Aydınlatma tasarımınızı geliştirmek için TM-30 metriği kullanmak

Yazarlar: Jason Livingston, Michael Royer, Tony Esposito

Muhtemelen şimdiye kadar TM-30’u duymuşsunuzdur. 

IES Işık Kaynağı Renksel Geriverim Değerlendirme Yöntemi olan ANSI/IES TM-30-18, renksel geriverimi karakterize etmede kullanılan önceki her türlü denemeden çok daha fazla bilgi sağlayan sağlam bir metrik bütünü sunuyor. 

Bazıları için bu bir sorun anlamına geliyor: Bazı insanların ortalıkta çok fazla sayı olduğunu ve bunların nasıl kullanılması gerektiğinin açık olmadığını söylediğini duyduk. Geçmişte şartname kılavuzu eksikliği haklı bir sebepti -bilimsel doğruluğa sahip metrikleri öznel görsel sonuçlarla ilişkilendiren araştırmalar devam etmekte- ancak durum şimdi oldukça farklı!

IES kısa süre önce, öznel görsel sonuçları tahmin etmek için TM-30 metriklerini kullanmayı keşfeden beş çalışmayı inceleyip özetleyen TM-30 Ek F’yi yayımladı. 1-5 Daha önemlisi, TM-30 Ek E, araştırmayı, diğer analiz ve konsensüs bazlı karar alma ile birlikte, çoğu iç mekân aydınlatma şartları için geçerli olan bir dizi basit spesifikasyon önerileri oluşturmak için kullanıyor.

Şartname hazırlayıcıları ve üreticiler CRI’dan TM-30’a geçerken, bu spesifikasyonlar sektör genelinde somut değişikliklere neden olmalıdır. Üreticiler, önceden şartlarının belirlenmesi zor olan, ancak şimdi açıkça kategorize edilmiş ve dolayısıyla pazarlanabilir ürünler sunarak piyasadaki boşlukları doldurma şansına sahiptir. Mühendisler, mimarlar, aydınlatma tasarımcıları ve diğer şartname hazırlayıcıları artık kanıta dayalı ANSI metriklerine ve spesifikasyon kriterlerine sahiptir, bu nedenle istedikleri renksel geriverim performansını şansa bırakmak yerine bu konuda daha bilinçli olabilirler. Mal sahibi ve kullanıcıların beklentileri, uygun ürünlerle açıkça tanımlanıp karşılanabilir. Böylece herkes kârlı çıkar.

Tablo 1, Ek E’den kopyalanmıştır ve üç farklı tasarım amacı için tavsiye edilen şartname kriterlerini sunmaktadır: Tercih, Canlılık ve/veya Sadakat. Her bir tasarım amacında, üç öncelik seviyesi için şartname kriterleri verilmiştir. Öncelik Seviyesi 1 en katı gerekliliklere sahiptir; bu nedenle, tasarım amacını yerine getirme olasılığı en yüksek olan, ancak aynı zamanda da daha düşük etkiye sahip olabilecek, en az nitelikli ürünlere sahiptir. Öncelik Seviyesi 3, en serbest değer aralığına sahiptir ve bu seviyedeki ürünlerin tasarım amacını karşılama olasılığı daha düşüktür -yine de amaca, mimari iç mekânlarda kullanım için amaçlanan mevcut ticari kaynakların çoğunluğuna eşit veya bunlardan daha yüksek bir oranda ulaşma olasılıkları yüksektir. Projenin gereksinimlerini belirlemek ve uygun tasarım amacı/öncelik seviyesi kombinasyonunu/kombinasyonlarını seçmek belirleyiciye bağlıdır.

İlk tasarım niyet mektubunu öncelik seviyesi numarası ile birleştirmek, bir ışık kaynağının renksel geriverim performansını Tablo 1’deki dokuz spesifikasyona bağlamanın kısaltmalar kullanılan basit bir yöntemini sağlar. Örneğin, P1 ışık kaynağı, Tercih tasarım amacı için Öncelik Seviyesi 1 kriterlerini karşılar; F2 ise, Sadakat tasarım amacı için Öncelik Seviyesi 2’yi karşılar ve “V-” Canlılık tasarım amacı için herhangi bir öncelik seviyesine hak kazanamayan bir kaynaktır. Şurası önemlidir ki, öncelik seviyeleri aşağı doğru uyumludur; bu nedenle, Öncelik Seviyesi 1’i karşılayan bir ürün her zaman Öncelik Seviyesi 2 ve benzerlerini de karşılar. Demek ki elde edilen en yüksek öncelik seviyesi daima bildirilmelidir.

Tablo 1. Tasarım Amacı ve Öncelik Seviyesine Göre IES TM-30 Ek E’deki Tavsiye Edilen Spesifikasyon Kriterleri

Tablo 1’den yararlanmak için, şartname hazırlayıcılarının birçok TM-30 ölçümünden sadece dördünü izlemeleri gerekir: R_f, R_g, R_cs,h1 ve R_f,h1. Hızlı başvuru için, bu ölçümlerden her biri Tablo 2’de daha ayrıntılı olarak açıklanmaktadır. Elbette, yetkin kullanıcılar TM-30 tekliflerine daha derinlemesine dalmaya devam edebilirler. Dört, daha önce renksel geriverimi belirlemek için kullanılmış olan bir veya iki ölçüme kıyasla bir artış olsa da sağlanan ek değer, izleyen üç tasarım amacının açıklamalarında gösterildiği gibi belgeli ve korunabilirdir.

Tablo 2. Tablo 1’de yer alan TM-30’dan Dört Ölçümün Tanımı

Tercih tasarım amacı alanına memnuniyet, doğallık, kabul edilebilirlik ve ilgili niteliklerin öznel değerlendirmeleri girer ve perakende, ofis, konaklama ve konut aydınlatma uygulamalarında baskın renksel geriverim tasarım amacı olabilir.

Tercihi tahmin etmek için kullanılan TM-30 ölçümleri R_f, R_g ve R_cs,h1‘dir. Yüksek oranda tercih edilen ışık kaynakları, renk değerlendirmesinde ve genel olarak psikolojide çok önemli bir faktör olduğu uzun süredir bilinen kırmızı doygunluğunu öncelikle artırarak referans kaynaklarına göre renk kaymasına neden olmaktadır.^1-10

Bu artış, spesifik olarak, azaltılmış aydınlık (Hunt Etkisi) ile ortaya çıkan matlaştırma etkisine karşı koyar, böylece renklerin, daha çok dış mekân görüş ortamlarının aydınlık seviyesindeki referans aydınlatıcı altında göründükleri gibi görünmesini sağlar.^11-13 

Bu nedenle, tercih sadece renk sadakati ölçümleriyle iletilemez; R_cs,h1 ve R_g, spesifikasyona yapılan kritik ilavelerdir. Onlar olmadan, verili bir R_f değerinde (ve özellikle de R_f,h1‘e sahip kırmızılar için) mat veya doygun renklerin ikisinin de mümkün olduğu tercih (ve canlılık) şansa bırakılmış olur. Gerçekte bu şans yarı yarıya değildir, çünkü parlaklık verimliliğini optimize etmek, önemli ölçüde doymamış kırmızılara sahip (R_cs,_h1 <%0 ve genellikle R_cs,_h1 <% -10) ticari ışık kaynaklarının üretimini teşvik eder. Bu, ışık kaynağı üreticilerine, özellikle daha yüksek tercih seviyelerini hedefleyen ürünler geliştirmeleri ve şartname hazırlayıcılarına da bina sakinlerinin memnuniyetini artırmaları için fırsat sağlar. Bazı ürünler P2 ve P1 spesifikasyonlarında zaten mevcuttur. Gerek standart akkor gerekse de neodimiyum akkor lambalar P1 spesifikasyonuna girer. Tercih için, Öncelik Seviyesi 1, insanların %90’ının genel uygulamalarda kabul edilebilir bulduğu spektral güç dağılımlarını (SPD) içermeyi amaçlar. Öncelik Seviyesi 2 için, izleyicilerin %80’inin renk görünümünü kabul edilebilir bulması muhtemeldir ve Öncelik Seviyesi 3, aydınlatmayı kabul edilebilir bulan izleyicilerin yaklaşık %65’ini karşılar. Canlılık tasarım amacı alanına renk canlılığı, doygunluk veya titremeye ilişkin öznel değerlendirmeler girer ve bazı eğlence, sergileme veya perakende uygulamalarında baskın renksel geriverim tasarım amacı olabilir. Canlılığı tahmin etmek için kullanılan TM-30 ölçümleri R_g ve R_cs,h1‘dir. Canlılık tasarım amacı yalnızca renk canlılığını artırmaya odaklanır ve ortalamanın üzerinde performansı hedefler. Canlılığı artıran ışık kaynaklarının, özellikle V1 spesifikasyonunda, renk tonlarını da bozabileceğini akılda tutmak önemlidir, bu nedenle canlılıktaki büyük artışlar doğal veya tercih edilir bir şey olarak görülmeyebilir. Ayrıca, Rsub> cs,h1 veya R_g arttıkça canlılık algıları da sürekli artar. Bu tercih algıları için geçerli değildir; tercih algısı yükseldikten sonra durağan bir noktaya gelir (ve sonunda düşmeye başlar), işte bu yüzden Tercih kriterlerinin R_cs,h1 üzerinde üst sınırı varken, Canlılık kriterlerinin yoktur.

Halihazırda mevcut beyaz fosfor-dönüştürülmüş LED ve flüoresan aydınlatmanın büyük bir kısmı Canlılık spesifikasyonlarının dışında kalsa da V2’ye kadar ulaşan bazı ürünler bulunmaktadır. Şu anda, V1 spesifikasyonunu elde etmenin en kolay yolu karışık renkli LED’ler (ör. RGB, RGBA, RGBW) kullanmaktır.

Sadakat tasarım amacı alanına, test ışık kaynağı ile onun referansı arasındaki eşleşme girer. Sadakatin, doğallığa eşdeğer kabul edilmemesi gerektiğini unutmayın; bu, yaygın bir yanlış kanıdır. Renk sadakatini tahmin etmek için kullanılan TM-30 ölçümleri R_f ve R_f,h1‘dir. R_f,h1 kullanımı, kavramsal olarak R_a (CRI) ile birlikte R₉‘un kullanımına eşdeğerdir ve kırmızılar için ekstra kontrol seviyesi sağlar, ancak TM-30 ölçümleri, insan renk görüşünü daha doğru temsil eder. Yüksek seviyede renk sadakati, bir referans aydınlatıcı (eşit aydınlatmada) altındaki görünüme göre her türlü renk kaymasını en aza indirir ve sağlık hizmetleri ile renk uyumu gibi uygulamalar için önemli bir tasarım amacı olabilir. Öncelik seviyeleri, geçmişte sıklıkla kullanılan seviyelerden daha yüksek olan R_f ≥ 85 ve R_f,h1‘den başlar. Daha yüksek bir renk sadakat eşiği belirlemek, uygun ışık kaynakları arasındaki olası varyasyon miktarını azaltmaya ve tutarlılığı sağlamaya yardımcı olur.

Halihazırda mevcut beyaz fosfor-dönüştürülmüş LED ve flüoresan aydınlatmanın büyük bir kısmı Sadakat spesifikasyonlarının dışında kalmaktadır, ancak her üç öncelik seviyesinde ürünler de mevcuttur. Standart bir akkor veya halojen lamba, örneğin, F1 spesifikasyonunu karşılarken bir neodimiyum akkor lamba F3 spesifikasyonunu karşılar.

Şekil 1; P, V ve F tasarım amaçlarının bağımsız olmadığını ve P1, V1 ve F1’e aynı anda ulaşılamayacağını göstermektedir. Ancak, diğer birçok PVF kombinasyonu da mevcuttur. Örneğin, Canlılık Öncelik Seviyesi 3’te (örn. P1, V3, F1) herhangi bir Tercih ve Sadakat seviyesine aynı anda ulaşmak mümkündür. Benzer şekilde, P1, V2, F3 elde etmek de mümkündür.

Herhangi bir uygulama için tasarım amaçlarının veya öncelik seviyelerinin hiçbirinin özellikle tavsiye edilmediğini unutmamak önemlidir. Tasarım amaçları ile öncelik seviyelerinin kombinasyonuna ilişkin kararlar şartname hazırlayıcısına bırakılır ve her projenin kendine özgü gereksinimlerine bağlıdır. Bazı projeler bu çerçevenin dışında bile kalabilir.

Öyleyse, bir şartname hazırlayıcısı Ek E bilgilerini uygulamada nasıl kullanır? Bu, görece basittir.

Adım 1. Projenin renksel geriverim gereksinimlerine ait tasarım amaçlarını ve öncelik seviyelerini belirleyin. Örneğin, yüksek kalitede bir perakende projesinin şartname hazırlayıcısı, P2 ve F1 renksel geriverim hedeflerinin uygun olduğuna karar verebilir.

Adım 2. R_f, R_g, R_cs,h1 ve R_f,h1 kriterlerine bakın; birden çok kriterin oluştuğu durumlarda daha katı kıstaslar kullanın. Yukarıdaki yüksek kalite perakende örneğinde, bu kriterler şöyle olacaktır:

·   R_f ≥ 95

·   R_g ≥ 92

·   R_cs,h1-%7 ilâ %19

Adım 3. Işık kaynağı seçeneklerini değerlendirirken, yukarıdaki renksel geriverim kriterlerini karşılayanları arayın ve belirtin. TM-30 verileri şu anda bazı üreticiler tarafından yayımlanmaktadır ve yöntem, CCT gibi diğer temel renk miktarlarıyla aynı girdiyi (SPD) kullandığından hepsi bunu hesaplayabilir durumda olmalıdır. Üreticiler TM-30 verisi sağlamazsa, kaynağın spektral güç dağılımını isteyin (grafik değil, dalga boyuna göre gerçek sayılar) çünkü TM-30 değerlerini hesaplamak için gereken tek şey budur. Elinizdeki SPD’yi IES TM-30-18 Hesaplama Aracına yükleyin, değerler hesaplanacaktır. IES TM-30, kurumsal spesifikasyonlara (örn. WELL) ve ürün niteliği programlarına (örn. ENERGY STAR ve DesignLights Konsorsiyum Nitelikli Ürünler Listesi) entegre edildiğinden veriler daha kolayca elde edilebilir olmalıdır.

TM-30 Ek E’nin kullanıldığı gerçek bir örneğe bakalım. Şekil 2’de gösterilen balo salonu, üst düzey düğünlere hitap eden, yakın zamanda yenilenmiş bir tesise aittir. Sahipleri, aydınlatma ve iç mimaride sıcaklık, romantizm ve güzellik ihtiyacı içinde olduklarını vurguladılar. Tasarımcılar, ana renksel geriverim hedefinin Tercih olduğuna karar verdiler ve P1 spesifikasyonunu karşılayan armatürlerin peşine düştüler. Bir düğünün renk paletinde renk tonu kaymaları kabul edilemez olacağından, renk sadakati de dikkate alınması gereken bir başka önemli özellikti. Bu nedenle, ikinci renksel geriverim kriteri olarak F2 belirlendi. İkili P1, F2 kriterleri şunlardı:

·   R_f ≥ 90

·   R_g ≥ 95

·   R_cs,h1 -%1 to %15

·   R_f,h1 ≥ 90

Tasarım sürecinde alınan diğer kararlar arasında, kısmadan sıcağa geçen gömme aydınlatma, wallwasher ve vurgu aydınlatma, 2700 K LED’li aplikler ve avizelerin kullanımı ve renk esnekliği için RGBW gizli aydınlatma armatürlerinin kullanımı vardı. Tasarımcılar, kısmadan sıcağa geçen gömme armatürlerden oluşan bir ürün ailesini tek bir üreticiden bulmaya çalıştılar. Bazı üreticiler R_f, R_g, R_cs,h1 ve R_f,h1 gerekliliklerinin karşılanıp karşılanamayacağını belirlemek için kullanılabilecek TM-30 verilerini sağlayabildiler. Diğer üreticiler, çalışan örnekler sağladı, böylece tasarımcılar ışık çıkışını elde taşınabilir spektroradyometre ile ölçebildiler. Bu renksel geriverim bilgisi, projeye en uygun üretici ve ürün yelpazesini belirlemek için optik performans, etkililik, kısma aralığı ve fikstür maliyeti gibi kriterlerin yanı sıra dikkate alındı.

Projeniz Tablo 1‘deki varsayımları karşılamıyorsa ne olur? Ek E ayrıca, renksel geriverim spesifikasyonunu etkileyen faktörler hakkında rehberlik sunar ve bu da Tablo 1’dekilerin yeni özelliklerinin veya değişikliklerinin geliştirilmesine yardımcı olur. Örneğin, sadece yeşil yapraklar aydınlatılacaksa, R_cs,h7 (yeşil renksel parlaklık kayması) kırmızı renksel parlaklık kaymasından daha önemli olabilir. Herhangi bir markanın logosunu aydınlatmak için de aynı şey olabilir -nesne(ler) çok renkli değildir, bu nedenle nominal renge özgü bir metrik seçmek uygundur.

Mimari aydınlatmadaki bir diğer yaygın durum, 200 lüksten düşük aydınlatma seviyeleridir. Aydınlatma azaldıkça, ortamın beklendiği gibi görünmesi için Hunt Etkisi’ne karşı koymak üzere renksel parlaklığı (özellikle kırmızı için) artırmak gerekir. Düşük aydınlatma koşullarında, minimum R_cs,h1 seviyeleri yükseltilebilir. Tablo 1’in varsayımlarını karşılarken bile Ek E’deki inceleme, belirli bir kurulum için, önerilen dokuz spesifikasyondan hangisinin en uygun olduğunu seçmede de yararlı olabilir.

Çok uzun bir süre boyunca, renksel geriverim, renk sadakati anlamına geliyordu çünkü sahip olduğumuz tek metrik türü buydu. TM-30 ve Ek E’deki spesifikasyon kategorileriyle birlikte, aydınlatma topluluğu artık renksel geriverim hedeflerini ifade etmenin daha iyi bir yoluna ve bunları karşılama güvencesine sahip. Siz yine de bizim sözümüze güvenmeyin. Bu yıl düzenlenen IES Yıllık Konferansı’ndaki TM-30 Deneyim Odası’nın çok sayıda katılımcısının keşfettiği gibi, görmek inanmaktır. Bölümlerin ulaşabileceği bir tanıtım gezisi veya bir demo kit geliştirmek için IES çalışanları ile görüşme halindeyiz. Ondan önce fırsatınız olursa, Ek E gösterimlerini içeren TM-30 sunumlarına katılın.

Haber kaynağı: https://www.ies.org/fires/using-tm-30-to-improve-your-lighting-design/