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Curva Kruithof

La curva Kruithof descrive una regione di livelli di illuminamento e temperature di colore che sono spesso viste come confortevoli o gradite da un osservatore. La curva è stata costruita da dati psicofisici raccolti dal fisico olandese Arie Andries Kruithof, sebbene i dati sperimentali originali non siano presenti sulla curva stessa. Le condizioni di illuminazione all’interno della regione delimitata sono state valutate empiricamente come gradevoli o naturali, mentre le condizioni al di fuori della regione sono state considerate scomode, sgradevoli o innaturali. La curva di Kruithof è un modello sufficiente per descrivere le fonti gradevoli che sono considerate naturali o assomigliano molto a corpi neri di Plankian, ma il suo valore nel descrivere le preferenze umane è stato costantemente messo in discussione da ulteriori studi sull’illuminazione interna.

Ad esempio, la luce naturale ha una temperatura di colore di 6500 K e un’illuminazione di circa 104 a 105 lux. Questa coppia di illuminamento della temperatura del colore produce una resa cromatica naturale, ma se visualizzata a un basso illuminamento, apparirebbe bluastra. A livelli di illuminamento tipici dell’ufficio interno di circa 400 lux, le piacevoli temperature del colore sono inferiori (tra 3000 e 6000 K), e con livelli di illuminamento di casa tipici di circa 75 lux, le temperature piacevoli del colore sono ancora più basse (tra 2400 e 2700 K). Queste coppie di illuminamento della temperatura del colore sono spesso ottenute con sorgenti fluorescenti e incandescenti, rispettivamente. È interessante notare che la piacevole regione della curva contiene temperature di colore e livelli di illuminamento paragonabili agli ambienti a luce naturale.

Storia
All’emergere dell’illuminazione fluorescente nel 1941, Kruithof condusse esperimenti psicofisici per fornire una guida tecnica per progettare l’illuminazione artificiale. Usando lampade fluorescenti a scarica di gas, Kruithof è stato in grado di manipolare il colore della luce emessa e chiedere agli osservatori di riferire se la fonte fosse gradita o meno a loro. Lo schizzo della sua curva come presentato è costituito da tre regioni principali: la regione centrale, che corrisponde a fonti di luce considerate gradevoli; la regione inferiore, che corrisponde a colori considerati freddi e scuri; e la regione superiore, che corrisponde a colori che sono caldi e innaturalmente colorati. Queste regioni, anche se approssimative, sono ancora utilizzate per determinare le configurazioni di illuminazione appropriate per case o uffici.

Percezione e adattamento
Le scoperte di Kruithof sono direttamente correlate all’adattamento umano ai cambiamenti nell’illuminazione. Quando l’illuminamento diminuisce, aumenta la sensibilità umana alla luce blu. Questo è noto come effetto Purkinje. Il sistema visivo umano passa dalla visione fotopica (a dominante a cono) a quella scotopica (dominata da una barra) quando i livelli di luminanza diminuiscono. Le aste hanno una sensibilità spettrale molto elevata all’energia blu, mentre i coni hanno sensibilità spettrali variabili a rossi, verdi e blu. Poiché il fotorecettore dominante nella visione scotopica è più sensibile al blu, la sensibilità umana alla luce blu è quindi aumentata. Per questo motivo, le sorgenti intense di temperature di colore più alte (più blu) sono generalmente considerate displeased a livelli di bassa luminanza e esiste una gamma ristretta di fonti gradevoli. Successivamente, la gamma di fonti piacevoli aumenta nella visione fotopica quando i livelli di luminanza aumentano.

Critica
Mentre la curva è stata utilizzata come guida per progettare l’illuminazione artificiale per gli spazi interni, con il suggerimento generale di utilizzare sorgenti con basse temperature di colore correlate a basse illuminanze, Kruithof non ha descritto il metodo di valutazione, le variabili indipendenti, né il campione di prova che sono stati usati per sviluppare la curva. Senza questi dati, né altre convalide, le conclusioni non dovrebbero essere considerate credibili. La relazione tra illuminamento e CCT non è stata supportata da lavori successivi.

Illuminance e CCT sono stati esaminati in molti studi di illuminazione interna e questi studi dimostrano costantemente una diversa relazione con quella suggerita da Kruithof. Piuttosto che avere limiti superiori e inferiori, questi studi non suggeriscono che la CCT abbia un effetto significativo e che l’illuminazione suggerisca solo di evitare livelli inferiori a 300 lux.

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Ulteriori studi
La curva Kruithof, come presentata, non contiene punti di dati sperimentali e serve da approssimazione per condizioni di luce desiderabili. Pertanto, la sua accuratezza scientifica è stata rivalutata.

L’indice di resa cromatica è una metrica per descrivere l’aspetto di una fonte e se è considerata soddisfacente. L’indice di resa cromatica di una data sorgente è una misura della capacità di quella sorgente di riprodurre fedelmente i colori di un oggetto. Fonti di luce, come candele o lampadine a incandescenza producono spettri di energia elettromagnetica che assomigliano molto a corpi neri planctonici; sembrano molto simili a fonti naturali. Molte lampade fluorescenti o lampadine a LED hanno spettri che non corrispondono a quelli dei corpi neri plancton e sono considerati innaturali. Pertanto, il modo in cui rendono i colori percepiti di un ambiente può anche essere considerato innaturale. Mentre queste nuove fonti possono ancora raggiungere temperature di colore e livelli di illuminamento correlati che si trovano all’interno della confortevole regione della curva di Kruithof, la variabilità dei loro indici di resa cromatica potrebbe far sì che queste fonti finiscano per dispiacere.

Diverse attività o scenari richiedono coppie di illuminazioni di temperatura di colore diverse: le sorgenti di luce preferite cambiano a seconda dello scenario che la sorgente sta illuminando. Gli individui preferivano coppie di illuminazioni di temperatura di colore all’interno della regione confortevole per cenare, socializzare e studiare, ma anche coppie di illuminamento della temperatura colore preferite che si trovavano nella regione scomoda più bassa per attività notturne e preparazione per il letto. Questo è legato all’effetto di Purkinje; le persone che desiderano un po ‘di luce di notte desiderano temperature di colore più basse (più rosse) anche se i livelli di luminanza sono molto bassi.

Le scoperte di Kruithof possono anche variare in funzione della cultura o della posizione geografica. Le fonti desiderabili si basano sulle precedenti esperienze di percezione del colore di un individuo e, poiché le diverse regioni del mondo possono avere i propri standard di illuminazione, ogni cultura avrebbe probabilmente le proprie fonti di luce accettabili.

L’illuminamento di una sorgente è il fattore dominante per decidere se una fonte sia gradevole o comoda, in quanto gli spettatori che hanno partecipato a questo esperimento hanno valutato una gamma di temperature di colore e livelli di illuminamento correlati, eppure le loro impressioni sono rimaste generalmente invariate come temperatura del colore correlata cambiato. Inoltre, esiste una relazione tra la temperatura del colore correlata e la luminosità apparente di una sorgente. Da questi risultati, è evidente che l’indice di resa cromatica, al posto della temperatura di colore correlata, può essere una metrica più appropriata per determinare se una determinata fonte è considerata soddisfacente.

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