演色性是指照明能多大程度上准确再现物体颜色的指标,也是展现物体魅力的重要因素之一。
由于演色性不同,即使是同一个物体,在不同光源照射下,颜色的呈现也可能会发生变化。
如果您想更深入地了解演色性,请参考这篇文章。
本文将对演色性的分类,以及“高”与“低”分别代表什么等内容进行全面而浅显易懂的解说。
演色性是衡量照明能否准确再现物体颜色的重要指标,因此在选择照明时,它是一个非常关键的因素。
由于可以通过数值客观表示,因此市面上存在高演色性照明和低演色性照明两类。
接下来,将从以下三个角度来解读高演色性与低演色性的区别:
① 价格
② 种类(选择的多样性)
③ 优点与缺点
基本上,高演色性的照明价格较高。主要原因有两个:“LED和荧光灯的发光部件成本较高”和“使用场所有限”
· LED
通过让电流流经内部的芯片,将电能直接转换为光能来发光。能够发出接近太阳光的光线的芯片成本非常高,因此整体费用较高。
· 荧光灯
内部封装的水银在电流作用下蒸发并产生紫外线,这些紫外线被灯管内壁涂覆的物质吸收并发光。为了发出接近太阳光的光线,所需的涂层物质原料价格高昂,因此成本也高。
高演色性照明的使用场所是有限的。
它主要应用在需要看到物体本来颜色的地方,例如进行色彩比较的现场或美术馆。而在日常生活中,人们很少会对颜色的绝对准确性有严格要求。
由于这些场所的总体使用量较少,无法形成批量化的成本优势,因此高演色性照明的价格自然偏高。
这就是高演色性照明通常被认为价格昂贵的原因之一。
以下是主要照明光源的演色评价数(Ra)示例:
· 白炽灯、卤素灯:Ra 99~100
· 三波段型荧光灯:Ra 88
· 普通荧光灯:Ra 60~74
· 汞灯:Ra 40~50
· 高演色性金属卤化物灯:Ra 92
· 金属卤化物灯:Ra 65
· 高演色性高压钠灯:Ra 80
· 高压钠灯:Ra 25
※Ra是表示演色评价数的指标。
※Ra是 (color rendering index, 演色指数) 的缩写。
· 能够再现接近自然光的自然色彩。
由于能够准确识别颜色,非常适用于美术品、美术馆、服装店等对色彩要求极高的环境。
· 能够更清晰地识别物体的细节与质感。
特别适合制造业、质量管理、医疗现场等需要精准色彩再现的工作环境。
· 效率较低
在将电能转化为光的过程中,不同机制的LED和荧光灯都会存在损耗,部分电力不会转化为光,而是以热能的形式消耗掉,从而导致整体效率降低。
因此,如果要把现有的光源更换为高演色性光源,就需要选择功率更大的灯具,电费也会比以前更高。
· 价格昂贵
如前文所述,高演色性照明往往价格更高。此外,如果在更换为高演色性光源时想保持与原先相同的亮度,就需要增加数量或选择功率更大的灯具,这也会进一步增加成本。
综上所述,高演色性照明既有优点,也存在缺点。
高演色性照明通常用于需要“让物体看起来更好”或“必须清晰准确观察”的场合。通过注重演色性,可以利用照明来优化环境。但是否能够发挥超过其缺点的效果,还需要在导入前进行充分的考虑与权衡。
平均演色评价数(Ra)越接近100,就越能准确再现物体的本来颜色。通常来说,Ra在 80以上 被认为是高演色性,而 70以下 则被认为是低演色性。
CIE(国际照明委员会)还公布了针对不同空间所推荐的平均演色评价数参考值,用于指导不同场景下的照明选择。
演色性分组 | 平均演色评价数(Ra)的范围 | 使用用途 | |
理想的 | 可接受的 | ||
1A | Ra≥90 | 色比较・检查 临床检查、美术馆 | |
1B | 90>Ra≥80 | 住宅、酒店、餐厅 印刷、涂料、纺织以及精密作业工厂 | |
2 | 80>Ra≥60 | 一般作业工厂 | 办公室、学校 |
3 | 60>Ra≥40 | 粗加工工厂 | 一般作业工厂 |
4 | 40>Ra≥20 | 隧道、道路 | 演色性不重要的作业工厂 |
*摘自 CIE(国际照明委员会)《不同空间的推荐Ra》
一般来说,Ra在 80以上 就被称为高演色性,但即使是 90以上 的Ra,在某些使用场所或特定目的下,仍然可能被认为不足。
因此,选择照明时,必须结合使用场所和目的来考虑:到底需要多高Ra值的照明,才能达到目标并获得满意效果。
根据 JIS 在 2019 年的修订,明确规定了 LED 的演色性分类及其最低值。
当行业或空间的照明对象多种多样时,应根据需要选择合适的演色性分类。同时,对于各个分类,JIS 还规定了普通型和高演色型(1类~4类)在平均演色评价数(Ra)和特殊演色评价数(Ri)方面的最低值要求。
分类 | 主な使用箇所 |
普通型 | · 室外的电气、机械设备的检查、维修、安装等精细作业 · 在室内或室外进行体育运动时 室内的一般视觉作业、较粗的视觉作业、轻度作业 |
高演色型 类别1 | · 办公室中的事务作业 · 工厂中的粗加工作业或检验 · 学校的课堂教学 · 住宅中的学习或家务等室内较精细的视觉作业 |
高演色型 类别2 | · 办公室、住宅等需要利用颜色进行沟通,或伴随面对面交流的作业 · 工厂中与颜色密切相关的重要粗加工作业或检验 · 医疗相关的诊察 · 商店等需要重视商品、面部等颜色呈现的服务场所 |
高演色型 类别3 | · 美术馆、博物馆等展示、欣赏艺术品时 |
高演色型 类别4 | · 在色彩比对工作台中进行表面色彩检查等,尤其是要求高水平色彩再现的场合 |
在上述表格中所列的主要使用场所中使用照明时,建议选择不低于下表所示演色评价数最低值的照明。
演色性的种类 | 光源色的种类 | 演色评价数的最低值 | |||||||
Ra | R9 | R10 | R11 | R12 | R13 | R14 | R15 | ||
普通型 | 日光色 | 60 | – | – | – | – | – | – | – |
日白色 | |||||||||
白色 | |||||||||
暖白色 | |||||||||
灯泡色 | |||||||||
高演色型 类别1 | 日光色 | 80 | – | – | – | – | – | – | – |
日白色 | |||||||||
白色 | |||||||||
暖白色 | |||||||||
灯泡色 | |||||||||
高演色型 类别2 | 日光色 | 90 | – | – | – | – | – | – | 85 |
日白色 | |||||||||
白色 | |||||||||
暖白色 | |||||||||
灯泡色 | |||||||||
高演色型 类别3 | 日光色 | 95 | 75 | – | – | – | – | – | – |
日白色 | |||||||||
白色 | |||||||||
暖白色 | |||||||||
灯泡色 | |||||||||
高演色型 类别4 | 日光色 | 95 | 85 | 85 | 85 | 85 | 85 | 85 | 85 |
日白色 | |||||||||
白色 | |||||||||
暖白色 | |||||||||
灯泡色 |
※LED的光源颜色分为5种:日光色、日白色、白色、暖白色、灯泡色。
摘自《JIS Z9112:2019 根据荧光灯・LED的光源颜色及演色性进行的分类》
与 LED 相同,荧光灯也被分为 普通型 和 演色型(A 类~AAA 类) 四个等级。
针对每个等级,都规定了 平均演色评价数(Ra) 以及 特殊演色评价数(Ri) 的最低值要求。
演色性的种类 | 光源色的种类 | 演色评价数的最低值 | |||||||
Ra | R9 | R10 | R11 | R12 | R13 | R14 | R15 | ||
普通型 | 日光色 | 69 | – | – | – | – | – | – | – |
日白色 | 67 | – | – | – | – | – | – | – | |
白色 | 57 | – | – | – | – | – | – | – | |
暖白色 | 54 | – | – | – | – | – | – | – | |
演色A | 日白色 | 75 | – | – | – | – | – | – | 65 |
灯泡色 | 65 | – | – | – | – | – | – | 50 | |
演色AA | 日光色 | 88 | 76 | – | – | – | – | – | 88 |
日白色 | 86 | 72 | – | – | – | – | – | 86 | |
白色 | 84 | 68 | – | – | – | – | – | 84 | |
暖白色 | 82 | 64 | – | – | – | – | – | 82 | |
演色AAA | 日光色 | 95 | 88 | 88 | 93 | 88 | 93 | 93 | 93 |
日白色 | 95 | 88 | 88 | 93 | 90 | 93 | 93 | 93 | |
灯泡色 | 90 | 80 | 78 | 85 | 78 | 85 | 90 | 88 |
※荧光灯的光源颜色分为5种:日光色、日白色、白色、暖白色、灯泡色。
摘自《JIS Z9112:2019 根据荧光灯・LED的光源颜色及演色性进行的分类》
关于荧光灯,已在 2023 年 11 月 3 日于瑞士日内瓦召开的《水俣公约(关于汞的国际条约)》上决定,自 2027 年底前禁止其生产及进出口。
禁止的原因主要有两点:
① 健康风险
荧光灯中使用了汞。汞具有很强的毒性,不仅会对神经系统造成不良影响,还可能在体内长期积累,带来严重健康隐患。
② 对地球环境的影响
荧光灯中的汞在废弃时可能污染土壤和水体,对环境造成不良影响,因此被限制。
由于已确定将在 2027 年底停止荧光灯的生产,照明设备的更换将成为必要。届时,可以根据使用场所和目的,结合演色性要求,重新选择合适的照明设备。
※目前,市场上流通产品的销售和使用,以及现有荧光灯的继续使用,并未被禁止。
若要正确地观察物体的颜色,高演色性的照明至关重要。
虽然最理想的是使用稳定、不受变化影响的太阳光,但自然太阳光会受到天气、时间以及建筑朝向等因素的制约,因此无法做到 365 天全天候使用。
市面上的 LED 和荧光灯中,确实存在能够达到 Ra80 以上、被称为高演色性的光源,但在颜色差异直接关系到质量管理的场景中,就需要能够提供更接近太阳光的照明。
例如:在涂料制造商或汽车喷漆颜色检测等场景,颜色的准确性直接关系到企业的品牌形象,因此必须依赖能够再现“本来颜色”的照明。这就要求照明的演色评价数(Ra)无限接近 100。而且,在如此精细的色彩评估现场,仅仅 Ra 值高还不够,还需要考虑分光特性。正如 Seric 株式会社在提出的“色彩评估用光源的条件”中所明确的:“分光分布中不得含有超过周边部分 1.5 倍以上的辉线光谱”,而这一条件往往并未包含在一般的高演色性照明标准中。
Seric 株式会社的 “人工太阳照明灯”,演色评价数极为接近太阳光,完全满足观察物体本来颜色的条件。同时,其光线中不含辉线光谱,Ra 可达 97 以上,能在室内实现与太阳光下相同的观察条件。无论天气或时间如何,都不会受到影响,从而在提升产品质量、改善工作效率等方面带来显著优势。
我们以再现极为接近太阳光的光源 “SOLAX 系列”为核心,提供多种适用于不同用途的人工太阳照明灯。如果您正在考虑引入高演色性照明,请浏览以下产品页面,并随时与我们联系。