Temperatura barwowa światła - co to jest i czym się charakteryzuje?

Temperatura barwowa światła to parametr, o którym najczęściej słyszy się w kontekście projektowania oświetlenia oraz doboru sztucznych źródeł światła do konkretnych pomieszczeń w zależności od ich funkcji. Pojawienie się na rynku w początkach XXI w. żarówek LED zdolnych emitować światło o praktycznie dowolnej temperaturze barwowej stało się jednym z głównych impulsów do wprowadzenia przejrzystej klasyfikacji źródeł światła w oparciu właśnie o ich charakterystykę barwową. Poniżej przybliżamy tę kwestię i wyjaśniamy, jaka jest skala temperatury barwowej światła, w jakich jednostkach się ją mierzy i dlaczego parametr ten ma kluczowe znaczenie podczas projektowania oświetlenia oraz doboru jego źródeł.

Temperatura barwowa światła - definicja

Powszechnie stosowana definicja temperatury barwowej światła mówi, że jest to parametr pozwalający opisać barwę światła widzialnego emitowanego przez konkretne źródło w porównaniu do barwy światła, które emituje ciało doskonale czarne (tzn. idealne, nieprzezroczyste i nieodblaskowe). Mówiąc znacznie prościej, temperatura barwowa żarówek to parametr, dzięki któremu da się w obiektywny sposób określić wrażenie barwy, jaką emituje dane źródło światła.

W czym mierzona jest temperatura barwowa światła?

Zgodnie ze stosowaną w Polsce terminologią i przyjętym układem miar SI, temperatura barwowa światła jest mierzona w kelwinach (K), czyli jednostkach temperatury w skali bezwzględnej. Podawana na opakowaniach np. żarówek LED temperatura barwowa określona jest właśnie w kelwinach, dzięki czemu potencjalny nabywca może łatwo uzyskać informację co do tego, jakiego rodzaju światło emituje dana żarówka bądź świetlówka. Co ważne, wyrażona w jednostkach kelwin barwa światła nie odnosi się w żaden sposób do jasności czy intensywności danego źródła oświetlenia.

Ciepłota światła - przykładowe barwy światła w kelwinach

Intuicyjnie każdy człowiek jest w stanie określić światło emitowane przez dane źródło jako ciepłe, zimne bądź neutralne. Jest to jednak klasyfikacja bardzo ogólnikowa, a tym samym dość nieprecyzyjna i mało uniwersalna, ponieważ opiera się w głównej mierze na subiektywnych wrażeniach konkretnego odbiorcy.

W celu wyeliminowania ewentualnych niejednoznaczności, obowiązująca w Polsce norma PN-EN 12464-1:2012 zawiera generalną klasyfikację źródeł światła ze względu na ich temperaturę barwową. Zgodnie z zapisami wspomnianej normy temperatura barw jest następująca:

• poniżej 3300 K - barwa ciepła
• 3300-5300 K - barwa neutralna
• powyżej 5300 K - barwa zimna (chłodna)

W kontekście powyższego podziału podajemy poniżej kilka przykładów źródeł światła z poszczególnych kategorii.

Temperatura barwowa ciepła

• temperatura barwowa 1700-1800 K - paląca się zapałka lub niskoprężna lampa sodowa
• temperatura barwowa ok. 1850 K - płonąca świeca, a także wschód i zachód słońca
• temperatura barwowa 2000 K - wysokoprężna lampa sodowa
• temperatura barwowa ok. 2400 K - światło standardowej żarówki wolframowej
• temperatura barwowa 2500 K - tzw. biała soda (lampa sodowa o wysokim współczynniku odwzorowania kolorów), stosowana najczęściej do oświetlania wnętrz obiektów handlowych
• temperatura barwowa 2700 K - pomarańczowo-żółta barwa klasycznej żarówki
• temperatura barwowa 3000 K - barwa ciepła, najbardziej charakterystyczna dla białych świetlówek kompaktowych oraz świetlówek LED

Żarówka 3000K

Temperatura barwowa neutralna

• temperatura barwowa 3300 K - barwa biała neutralna, początek spektrum światła dziennego (kończy się gdzieś na około 4000 K)
• temperatura barwowa 3700 K - światło białe o neutralnej charakterystyce, często wykorzystywane w żarówkach samochodowych
• temperatura barwowa 4000 kelwinów - barwa światła dziennego (czysta biel); w przypadku sztucznych źródeł oświetlenia przyjmuje się, że jest to temperatura barwowa neutralna, optymalna do efektywnej pracy i najlepiej imitująca naturalne światło dzienne

Żarówka 4000K

Temperatura barwowa zimna

• temperatura barwowa 5500 K - lampa błyskowa aparatu fotograficznego
• temperatura barwy światła słonecznego (ok. 5500-6500 K) - barwa światła dziennego (zimnobiała, np. niebo w pochmurny dzień); w przypadku światła słonecznego przyjmuje się najczęściej, że jego temperatura barwowa mierzona nad atmosferą wynosi 5900 K
• temperatura barwowa 6500 kelwinów - barwa światła emitowanego przez monitor LCD lub CRT (może osiągać wartości nawet do 9500 K)
• temperatura barwowa 10 000 kelwinów - zimna barwa czystego, niebieskiego nieba
• temperatura barwowa ok. 30 000 kelwinów - barwa wyładowania atmosferycznego (błyskawicy) w czasie burzy

Żarówka 6500K

Dlaczego temperatura barwowa oświetlenia jest ważna?

Z uwagi na fakt, że znakomita większość informacji odbieranych przez ludzki mózg dociera do niego drogą wzrokową, a temperatura barwowa światła ma duży wpływ na organizm człowieka, prawidłowy dobór źródeł światła ma kluczowe znaczenie dla komfortu i bezpieczeństwa ludzi. Właściwy dobór oświetlenia do poszczególnych pomieszczeń polega nie tylko na spełnieniu wymagań stawianych przez obowiązujące w Polsce przepisy prawa w zakresie zapewnienia niezbędnego natężenia czy równomierności oświetlenia. Konieczne jest także dostosowanie jego parametrów użytkowych (temperatury barwowej) do potrzeb osób przebywających w oświetlanych przestrzeniach, a także do przeznaczenia danego pomieszczenia czy obiektu. Dotyczy to zarówno budynków mieszkalnych, jak i obiektów komercyjnych oraz przemysłowych.

Oświetlenie LED - temperatura barwowa żarówek zależnie od zastosowań

Temperatura barwy światła sztucznego stosowanego w pomieszczeniach, w których przebywają ludzie, w istotny sposób przekłada się na ich samopoczucie. Generalnie przyjmuje się, że:

• światło o barwie ciepłej sprzyja relaksowi i wyciszeniu,
• światło o barwie neutralnej jest najmniej męczące dla wzroku, zapewnia dobre odwzorowanie kolorów i działa lekko pobudzająco,
• światło o barwie zimnej wspomaga koncentrację, silnie pobudza i pomaga utrzymać skupienie przez długi czas.

To właśnie dlatego oświetlenie o barwie ciepłej zwykle stosuje się w restauracjach, sypialniach, salonach oraz innych przestrzeniach, w których nadrzędne jest zapewnienie relaksującej atmosfery. Z kolei oświetlenie o barwie neutralnej (ok. 4000 K) jest powszechnie wykorzystywane w biurach, przestrzeniach komercyjnych, obiektach publicznych i wszędzie tam, gdzie potrzebne jest oświetlenie pozwalające człowiekowi funkcjonować bez zmęczenia wzroku przez dłuższy czas. Oświetlenie zimne zazwyczaj montuje się w obiektach o charakterze przemysłowym, niektórych laboratoriach czy stanowiskach pracy wymagających zwracania uwagi na detale.