Вертикальное освещение

Существует два основных типа концепций освещения. Традиционные точечные прожекторы с ротационно-симметричным распределением света создают параболические фигуры на стенах. В качестве источников света обычно использовались лампы накаливания (галогеновые) в различных исполнениях или газоразрядные лампы высокого давления; для создания больших светлых поверхностей применялись линейные системы освещения с люминесцентными лампами. В настоящее время преимущества спектра и эффективность традиционных источников света давно перестали играть ключевую роль в процессе планирования. Светодиоды, появившиеся с развитием технологий, позволяют точнее осуществлять планировку освещения.

К сожалинию, при создании проекта перепланировки квартиры в Москве или любом другом мегаполисе, заказчике редко уделяют должное внимание светодизайну, а ведь он сейчас весьма важен для создания комфортной среды продживания.

Внедрение светодиодов в источники света не только изменило технологию освещения, но и предоставило новые возможности для работы с искусственным светом. Новые технологии позволяют сосредоточиться на архитектурных качествах, а источник света может гармонично интегрироваться в архитектуру. Светильник становится все менее заметным, но при этом оптимально освещает стену или объект на ней. Но основные задачи освещения остаются неизменными: акцентировать какой-либо объект на стене, например картину, или выделить саму стену.

Обычно нет необходимости привлечь внимание непосредственно к самой стене, но с помощью вертикального освещения можно повлиять на восприятие пространства (рис. 1) [1].

Рис. 1. Три типа вертикального освещения: выделенное акцентирование, смежная со стеной плоскость и самосветящаяся стена

Восприятие контраста

Для достижения наилучшего результата воспроизведения изображений примеры отображаемой картины были выполнены в автоматическом режиме с регулировкой параметров экспозиции (рис. 2). Восприятие работает аналогичным образом, адаптируя визуальный процесс к сфокусированной задаче. С физиологической точки зрения оптимальная контрастная чувствительность (основная зрительная функция) достигается, когда яркость в центре имеет более высокое значение, чем окружающее поле (рис. 3) [1].

Рис 2. Варианты решения визуальной задачи по освещению картины при постоянном уровне освещения. Из-за разной степени отражения стены возникают разные коэффициенты контрастности и меняется качество восприятия

Рис. 3. Контрастная чувствительность оптимальна, если центральное освещение ярче, чем окружающее (стабильное восприятие) [1]

На рис. 4 представлены различные варианты восприятия комнаты при неизменном освещении. Баланс белого определяется ремиссией (спектральной отражательной способностью) стен, а структура поверхности несет дополнительную информацию. В ходе обширных исследований компанией «Бартенбах» было выявлено значительное влияние окружающей среды, в том числе ремиссии стен, на самочувствие и работоспособность (рис. 4).

Рис. 4. Цветные и структурированные стены изменяют восприятие человека
на подсознательном уровне

Идеальный волвошер

Иногда стена, которая кажется однородной, не освещается равномерно по всей своей высоте. Исследование освещения в музее показало, что верхняя часть стены освещена в три раза больше (рис. 5). Если увеличить яркость верхней части, стена станет выглядеть неестественно плоской, словно сделана из тумана. При примерном соотношении 10:1 стена воспринимается как полностью освещенная, ниже этого значения верхняя часть начинает преобладать. Освещение под углом 30° к вертикали создает оптимальный моделирующий эффект для экспонатов. Освещение волвошеров может быть более концентрированным, но распределение света должно быть специально спроектировано для этих целей (рис. 6).

Рис. 5. Вверху: галерея Земпера в Дрездене — желаемое восприятие достигается благодаря сбалансированному контрасту и цвету.
Внизу: государственная галерея в Штутгарте — изменение восприятия пространства с помощью различных яркостей, контрастов и цветов

Рис. 6. Слева и справа: исследования восприятия визуально равномерного освещения стен показывают, что соотношение яркости должно быть 3:1 (посередине). Прожектор, освещающий стену, расположен слишком близко. Для таких применений предпочтителен настенный светильник, обеспечивающий оптимальное распределение света

Чем ближе расположен светильник к стене, тем длиннее тени. При этом важную роль играет качество стены. Неровности стен бетонных зданий быстро становятся заметными, вызывая недовольство клиентов и архитектора. Однако если требуется подчеркнуть видимые эффекты и стена имеет соответствующую структурированную поверхность, то применяются специальные светильники для освещения поверхности стены — волгрейзеры. Их оптика спроектирована для создания высококонтрастного трехмерного рельефа, «пробегающего» по стене под очень малым углом (рис. 7).

Рис. 7. Модели волгрейзеров очень пластичны

К сожалению, диффузные акцентные линии основного освещения часто бывают избыточными около стен, образуя яркую световую область, отрицательно влияющую на архитектурные качества. Важную роль играет верхняя часть стены. Желательно достичь формально-эстетического взаимо­действия света, светильника и архитектуры. Светильники должны не только минимально визуально воздействовать на стену, но и освещать ее до верхнего края, не оставляя световых следов на потолке. Для этого все осветительные устройства должны быть полностью установлены в потолке. Выступающие части создают нежелательные галоэффекты из-за рассеянного света. Описанные характеристики планирования, в принципе, могут быть достигнуты с использованием линзовой оптики, но она может направлять свет точно только в поперечном направлении к стене. Для направленных световых характеристик вдоль стены для каждого светодиода подбирается индивидуальная оптика. С точечными источниками света лучше осуществлять контроль излучения вдоль стены — например, ограничивать яркость.

С помощью моделирования можно добиться заметно лучшего качества освещения благодаря созданию продольных теней и точному определению геометрических размеров стены. Это устраняет блики в продольном направлении, что полезно для всех открытых стен, например стен, имеющих углы, — таким образом, проходя мимо, можно увидеть осветительную систему. Для плавного слияния точечных источников света необходимо обеспечить мягкую, но четкую границу распределения света. Это еще одно преимущество при проектировании освещения, поскольку позволяет гибко изменять расстояние между светильниками.

Стена и не только

Точное направление света и контроль яркости в осветительных системах определяются не только формой отражателя, но и уникальной микрофасетной поверхностью, состоящей из сложных свободно формируемых поверхностей, которые создают желаемое распределение света. В результате удается достичь оптимального смешивания цветов в динамическом режиме, например при использовании со светильниками Tunable White или светодиодными матрицами RGBW. Более того, это открывает возможности для применения световых концепций, которые выходят за рамки пространственного распределения. Далее приведены два примера.

Для плавного перехода от горизонтального к вертикальному освещению можно использовать комбинацию светового потока потолочного светильника и волвошера. Такая оптика получила название «даунвол», и она оптимальна для общего освещения коридоров и комнат (рис. 8).

Рис. 8. Для наглядности соседние даунволы выключены

Благодаря высокому световому потоку от больших CоB-светодиодов размером 15 мм, можно освещать стены высотой в несколько этажей, в то время как небольшие светильники размером до 13 мм могут быть объединены с точечными светильниками такого же диаметра для создания изысканного дизайна интерьера (рис. 9).

Рис. 9. Вверху: отражатели для даунволов диаметром 80, 40 и 13 мм.
Посередине: точечный светильник и даунвол с внешним диаметром 13 мм.
Внизу: магазин как сцена. Визуальный комфорт при покупке товаров, яркий свет без обычных бликов от слишком большого количества точек освещения

Для освещения полок можно использовать точечные светильники, которые устанавливаются непосредственно под потолком и освещают только зоны полок, а также выполняют определенные смежные визуальные задачи. Такой подход напоминает сценическое освещение, а световые характеристики создают сфокусированную и высококачественную среду (рис. 9). Художники по освещению сцены также высоко ценят данный подход, позволяющий точно контролировать освещение плоскости (рис. 10, 11).

Рис. 10. Плавные переходы и мягкое затухание света для высококачественных цветных динамических фонов на сценах
и в студиях

Рис. 11. Два ряда светодиодов с четырьмя спектрами светодиодов в красном, зеленом, синем и королевском синем цветах,
а также голубом, янтарном, 2200 и 6500K — световая система Dalis Cyclight обеспечивает высокую интенсивность в широком спектре пастельных и насыщенных цветов

Персональная стена

Современная оптика позволяет в высокой степени ограничивать чрезмерную яркость и блики. Использование света только там, где он нужен, помогает создать пространства с высоким качеством восприятия и комфортом для пребывания. Вертикальные поверхности стен часто находятся в зрительном фокусе людей, поэтому они определяют качество всего пространства гораздо больше, нежели потолок. Это особенно заметно в офисах с открытой планировкой. Концепция «комнаты в комнате» заменяет отсутствующие стены и создает пространственную структуру и функциональность. Однако, так же, как это происходит с мебелью или акустической концепцией, необходима согласованная концепция освещения, ориентированная на зрительные, биологические и эмоциональные потребности людей, чтобы создать среду, помогающую поддерживать активность. Визуальные задачи могут быть решены путем назначения светильника для каждой конкретной задачи. Для биологически эффективной яркости свет должен взаимодействовать с поверхностью.

Для сохранения положительных аспектов открытого офиса, таких как мобильность и гибкость, и их эффективного использования в рамках проекта ЕС Repro-Light был разработан инновационный подход к освещению. Один из ключевых элементов — использование акустически эффективного разделителя на рабочем столе, который и стал инструментом для проектирования освещения [2, 3]. В результате появилось решение под названием Personal Table Light (персональный настольный свет, PTL) [4, 5], предназначенное для обеспечения визуального и биологического освещения. Такой PTL имеет возможность отдельного управления и настраивается самим пользователем (рис. 12). Высокая биологическая яркость достигается в режиме белого света и в режиме 490 нм цианового света. Результаты исследований показали, что применение PTL повышает самочувствие и производительность пользователей.

Рис. 12. Задняя панель системы Personal Table Light (PTL) служит для акустических
и биологических целей

Такой же подход был применен и в системе «комната в комнате» [6]. Благодаря точному распределению света и оптимальному контролю яркости эта система обеспечивает различные сценарии освещения и создает «световой душ» для биологической активации на площади 2 м² (рис. 13). Таким образом, можно создать качественно согласованные концепции освещения, в том числе специализированные светильники для помещений и рабочих мест. Такие решения гармонично вписываются в пространство, в них сочетаются гибкость и энергоэффективность, обеспечивается требуемый уровень освещения.

Рис. 13. Система «комната в комнате»

Технологическая стена

Сегодня селективное освещение стен стало ключевым инструментом для дальнейшего совершенствования освещения. Однако стена сама по себе становится ограничивающим фактором, так как обычная краска отражает свет во все стороны, создавая неясное и рассеянное освещение. Хотя использование декоративной текстуры может улучшить внешний вид стены, оно не гарантирует качественное освещение. С течением времени было разработано несколько подходов для решения данной проблемы.

Один из таких подходов заключается в создании на стене отражающей поверхности, которая направляет свет в помещение, создавая более высокую вертикальную яркость и позволяя целенаправленно выполнить визуальные задачи. Благодаря высокой яркости светодиодов стена будет выглядеть блестящей (рис. 14).

Рис. 14. Стена может быть покрыта текстурами, отражающими направленное излучение

Еще один интересный подход — применение отражающих поверхностей, которые не только обеспечивают оптимальное освещение, но и гармонично вписываются в интерьер. Например, алюминиевая панель с матовым покрытием и нанесенной сетчатой текстурой создает эффект глубины при прямом взгляде, в то время как под другим углом она выглядит мягкой и белой, как обычная стена (рис. 15).

Рис. 15. Отражающая алюминиевая пластина, покрытая текстурой, напоминающей сетку

Представленные примеры основаны на фотометрических и визуальных свойствах другого типа вертикальных поверхностей в помещениях: оконных проемов и стеклянных фасадов. Их характерная особенность — высокая яркость и направленный световой поток, что создает ощущение расширения пространства. Еще один пример имитирует окно или стеклянный фасад. Механизм работы прост: свет от светильника, прикрепленного к стене, направляется к наблюдателю. Особенно это эффектно выглядит при использовании в аудиториях или аналогичных пространствах. А эстетически модифицированные варианты предоставляют проектировщикам интерьера «атмосферный» инструмент (рис. 16).

Рис. 16. При виртуальном взгляде на комнату ощущение искусственного освещения исчезает

Вертикальное освещение играет значительную роль в формировании атмосферы помещения и влияет на качество пребывания людей. Хорошее искусственное освещение может компенсировать архитектурные недостатки и создавать комфортную среду для работы и отдыха.

Описанные варианты являются инновационными решениями, которые объединяют преимущества искусственного освещения и дневного света, позволяя создавать уникальные и гармоничные световые концепции. Они отвечают требованиям комплексного освещения с учетом визуальных, биологических и эмоциональных качеств, принося людям пользу и удовлетворение.

Оригинал статьи опубликован
в журнале LED Professional,
сентябрь-октябрь 2022.