cu o luminozitate data de un coeficient de reflexie de circa 0,3) si saturatia 8 (moderat saturata).

Sistemul CIE este un sistem de clasificare tricromatica a culorii unei radiatii si foloseste diagrama cromatica (triunghiul culorii) adoptata de CIE in 1931. In sistemul CIE 1931, culoarea este exprimata prin valorile X, Y, Z ale trei stimuli imaginari, necesare unui observator standard pentru a obtine o anumita culoare specificata. Aceste valori pot fi calculate prin insumarea compozitiei spectrale a puterii radiante a sursei reflectate de obiectul iluminat.

; ;

in care: S(λ) este distributia spectrala a puterii radiante a sursei, r(λ) - reflectanta spectrala a obiectului, (λ), (λ),(λ) - valorile functiilor spectrale de culoare si k este un factor de normalizare ales arbitrar, in functie de caracterul aplicatiei (culoarea unei surse sau a unui obiect).

Pentru surse de lumina este convenabil sa se adopte k=680 lm/W, pentru ca Y sa reprezinte fluxul luminos emis de sursa, exprimat in lumeni. Pentru obiectele colorate, k=100/, astfel ca, pentru o suprafata reflectanta perfect difuza, cu considerarea r(λ)=1 pentru toate lungimile de unda, Y sa primeasca valoarea 100.

Factorii x=X/(X+Y+Z), y=Y/(X+Y+Z), z=Z/(X+Y+Z) sunt coordonatele de cromaticitate ale sistemului tricromatic CIE 1931.

In Figura 2.1.27 si Tabelul 2.1.2 sunt prezentate functiile spectrale de culoare CIE. Pentru specificarea culorii unui obiect este necesara cunoasterea celorlalte doua marimi: variatia spectrala a factorului de reflexie al obiectului si distributia spectrala a radiatiei sursei de lumina, la intervale de 5 nm. Se efectueaza produsul S(λ)r(λ) la intervale de 5 nm, apoi se multiplica cu valorile corespunzatoare ale functiilor spectrale de culoare (λ), (λ), (λ). Prin insumarea pe intregul domeniu vizibil (380 - 760 nm) se obtin valorile stimulilor X, Y, Z si apoi coordonatele de cromaticitate (x, y).

 


Figura 2.1.27 Functiile spectrale de culoare CIE

In Tabelul 2.1.3 este prezentata distributia spectrala a puterii radiante a Iluminantilor Standard CIE A, B, C si D65, in valori relative (CIE 1971)la intervale de 5 nm.

In Figura 2.1.28 si Tabelul 2.1.4 se exemplifica modul de calcul al stimulilor distributiei spectrale pe baza carora se determina, apoi, coordonatele cromatice (x, y), in conformitate cu relatiile de definitie. Se efectueaza produsul S(λ)r(λ) la intervale egale de lungime de unda (pentru simplitate, in tabel sunt efectuate la 20 nm), dupa care se multiplica cu valorile corespunzatoare ale functiilor spectrale de culoare (λ), (λ) si (λ). Prin insumarea pe intregul domeniu vizibil (380 - 760 nm) se obtin valorile stimulilor X, Y, Z si apoi, coordonatele cromatice (x, y).

Tabelul 2.1.2 Functiile spectrale de culoare (λ), (λ), (λ) ale unui observator standard CIE 1931

(nm)

(nm)



Tabelul 2.1.3 Distributia spectrala a puterii radiante a Iluminantilor Standard CIE A, B, C si D65, in valori relative (CIE 1971)

(nm)

A

B

C

D65

(nm)

A

B

C

D65



Sursa A reprezinta o lampa cu incandescenta

Sursa B reprezinta lumina soarelui de la amiaza

Sursa C reprezinta lumina zilei medie care rezulta de la un cer acoperit complet

Sursa D65 reprezinta lumina zilei cu temperatura de culoare 6500 K


Figura 2.1.28 Calcularea valorilor tristimulilor CIE determinati de o sursa de lumina; distributia puterii spectrale S(λ) a unei surse standard CIE, reflectanta spectrala r(λ) a obiectului iluminat si functiile observatorului standard CIE (λ), (λ),(λ)

Tabelul 2.1.4. Calcularea valorilor tristimulilor distributiei spectrale

λ [nm]

r

Sc x

Sc x r

Sc y

Sc y r

Sc z

Sc z r

0,00044

0

0,04

420

0,330

0,02926

0,97

0,00085

0,03

0,14064

4,64

440

0,417

0,07680

3,20

0,00513

0,21

0,38643

16,11

460

0,500

0,06633

3,32

0,01383

0,69

0,38087

19,04

480

0,472

0,02345

1,11

0,03210

1,52

0,19464

9,19

500

0,365

0,00069

0,03

0,06884

2,51

0,05725

2,09

520

0,240

0,01193

0,29

0,12882

3,09

0,01450

0,35

540

0,135

0,05588

0,75

0,18268

2,47

0,00365

0,05

560

0,079

0,11751

0,93

0,19606

1,55

0,00074

0,01

580

0,060

0,16801

1,01

0,15989

0,96

0,00026

0

600

0,055

0,17896

0,98

0,10684

0,59

0,00012

0

620

0,060

0,14031

0,84

0,06264

0,38

0,00003

0

640

0,072

0,07437

0,54

0,02897

0,21

0

0

660

0,082

0,02728

0,22

0,01003

0,08

0

0

680

0,074

0,00749

0,06

0,00271

0,02

0

0

700

0,070

0,00175

0,01

0,00063

0

0

0

Se obtine tripleta X = 14,27, Y = 14,31, Z = 51,52, dupa care x=0,178, y=0,178, z=0,643. Coordonatele cromatice caracteristice sunt (0,178, 0,178)

Culoarea luminii este specificata prin coordonatele (x, y) calculate pe baza distributiei spectrale a puterii radiante a sursei de lumina - Figura 2.1.24. Punctele reprezentative pentru toate culorile sunt situate in interiorul ariei delimitate de curba spectrala - S care reprezinta locul geometric al culorilor spectrale (cele mai saturate) si de linia culorilor purpurii - P (ce uneste capetele curbei). Colturile triunghiului cuprind culorile primare rosu, verde, albastru. Culorile se dilueaza spre "lumina alba" din zona centrala. Curba L este locul geometric Plankian, cuprinzand cromaticitatea radiatiei corpului negru in functie de temperatura acestuia. Punctul W indica "punctul alb" (coordonate x=0,33; y=0,33) al spectrului de radiatie energetica uniform distribuita, iar punctul D corespunde iluminantului CIE standard D65 ce reprezinta lumina zilei medii.

a)

b)

Figura 2.1.29 Diagrama cromatica CIE (a); Curba de cromaticitate a corpului negru (b)

Culoarea aparenta si redarea culorilor. Calitatile colorimetrice ale unei lampi sunt caracterizate prin doua aspecte: (a) culoarea aparenta care poate fi exprimata prin coordonatele (x ,y) din diagrama cromatica CIE sau prin temperatura de culoare; (b) gradul de redare a culorii, efect al luminii asupra aspectului cromatic al obiectelor iluminate; unei anumite culori aparente a sursei de lumina ii pot corespunde diferite compozitii spectrale si fiecare compozitie spectrala determina o anumita culoare aparenta a obiectului iluminat.

Temperatura de culoare a unei surse de lumina este temperatura corpului negru la care se obtine o culoare identica cu culoarea sursei. Aceasta marime caracterizeaza cromatica surselor de lumina pentru care punctul de culoare, dat de coordonatele (x, y), se gaseste situat pe curba Plankiana. In caz contrar se foloseste termenul de temperatura de culoare corelata care este temperatura corpului negru la care culoarea acestuia se aseamana cel mai mult cu aceea a sursei.

In figura sunt reprezentate liniile de temperatura de culoare corelata constanta (izotermele de culoare) care pot fi utilizate ca un mijloc de aproximatie a localizarii punctelor de culoare ale unor surse de lumina. Culoarea aparenta este corelata cu temperatura de culoare, definind trei grupe in care pot fi incadrate lampile folosite in iluminatul interior normal:

culori calde, pentru un spectru alb-rosiatic si Tc<3300 K;

culori intermediare, pentru un spectru alb si Tc=33005500 K;

culori reci, pentru un spectru alb-albastrui si Tc>5500 K.

O problema care apare in definirea unei surse de lumina este ca doua lampi pot sa aiba aceeasi temperatura de culoare corelata dar sa aiba punctele de culoare situate de o parte si de alta a curbei Plankiene, avand astfel caracteristici de culoare diferite.

Redarea culorilor asigurata de o sursa de lumina este apreciata prin indicele de redare a culorii Ra (definit de CIE in 1965). Acesta este o masura a corespondentei dintre perceptiile vizuale ale obiectelor iluminate de sursa de lumina analizata si de o sursa de lumina etalon (iluminant standard, de referinta) - Figura 2.1.25. Indicele de redare a culorii este determinat prin calcul folosind un set de 8 (sau 14) mostre de culoare - Figura 2.1.26, plecand de la compozitia spectrala a radiatiei sursei de lumina si temperatura de culoare corelata a acesteia. Se calculeaza diferenta dintre punctele de culoare ale fiecarei mostre de culoare pentru cele doua surse de lumina (analizata si de referinta) si se face o medie aritmetica a numerelor obtinute (pentru detalii privind alegerea iluminantului de referinta si metoda de calcul vezi publicatia CIE Nr. 13):

Ra=100-4,6ΔEa

unde ΔEa este media aritmetica a diferentelor dintre coordonatele cromatice ale celor opt mostre de culoare sub cele doua surse de lumina. Numarul 4,6 provine de la calibrarea la valoarea de Ra=50 pentru lampa fluorescenta alba Tc=3000 K.

 

 


Figura 2.1.25 Vectorii diferentelor de culoare intre Figura 2.1.26 Mostrele test CIE

SR si SA pentru opt mostre-test in coordonate U*, V*

Lampa de referinta    o Lampa test

Determinarea Ra se face printr-un calcul laborios, care urmeaza cinci pasi:

1) Se selecteaza sursa de lumina de referinta - iluminantul de referinta, care sa aiba aproape aceleasi coordonate cromatice ca si sursa care urmeaza sa fie evaluata. Pentru lampi cu Tc<5000 K se foloseste radiatorul Plankian; pentru lampile cu Tc>5000 K se alege cea mai apropiata distributie spectrala a luminei zilei.

2) Se determina distributia spectrala a radiatiei sursei de lumina si se calculeaza temperatura de culoare corelata Tc. Se finalizeaza alegerea iluminantului de referinta, prin precizarea distributiei spectrale a radiatiei acestuia.

3) Se selecteaza mostrele de culoare - cele 8 (plus alte sase recomandate de CIE). Sunt caracterizate printr-o distributie unifoma pe cercul tonalitatilor Munsell, cu claritate 6 si saturatie medie (4 - 8), astfel ca reflectantele sunt aceleasi pentru fiecare mostra si lungime de unda. Se cunoaste distributia spectrala a reflectantei fiecarei mostre.

4) Se calculeaza valorile stimulilor tricromatici si coordonatele cromatice (x, y) ale luminii reflectate de fiecare mostra de lumina;

Utilizand relatiile:

; ;

; ; ;

se determina coordonatele W*, U*, V* pentru fiecare sursa si mostra test;

6) Diferentele de culoare in perceptia aceleiasi mostre i in luminile celor doua surse SR si SA se calculeaza cu expresia:

, i I

7) Se calculeaza indicele de redare a unei culori (pentru mostra i) ;

8) Se calculeaza indicele general de redare a culorilor ca medie aritmetica a indicilor pentru Nm mostre considerate: , unde s-a notat cu ΔEa media aritmetica a diferentelor de culoare ΔEai, cu i I

Observatie. Pentru cunoasterea in amanunt a modelului matematic se vor consulta normele CIE. Pozitionarea cromatica a unei surse test cu Ra=63 este exemplificata in figura 3.3.

Valoarea maxima teoretica a indicelui de redare a culorii este 100 care se obtine atat pentru o lampa cu incandescenta cu temperatura de culoare corelata de 2700 K cat si pentru iluminantul de referinta "lumina zilei" cu o temperatura de culoare de 6500 K. Este important de retinut ca acest indice de redare a culorii este o marime relativa, raportata la o sursa de referinta specifica fiecarei lampi in parte, nu este o marime absoluta. Pentru valori sub 25, indicele de redare a culorii nu are semnificatie practica; datorita metodei de calcul ("100 - o suma algebrica") pot rezulta si valori negative. De exemplu, lampa cu incandescenta are un indice de redare a culorii de 100 (fiind comparata cu radiatorul Plankian de 3000 K), dar ea nu poate fi folosita in fotografia sau televiziunea color intrucat distorsioneaza culorile prin spectrul sau bogat in radiatia galben/rosu. Iar lampa cu vapori de sodiu de joasa presiune are indice negativ.

In Tabelul 2.1.5 sunt indicate valori orientative pentru indicii generali de redare a culorilor Ra pentru diferite tipuri de lampi.

Tabelul 2.1.5. Informatii cromatice privind lampi uzuale

Aspect

Indice general de redare a culorilor Ra

<30

3050

5070

7090

90100

100

Redare

slaba

acceptabila

buna

foarte buna

reala

ideala

Lampa

cu vapori de sodiu de joasa presiune

cu vapori de mercur sau sodiu de inalta presiune

fluorescenta (alb), cu mercur si ioduri metalice de inalta presiune

fluorescenta (alb superior)

cu incandescenta, fluorescenta

(alb special de lux)

de referinta

Indicele de redare a culorii Ra este util in specificarea culorii doar daca limitele sale sunt intelese. Initial a fost destinat sa compare spectrul continuu al surselor cu valori peste 90. La valori inferioare este posibil sa avem doua surse cu acelasi Ra, dar care sa redea culoarea foarte diferit. In acelasi timp, culorile iluminate de surse care difera intre ele prin mai mult de 5 puncte pot sa fie asemanatoare. Culorile vazute sub lampi cu spectru de linii, cum sunt cele cu vapori de mercur, cu ioduri metalice sau cu vapori de sodiu de inalta presiune, cum este lampa Lucalox, pot sa arate mult mai bine decat ar indica indicele Ra. O lampa cu incandescenta are, prin definitie, un indice Ra=100. Aceasta nu inseamna, insa, ca ea este o sursa de lumina ce asigura o redare perfecta a culorii. Din contra, este slaba in albastru. Pe de alta parte, lumina zilei ce provine de la un cer din emisfera nordica la 7500 K este slaba in rosu, ea nefiind, de asemenea, o sursa perfecta de redare a culorii, desi are si ea un indice Ra=100. Cu toate scaderile sale evidente, metoda indicelui de redare a culorii este singura acceptata pe plan international prin aceea ca ofera o informatie privind redarea culorii. Ea va fi utilizata de comunitatea stiintifica pana cand va fi dezvoltat un sistem care sa descrie mai bine ceea ce noi vedem in realitate. Indicele de redare a culorii este un indicator relativ al abilitatii unei surse de lumina de a reda culoarea si va fi utilizat doar in acest sens.

Cateva valori ale indicilor de redare a culorii ale lampilor uzuale:

lampa cu incandescenta 100

lampa fluorescenta - (simbol Philips)

- 29 52

- 54 77

- 82, 83, 84 85

- 93, 94 93

- 57 98

lampa cu sodiu de joasa presiune SOX -44

lampa cu sodiu de inalta presiune SON 26

lampa cu mercur de inalta presiune 45

lampa cu halogeni (vapori de mercur) 70

Se definesc cinci grupe de redare a culorilor pe baza carora pot fi alese sursele de lumina folosite in iluminatul interior - Tabelul 2.1.6.

Tabel 2.1.6 Caracteristicile de redare a culorii - CIE

Caracteristica de redare a



Intervalul indicelui de

Culoarea aparenta

Exemple de utilizare

culorii

redare a culorii

Preferat

Acceptat

1A

Ra 90

cald

potrivirea culorii

intermediar

examinari clinice

rece

galerii de arta

1B

90>Ra 80

cald spre intermediar

camine, scoli, spitale hoteluri, restaurante, magazine,

intermediar spre rece

tipografii, industrie usoara

2

80>Ra 60

cald

hale industriale

birouri, scoli

intermediar

rece

3

60>Ra 40

industrie grea

hale industriale

4

40>Ra 20

industrie grea, hale industriale cu cerinte de redare a culorii reduse

Alegerea unei surse de lumina cu o anumita cromatica pentru o incapere este determinata de functiunea incaperii. Aceasta presupune atat aspectele psihologice ale culorii - senzatia de caldura, relaxare, claritate etc. cat si consideratiile de compatibilitate cu lumina zilei si de asigurare a unei culori "albe" pe timpul noptii.

Selectarea unei surse de lumina de a anumita culoare aparenta va avea in vedere si urmatoarele consideratii:

(a) pentru incaperi iluminate cu mai putin de 300 lx, este preferata o culoare calda sau intermediara; lampile cu o culoare aparenta imprima incaperilor o aparenta trista, neplacuta in cazul unor iluminari reduse;

(b) in cazurile in care se doreste integrarea cu lumina zilei, se vor utiliza surse de lumina cu culoare intermediara;

(c) in aceeasi incapere nu se vor utiliza la intamplare lampi cu culori diferite.

Nu se poate evidentia o relatie simpla, directa, intre culoarea aparenta a unei surse de lumina si preferintele utilizatorilor acelui spatiu iluminat.

Acolo unde considerentul principal este aparenta spatiului si a obiectelor din el, se recomanda sursele de lumina cu un Ra mare. In general, sursele de lumina cu un bun indice de redare a culorii (grupul 1B) atribuie suprafetelor si obiectelor o culoare mult mai vie, mai puternica decat cele cu un indice moderat sau scazut (grupele 2,3 si 4). Lampile cu un indice scazut pot distorsiona anumite culori. Stabilirea exacta a gradul de redare a culorii necesar pentru o situatie concreta este o problema de decizie individuala. Indicele de redare a culorii CIE poate fi utilizat doar cu caracter informativ in aprecierea privind contributia unor surse de lumina la crearea ambiantei unei incaperi. Surse de lumina avand acelasi indice nu vor reda culorile in mod necesar in acelasi grad pentru ca acelasi indice se poate obtine din mai multe combinatii ale indicilor individuali obtinuti de la cele 8 mostre de culoare, fiind rezultatul unui calcul de medie aritmetica. Astfel, o lampa poate sa aiba un indice individual mai mare in rosu iar alta - in albastru si pentru ambele rezulta un acelasi indice general de redare a culorii. De aceea, pentru alegerea unei surse de lumina intr-o situatie data este util sa se analizeze spectrul de radiatie al acesteia; de exemplu, din spectrele de radiatie ale lampilor fluorescente se constata cu usurinta ca lampa "alb rece" (temperatura de culoare corelata 4200 K) contine mai mult albastru si mai putin rosu decat lampa "alb cald" (temperatura de culoare corelata 3000 K).

Intre redarea culorilor si eficacitatea luminoasa a unei lampi exista o puternica contradictie. Pentru ca sa se obtina o culoare cat mai reala a unui obiect iluminat de o sursa de lumina, aceasta trebuie sa aiba un spectru de radiatie cat mai larg, apropiat de cel al luminii naturale. Dar transformarea energiei radiante in lumina este determinata de eficacitatea luminoasa relativa spectrala V(l , fiind maxima pentru o radiatie monocromatica avand lungimea de unda de 555,5 nm (ce corespunde unei culori galben/verde). In cazul lampilor cu descarcari, redarea culorilor presupune existenta in spectrul de radiatie a benzilor din zonele celor trei culori primare - rosu, verde, albastru. Lampile fluorescente de tip "trifosfor" utilizeaza o pulbere fluorescenta ce contine trei componente de halofosfati cu sensibilitate spectrala corespunzand acestor trei benzi. Ele asigura un indice de redare a culorii de 85 la o eficacitate luminoasa de 90 - 96 lm/W. Din contra, lampa cu vapori de sodiu emite o radiatie monocromatica cu lungimea de unda de 589 nm ce ii confera o eficacitate luminoasa de pana la 200 lm/W (170 lm/W pentru sistemul lampa/balast), dar fara sa se poata defini un indice de redare a culorii. Producatorii de lampi obtin insa rezultate spectaculoase prin utilizarea unor tehnologii moderne, ce asigura un compromis de inalta calitate intre acesti doi parametri caracteristici. Au rezultat astfel atat lampile fluorescente de tipul multifosfor cu un indice de redare a culorii de 95 - 98 si o eficacitate luminoasa de 64 - 65 lm/W, cat si lampile cu vapori de sodiu de tipul SON cu spectrul imbunatatit cu un indice de redare a culorii de 60 si o eficacitate luminoasa de 90 lm/W. Desigur trebuie avut insa in vedere pretul de cost ridicat al acestor lampi speciale.

Caracterizarea cromatica a unei surse de lumina se face prin spectrul de radiatie, temperatura de culoare corelata si indicele de redare a culorii. Pe de alta parte, proiectantul instalatiei de iluminat va trebui sa ia in considerare cele trei aspecte evidentiate mai sus atunci cand va alege tipul lampii electrice: eficacitatea luminoasa, redarea culorii si pretul de cost. Performanta vizuala si confortul vizual sunt determinate si de aspectele cromatice ale diferitelor suprafete din campul vizual al observatorului, de schema de culori folosita pentru suprafetele incaperii. Culori deschise sunt eficiente energetic, prin valorile ridicate ale coeficientilor de reflexie, de 50 - 80%, culorile medii au o reflexivitate scazuta, de 30 - 50%, iar cele inchise (negre) - sub 10%. Suprafetele colorate iluminate devin surse secundare de lumina colorata care vor influenta alte culori din incapere. Suprafetele de culori calde (galben, rosu) sunt mai placute privirii daca sunt iluminate cu o lumina "calda" - alb rosiatic (data de lampi cu temperatura de culoare scazute, sub 3300 K) decat cu lumina "rece" - alb albastrui (data de lampi cu temperatura de culoare ridicata, peste 5300 K). Sursele de lumina de culoare "intermediara" - alb (data de temperatura de culoare de 3300 - 5300 K) sunt cele mai recomandate pentru interioare in care se doreste asigurarea unei ambiante placute cu o redare "normala" a culorii obiectelor iluminate. Culorile alimentelor sunt mai apreciate daca sunt privite la o lumina "calda" decat la o lumina "rece".

Vizibilitatea poate fi imbunatatita prin asigurarea unui contrast de culori in zona sarcinii vizuale, in special in cazurile in care contrastele de luminanta sunt scazute.

O corelatie interesanta exista intre culoarea aparenta a unei surse de lumina si nivelul de iluminare medie, determinata pe considerente de satisfactie vizuala de Kruithof (1941).

Figura 2.1.27 Diagrama Kruithof

Daca proiectantul a stabilit nivelul iluminarii medii necesar pentru desfasurarea unei activitati, diagrama din figura este utila in selectarea temperaturii de culoare corelata a sursei de lumina care asigura un mediu luminos agreabil. Combinatiile corespunzatoare zonelor umbrite produc senzatii dezagreabile de raceala sau cu imagini sterse (zona inferioara) sau o paleta de culori nenaturale (zona superioara).

In functie de cerintele de redare a culorilor reale, de nivelul de iluminare medie si de factorul de reflexie al sarcinii vizuale, caracteristicile de culoare ale surselor de lumina - temperatura de culoare corelata si indicele de redare a culorilor - sunt date orientativ in tabel (dupa SR 6646 si NP 061-02).

Tabelul 2.1.7 Valorile indicelui de redare a culorii

Treapta de redare a culorii

Cerintele de redare a culorii

Factorul de reflexie, ρ

Iluminarea nominala En

Indicele de redare a culorii, Ra

Redare foarte buna a culorii

En    ≥ 4000 lx, ρ > 0,2

80 < Ra ≤ 100

En    ≥ 3000 lx, 0,2 ≤ ρ ≤ 0,4

En    ≥ 1000 lx, ρ ≥ 0,4

Redare buna a culorii

En ≥ 300 lx

60 < Ra ≤ 80

Redare medie a culorii

En ≥ 150 lx

40 < Ra ≤ 60

Redare slaba a culorii

20 < Ra ≤ 40

Lampile electrice utilizate in instalatiile de iluminat pot fi grupate in urmatoarele categorii principale: incandescente normale (de uz general) LIG, incandescente cu halogeni LIH, fluorescente tubulare LFT, compacte LFC, cu mercur de inalta presiune cu balon fluorescent LMF, cu lumina mixta LMM, cu halogenuri metalice LMH, cu sodiu de joasa presiune LSJP, de inalta presiune LSIP, fara electrozi - cu inductie cu mercur LQ, cu microunde cu sulf LSf.

Lampile sunt diferentiate prin constructie, functionare, caracteristici - putere, flux luminos, eficacitatea luminoasa, durata de viata, deprecierea fluxului luminos, proprietatile colorimetrice - culoare aparenta (coordonate cromatice, temperatura de culoaer corelata), redarea culorii -, timpul de amorsare, timpul de reaprindere, capabilitatea de diminuare a fluxului luminos (dimming), pozitia de functionare, alimentare.

Tabelul 2.1.8 Prezentare comparativa a unor caracteristici de functionare a lampilor de uz general (valori informative)

Caracteristici

Lampa cu incandescenta

Lampa fluorescenta

Lampa cu vapori de mercur de inalta presiune

Lampa cu vapori de sodiu

Lampa fara electrozi

LIG

LIH

LFC

LFT

LMF

LMM

LMH

LSJP

LSIP

LQ

LS

Putere, W

Flux luminos, lm

Eficacitate, lm/W

Culoarea aparenta

Alb-cald

alb-cald

alb-cald

alb-cald/rece

intermediar

intermediar

rece

galben

alb-auriu

alb-cald, rece

alb

Redarea culorii

excelenta

excelenta

buna

moderata excelenta

slaba moderata

moderata

buna excelenta

fara

slaba moderata

buna

buna

Balast

fara

fara

magnetic

incorporat

magnetic

magnetic

electronic

electronic

Starter/ignitor

fara

fara

fara

fara

ignitor

fara

fara

Aprindere, min

zero

zero

zero sau <

zero

zero 2

zero

zero

Reaprindere, min

zero

zero

zero

zero

<

zero

zero

(1) incorporat sau separat; (2) magnetic sau electronic; (3) magnetic sau hibrid; (4) cu starter sau fara starter;

(5) separat sau in balast; (6) separat sau in lampa

Intrebari

1. Perceptia culorii nu este influentata de:

a. distributia spectrala a sursei de lumina

b. distributia luminii in spatiu

c. proprietatile reflexive ale corpurilor iluminate

2. Care criteriu luminotehnic este in directa legatura cu "perceptia formei":

a. distributia spatiala a luminantei

b. redarea culorii

c. nivelul de iluminare

3. Coordonatele cromatice x=0,34 si y=0,345 in triunghiul cromatic CIE corespunde la o:

a. nuanta de verde

b. culoare alba cu temperatura de culoare de 5200 K

c. culoare alba cu temperatura de culoare corelata de 4800 K

4. O lampa cu mercur fara strat de pulbere fluorescenta emite lumina vizibila pe lungimile de unda de 405, 435 si 545 nm. Care culoare va avea in mod special o slaba redare a culorii sub lumina acestei lampi?

a. violet

b. verde

c. rosu

5. Radiatia cu lungimea de unda de 550 nm este de culoare

a. albastra

b. verde

c. rosie





Politica de confidentialitate | Termeni si conditii de utilizare



DISTRIBUIE DOCUMENTUL

Comentarii


Vizualizari: 1990
Importanta: rank

Comenteaza documentul:

Te rugam sa te autentifici sau sa iti faci cont pentru a putea comenta

Creaza cont nou

Termeni si conditii de utilizare | Contact
© SCRIGROUP 2024 . All rights reserved