Home

 
Неон і освітлення

Потужність і ефективність.

Наше око сприймає цілу гамму частот (між 400 і 700 нм) різними способами. Якщо випромінювання енергії концентрується на центральних частотах такої гамми, тобто на тих, які ми сприймаємо найкраще, ми одержуємо найбільшу ефективність свічення. Коли ж навпаки, разом із найвиднішими нам частотами наше джерело освітлення генерує й багато інших, які ми сприймаємо або слабо, або зовсім не сприймаємо, ефективність зменшується. Потужність джерела світла вимірюється в Ватах, а його ефективність – у співвідношенні між Ватами й Люменами (lumen/watt). Люмени виражають світловий потік цілком, тобто загальну кількість світла, випромінюваного у всіх напрямах від джерела, співтавлюваного з чутливістю людського ока для різних частот.

Форма

Раніше, коли штучне освітлення йшло від вогню, його можливими формами були форми вогнища, які залежали від вітру.
Сьогодні ж ми маємо джерела світла близькі до точки або лінійні по прямій лінії, або такі, що розгортаються в певній площині, або ж тримірні. Точкове джерело світла, поміщене у відбиваючу параболу, ідеальне для одержання направлених пучків світла, які поширюються на велику віддаль і створюють чіткі тіні. Саме ця властивість є привілеєм загальноприйнятих ламп розжарення і галогенних ламп, а також різних газосвітних ламп під великим тиском. Неонові лампи можуть наближатися до цієї типології, якщо використовуються маленькі діаметри і трубки, зігнуті так, щоб уникнути лінійного розширення. Найзагальнішим прикладом таких ламп є так звані «компактні» лампи. Неонові лампи ідеальні для створення ліній світла. Таке лінійне джерело можна помістити у відбиваючі профілі з параболічними секціями для того, щоб створити тонкі "леза" світла, якими можна збоку освітлювати поверхні. Чим менший діаметр трубки, тим чіткіше «вістря» створюваного світла. Необхідно пам'ятати, що коли пучок або лінія світла оточують поверхню, наприклад, стелю або стіну, то остання може частково відбивати світло, створюючи розсіяне освітлення. Таке рішення в основному вибирається для того, щоб уникнути осліплення джерелом світла. Ефективність системи в цьому випадку буде сильно зменшена із-за кількості світла, поглинутого поверхнею.
Коли ненова трубка розміщується на поверхні або в просторі, то в кожному випадку продукується розсіяне свічення.
Хороший проект системи освітлення має бути зроблений, враховуючи той факт, що більша частина направленого або розсіяного світла має різні психологічні ефекти. Направлене світло, яке створює тіні й півтіні, має збуджуючий і стимулюючий ефект, захоплює увагу і тому типово використовується на сценах театрів. Розсіяне світло, навпаки, має заспокійливий ефект, але разом з тим і пригнічуючий, як день із сірим хмарним небом, що знищує тіні. Хороший проект світла повинен уміло комбінувати й використовувати як розсіяні джерелои світла, так і концентровані, згідно вимогам і типу обстановки, яку необхідно створити. Я можу порадити поєднувати лампи «теплих» відтінків малого діаметру, зігнутих у спіралі для максимальної концентрації джерела світла, з лінійними лампами рішуче «холодних» відтінків, які створюють розсіяне свічення. Це було би трохи схоже на ефект сонячного освітлення, де тіні, які дістають блідо-блакитне освітлення від неба, мають колір, що відрізняється від поверхонь, освітлених сонцем і «тепліших». Тобто. можна додати до відтіночного контрасту також і світловий контраст, придаючий освітленню більшу природність і динаміку.

Зміни світла в часі

Сонячне світло доходить до землі, постійно меняючись залежно від часу доби, сезону, а також погодних умов. Зміна світла позначує і розділяє потік часу і об'єднує нас із існуванням світу. Також і перше штучне освітлення, основане на вогні, постійно мінялось залежно від вигорання або поповнення горючої речовини, руху повітря й інших феноменів, як значних, так і незначних. Рухливість вогню й дрижання свічки підтримували компанію й зігрівали серце, як присутність чогось живого.
З електричним же світлом з'явилося стабільне освітлення, завжди однакове. Разом зі збільшенням можливостей по освітленню по кількості, ми переживаємо також певне якісне збіднення, пов'язане з нерухомістю цього освітлення. Використання електронних технологій може виправити такий дефект. Дійсно, є можливість задавати програму, з допомогою комп'ютера і спеціальних програмістів і створювати постійні зміни, достатньо швидкі й значимі, не тільки стосовно інтенсивності світла, але також і кольору освітлення, його походження і типу, до якого воно належить і як виглядає. Віднині обмеження можуть бути тільки в фантазії дизайнера. Даний аргумент потребує особого осмислення і може стати сюжетом наступної статті.

Біла поверхня в тіні
при ясному небі
Біла поверхня на сонці
при ясному небі
Біла поверхня
при хмарному небі
Спектри сонячного світла

Спектральна композиція

Неонові лампи, як холодного, так і теплого свічення, мають цінну характеристику для штучного освітлення: велика різноманітність кольорів і спектральних композицій. Люмінофор, перетворюючий невидиме ультрафіолетове випромінювання в видиме світло, є джерелом світла і може бути потрібним способом змішаний для досягнення будь-яких бажаних характеристик. Наприклад, його спектральні композиції можуть ефективно імітувати багате сонячне свічення.
Колір люмінофора залежить від його хімічного складу та інших фізичних характеристик, які можуть мати дуже різні варіанти для досягнення потрібного. Гамма кольорів, одержуваних при допомозі люмінофора, покриває практично всю поверхню трихроматичного трикутника. Ця гамма обмежена тільки присутністю видимого компонента розряду з ртутними парами, що складається з чотирьох піків (фіолетового, синього, зеленого і жовтого), які разом створюють голубий колір. Цей колір додається до кольору люмінофора й тому змінює його, зміщуючи його до білої зони в центрі трикутника. Тобто кольори газосвітних ламп не є дуже «насиченими». «Насичених» кольорів можна досягнути при фільтрації всіх або частини пиків, генерованих розрядом з ртуними парами. Така фільтрація може бути зроблена з допомогою відповідних пігментів або, для досягнення кращого результату, використовуючи кольорове скло, гамму «colortubes».


Спектр з ртутними парами

Проблема насиченості кольорів стосується тільки спеціального освітлення. Наприклад, театрального, артистичного або декоративного. Але не дуже стосується робочих і жилих приміщень, де необхідно, щоб світло мало повний спектр кольорів і тому воно має бути обов'язково білим. Що стосується неонових ламп, біле освітлення не має чітко визначеного спектру, як у ламп розжарення. Їх спектр, навпаки, може бути складений як завгодно і, в принципі, може мати дуже різні характеристики, які жорстко визначають функцію освітлення кольорів. Здатність освітлювати кольори, не деформуючи їх, виражається Індексом Світловіддачі (CRI – Color Rendering Index), по шкалі від 1 до 100. Сонячне світло, наприклад, має CRI, рівний 97-100. Білі лампи можуть також бути «теплішими» або «холоднішими». Шкала градусів Кельвіна, тобто абсолютної температури, дозволяє класифікувати їх згідно такій характеристиці: Будь-яке тіло при нагріванні починає випромінювати світло, коли розжарюється до температури 1000 °K, спочатку червоного кольору, потім оранжового, потім жовтуватого, потім білого і, в кінці кінців, блідо-голубого, зображуючи арку на колориметричному трикутнику. Тобто, з нижчою температурою кольори сприймаються «теплішими», а при вищій температурі – «холоднішими».
Якщо лампи розжарення весь час мусять знаходитися вздовж такої арки, то неонові кольори можуть відходити від неї на значну віддаль, але також можуть бути класифіковані, виділяючи умовно певні сектори. Неонові лампи, класифіковані з такою ж температурою кольору, можуть мати зовсім різні тони бо кольори відсуваються від арки температури вгору (до жовтих і зелених кольорів) або вниз (до рожевих кольорів і кольорів мальва). Для роботи зі світлотехнікою необхідно пам'ятати, що звичайно при низькому рівні освітлення краще підійдуть теплі кольори, а якщо рівень освітлення поступово росте, перевага віддається холодним кольорам.
Серед неонових ламп, які сьогодні використовуються, ми можемо згрупувати три категорії білих кольорів:

• Білі «Standard»
Переважно містять фосфори, які називаються галофосфатами, які дуже економічні й акцентовані, перш за все на ефективність свічення, а не на високу світловіддачу. Спектр таких білих кольорів бідний червоними відтінками (630-670 нм), зате багатий жовтими й зеленими, до яких чутливість людського ока найвища. Ці характеристики спричинюють скоріше негативне сприймання з боку публіки. Дійсно, нестача в гаммі червоних відтінків справляє пригнічуючий ефект на теплі кольори і перш за все на колір шкіри людини, яка стає неприродно блідою, ніби «мертвою». Їх CRI коливається від 50 до 76, згідно температурі кольору.


Спектр трубки №2

• Білі «Triphosphor»
Містять так звані «рідкоземельні" елементи, які успішно використовуються групою «Технолюкс» з 1977 року при виробництві газосвітних ламп. Такі лампи мають яскравість у 1,2-1,4 раза більшу, ніж інші трубки. (Увага! Дехто помилково вважає, що яскравість трубок з «рідкоземельними» елементами в кілька раз вища, що невірно і може привести до помилок у розрахунку потужності освітлення). Вони коштують більше і створюють свічення типовим спектром, що складається із піків, який має більшу ефективність. Тобто вони здатні перетворювати у видиме світло значну частину ультрафіолетового випромінювання. Це означає, що можна використовувати лампи з меншим діаметром або що можна збільшувати інтенсивність струму в лампі, без погіршення, а навіть із покращенням співвідношення Lumen/Watt. Це дозволило, наприклад, виробляти «омпактні» неонові лампи. Трифосфори – це смесь из трьох речовин: 
1. речовини, що випромінюють синє світло (приблизно 450 нм); 
2. речовини, що випромінюють зелене світло (приблизно 550 нм); 
3. і речовини, що випромінюють оранжово-червоне світло (приблизно 615 нм). 
Ці три піки дозволяють збільшити контраст кольорів, роблячи освітлення приємнішим і збільшуючи CRI до високого рівня, між 81 і 89. 
Але якщо необхідно одержати максимально багаті й чіткі кольори, це не найкращий вибір по причині форми піков спектру випромінювання. Простіше кажучи, такі фосфори мають тенденцію підсилення тонів зеленого й оранжового кольорів.


Спектр трубки №66

• Білі «Spectra»
"Спектра" - назва, яку група «Технолюкс» використовує для позначення сумішів відомих фосфорів з метою одержання білих кольорів із найповнішим спектром, з найвищим CRI при різних температурах кольору: В «холодних» кольорах показник CRI доходить до 97-99, тоді як у «тепліших» кольорах CRI поступово знижується. Такі види освітлення дають максимальну точність кольорів і особливо рекомендуються для використання в рекламних стендах, а також у графіці, в мебельних салонах і в магазинах одягу для внутрішнього освітлення. Серед виробників неонових ламп подібні суміші називаються “Extra”, “Extra De Luxe”, “Super De Luxe” і вони мають показник CRI в
е 90.

Спектр трубки №1

Якщо в тому, що стосується спектральної композиції, лампи холодного й теплого свічення мають однакові характеристики технологічної потужності, то є й інші аспекти, по яких вони розрізняються:

• Ефективність
Електроди для ламп теплого свічення споживають менше (приблизно на 1/3), порівняно з лампами холодного свічення. Та зате перші мають меншу довжину. При однаковому струмі лампа холодного свічення, при більшій довжині, досягає такої ж ефективності, що й дампа теплого свічення, якщо має потрійну довжину. наприклад, якщо три метри йдуть замість одного, і при цьому використовуються два електроди замість шести. При світлоотехнічних розрахунках необхідно також мати на увазі, що інтенсивність струму, використовувана в лампі холодного свічення, звичайно нижча и що необхідно мати більшу довжину трубок. З другого боку, ця менша інтенсивність струму стає сприятливим елементом у випадку з розсіяним освітленням, якщо береться до уваги, що в результаті свічення виходить менш яскравим і, отже, лампа набагато менше осліплює і може використовуватись без розсіюючих екранів, уникаючи втрат світлової енергії із-за поглинання в екранах. 

• Гнучкість
Лампа холодного свічення може бути зігнута як завгодно і може мати оптимальну довжину згідно технічним даним і особливостям приміщення, яке необхідно освітити. Це дозволяє збудувати систему освітлення як невід'ємну частину архітектурного ансамблю, з меншими проблемами вбудовування і сумістимості та з меншими обмеженнями фантазії та креативності архітектора.

• Довговічність
Добре зроблена лампа холодного свічення спокійно може відпрацювати 20 років при інтенсивній експлуатації й це сильно зменшує ціну її утримання, звичайно закладену на обслуговування освітлення. Якщо використання ламп з холодним катодом, безумовно, являє собою значне первісне капіталовкладення, переваги в естетичному та функціональному плані дуже часто компенсують недолік вищої початкової ціни, і в більшості випадків дають більший вибір, гнучкіші, функціональніші.

Президент групи «Технолюкс».
пан Бруно Такконі.
8 травня 2003 р.
(переклад з італійської).