深入浅出带你了解 照明灯光源的一些奥秘

发布日期: 荣耀
工欲善其事必先利其器,想要了解怎样去选,首先我们要了解我们需要的是什么?

买灯需要的自然是  光  。

阳光  恩泽与大地,一切生物都是在阳光下孕育成长,太阳光理所当然的是最适合我们的光源。

太阳发出的白光其实并不是一个单色,其中可见光部分是由400-840nm 蓝青黄橙红等多种连续的彩色光融合在一起的颜色。阳光光谱中的各种连续的不同颜色的波段成分,在经过环境的各种反射漫反射后进入视野,光谱各种颜色成分比例和强度随时间、天气和环境而变化,从而产生不同色温 和强度上的变化。
植物生长灯
不同波段的光,颜色是不一样的。

日出而作日落而息,每天太阳升起,点亮天空绽放蓝光,使人类醒来开始活动,太阳西沉,光线中蓝光变弱红光占比越来越多,显露红晕渐渐变为柔和的暖光,使人体内的褪黑素减少,诱导人类进入睡眠。

在人造灯光的实际应用中,采用不同色温的原理也在于此。

接下来要提一下我们选用灯光,不得不面对要面对注意的几个细节问题:         

亮度和炫光  相关关键词  照 度 (illuminance) 单位 勒克斯(lx 、lux)

照度  是光源照射在被照物体单位面积上的光通量。生活照明亮度一般在100-500lx,读写在150-300lx为宜。

炫光  主要表现为光不均匀或形成光斑,例如正午阳光下看到水面波光粼粼的反光,这个就是炫光,炫光容易引起眼部疲劳不适、头晕头昏等问题。

采用合适灯罩的灯具,使发出的光进行散射和漫反射后可避免炫光问题。
植物生长灯

频闪   因为我们生活用电是50Hz频率的交流电,所以在灯泡使用中会有一定频率的明暗闪烁。

这种闪烁频率一般来说人眼不易察觉,但是频闪造成的用眼疲劳问题还是很明显的。

应对办法是选用高质量的灯光光源,尽量避免有害频闪。

简易测量方法   手机摄像头开启拍照状态 对准灯光,观察有没有明暗条纹。

植物生长灯
显色指数  简单理解就是 物体本来的颜色 在灯光下的还原度。

数据上还分为FCI(感觉对比指数)、Rf(逼真度)、Rg(饱和度)
植物生长灯

Rf逼真度越高,显色性越高,物体的本色在灯光下还原度也越高。

一般读写显色指数应大于 80,如果有色彩绘画灯要求,要选90、95以上显色指数才好。

色温   光质颜色  单位 K(开尔文)
植物生长灯

色温是光所含的光谱波段范围内的,各波段强弱占比的不同,从而达到不同的“光色”。

简而言之说人话就是,暖白光红黄颜色多一点蓝色少一点,冷白是蓝光颜色波段多一点。
植物生长灯

色温从视觉上看,不同的色调给人传递着不同的场景感觉氛围。不同色温的光对生物时钟功能的会有影响。

古时,日出而作日落而息,每天太阳升起,点亮天空绽放蓝光,使人类醒来开始活动,太阳西沉,蓝光变弱,显露红晕渐渐变为柔和的暖光,人体内的褪黑素减少,诱导人类进入睡眠。而在实际生活光源使用效果当中,蓝光会让人清醒冷静,集中精力。而暖光柔和,更适合舒比如休息睡眠等环境中。

蓝光“危害” 接下来要提到的是 广为流传的“蓝光危害”了。

原理是在400nm-840nm可见光范围内,波长越低相对能量越高,400nm蓝紫光波段以下的紫外线 UVA 320-390nm  UVB 280-320nm UVC 280nm 以下波段,因为能量更高更是直接造成人 晒伤、皮肤细胞老化的元凶。400-480nm 的蓝光能量有可能造成有害影响,但是包括蓝光、紫外线在一定程度内也是人不可或缺需要的波段,一切抛开剂量谈毒性的说法都是耍流氓。

【某相关实验的报道】

这个实验出发点是好的,而某些商家就以此作为噱头大为炒作“蓝光危害”,再加上一些浮夸极端案例宣传其用意耐人寻味。

正常情况下150lx-300lx 的灯光打在白纸上看上去已经相当亮了。这个实验用超过1500Lx 的蓝光而且还是直射3小时……这个量是温水煮青蛙吗?哦不!这是拿开水烫! 如果是人的话,这么强的光直视引起的不适感,别说拿小时计算,就是几分钟一般人也是没有几个能受得了。
植物生长灯

实际上任何研究机构都并没有证据表明蓝光对人体有具体直接的损害,所有研究数据也只都表明过多蓝光确实会导致视觉疲劳的问题,而视觉疲劳是可能诱发近视的一个因素之一,过多蓝光造成的这个危害,这才是值得我们关注注意的一个问题。

国际照明学会将视网膜蓝光危害分为4个等级:无危险类(RG0)、低危险类(RG1)、中等危险类(RG2)和高危险类(RG3)。

GB/T 9473-2017《读写作业台灯性能要求》中规定了蓝光危害类别不应超过RG0,建议儿童和青少年建议选用RG0 (无危险)产品。

市面上的产品如果达到相应标准的话,用起来还是没有问题的。

了解了以上关于光和台灯的基本知识原理 之后 我们再来看看 市场上我们能够买到的常用发光光源(灯泡)  。
植物生长灯

市面上的灯泡种类
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白炽灯  是我们小时候用的灯,灯光光色偏黄现已经淘汰,在此不做多述。

卤素灯  可以说是白炽灯的进化版,优点在于整体光色色温偏暖黄,蓝光少红光红外多,显色性好(大于95),“蓝光危害”小,其紫外线部分可以加玻璃灯罩屏蔽掉,发出的光谱是所有光源里最好的。 但是整体颜色色温偏黄不可调。而且由于我们使用的交流电的低频率50Hz,实测在实际使用中即使使用再好的灯泡,也还是有很明显的频闪的。工作时发热量比较大灯泡也会非常热,使用不当容易引起火灾等情况(并不是夸大,卤素灯泡包装上是会有这样的标示的),作为台灯光源的话,还要防止小孩子好奇用手触摸以免烫伤,如选用卤素灯这些问题是需要注意的。

荧光灯 情况比较特殊 光谱连续性一般,且有尖峰频闪严重只能做基本照明,在此不做多述。

LED灯  优点是由于用直流驱动,只要驱动电源做得好,完全可以做到无频闪 。显色性也可以做到95以上。缺点是光谱在蓝光部分不同波段强度并不均匀,有较为突出的波峰和波谷,这点来讲如果是优质的LED光源的话,做到的光谱还是相当不错的。
植物生长灯
优质的照明LED光源光谱

优质的LED光源无论是显色性、频闪、炫光 方面都可以做到完美,相应的价格成本会略高。不过市场上很多低劣的LED光源,蓝光部分会非常尖锐突出远超过右侧红光,波谷也会很深,这样的LED光源,对应的显色性当然也很差。由于价格低廉,适合底层消费者口味,这些迅速占领市场,市场上多数的LED产品也在于此,蓝光很明显肉眼能看出来,不成器的LED市场乱象再加上一些媒体商家软文大肆宣传蓝光危害,所以LED的口碑也毁在于此。
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结合以上这些知识,怎么选择适合我们的灯具光源,相信聪明的你,已经有了自己的结论。

下面我们来谈一下,关于植物灯补光方面的一些知识,有小伙伴看了我们往期文章以后,前来留言有的一些问题,在此小泛把回答统一整理一下:


1、怎么选适合自己用的植物生长 / 补光灯?

答:根据您养的植物品种的不同、植株高低以及实际安装环境来选择!

像盆栽多肉叶菜类的植物 推荐用层架结构来养,补光灯用T8灯管并排放置,距离植物20-30CM补光效果最好。如果数量多、面积大、植株高的话,可以选用大功率cob集成植物灯吊装来进行补光。

2、植物生长 / 补光灯 选用多大功率、灯与被照射植物间的距离多少合适??

答:为确保植物的补光强度,应将植物补光灯尽可能的安放在植物的正上方,其距离和植物灯功率大小而相关。一般植物灯与植物间的距离越近,光利用率越高。用LED植物灯补光,由于LED热能很少不会灼伤植物,可以近距离照射最近距离可以10厘米。选择小功率近距离照射,是最能节省成本的办法。但有大面积补光要求,或者植株高度限制安装方式的情况下,用大功率植物补光灯在才是最优选择,大功率补光灯一般安装高度0.4m-2m,具体还要看功率 和 产品发光的PPFD分布图,要达到植物所需要的最低PPFD值才好。

光量子通量密度(PPFD):指光合有效辐射中的光通量密度,它表示单位时间单位面积上在400~700nm波长范围内入射的光量子数。可以理解为实际植物所受到有效光照的强度。

具体什么品种植物,需要多少PPFD数值的光照强度,可公众号留言或致电我们获取。

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