Светорегулирующая система, использованная в галерее “Lenbachhaus”, в процессе наладки осветительных систем позволяла осуществлять 91 заранее запрограммированный режим освещения (различные сочетания параметров Ecр / Тц - «средняя освещенность картины / цветовая температура излучения светодиодных светильников).
Для оценки качества освещения сотрудники светотехнической кафедры Дармштадтского университета выбрали 25 режимов с различными Ecр / Тц.
Подверглись измерениям, расчётам и последующей оценке: цветовая температура светового излучения Тц, качество цветопередачи (Ra, R9, R12) потенциал повреждения экспонатов (критерий гарантии сохранности экспонатов под влиянием облучения источниками света с тем или иным спектром).
Спектр излучения измерялся спектрорадиометром “Konica Minolta CS1000”(Япония). Объектов прибора направлялся на равномерно освещенную, белую, диффузно отражающую стену (ρ = 95%). Освещенность и равномерность её распределения определялись по информации, полученной яркостной камерой модели “LMK94-3” (фирмы TechnoTeam (Германия). Расчёт вёлся по классической формуле Е = Lπ /ρ.
Величина коэффициента отражения (ρ = 95%) определялась с помощью люксметра “HCT-99” (фирма Gigahertz-Optic) и упомянутой выше электронной яркостной камеры.
Для идентификации помещения (зала) по полученному распределению яркости вычислялась Ecр и равномерность распределения освещенности (g1 = Eмин : Еср).

Фото 1. Спектры излучения светодиодов с различной цветовой температурой излучения.
На фото 1 в абсолютных величинах (Вт/м²•нм) представлены спектральная интенсивность холодно-белого и тёпло-белого излучения светодиодов.
В зоне λ = 440-470 нм явно видны два пика длин волн от излучения голубых светодиодов; максимум спектра у зелёных светодиодов – при λ = 510 нм, а у красных – при λ = 660 нм. Этот диапазон излучения – λ = 660-680 нм очень важен для того, чтобы достоверно воспроизводились различные тона красных красок, которые использовались мастерами живописи с ХV и до XIX в.
Значения Тц варьировались от 2700 до 5000 К (фото 2). Внутри выбранного диапазона освещенности они оставались примерно неизменными.

Фото 2. Цветовая температура излучения при 25 исследованных режимов светодиодного освещения (от 2700 до 5000 К).
На фото 2 показаны величины общего (Ra) и специальных индексов цветопередачи (R9 – характеризует качество воспроизведения красных цветов, R12 – голубых и синих). Как видно, общий индекс цветопередачи Ra, как правило, > 90, чаще всего даже Ra > 93.

Фото 3. Величины общего и частных индексов цветопередачи (Ra, R9, R12) при 25-ти вариантах светодиодного освещения, спектры которого представлены на фото 2.
Преобладающее значение частного индекса для насыщенных красных цветов R9 > 90, так как λ макс = 660 нм фирмой-изготовителем была выбрана оптимально.
В режимах освещения с Тц = 4000 и 5000 К величина специального индекса для оценки голубых цветов лежит в пределах R12 = 78-90, а при Тц = 2700-4000 K значение этого индекса превышает 90.
Если сопоставить характеристики цветопередачи металлогалогенных ламп, используемых для кино-и видеосъемок (R9 = 60, R12 = 90-91), то сравнение будет явно в пользу новых моделей белых светодиодов (значения R9, R12 превышают 85 и 90 соответственно).
Это даёт новые возможности для адекватного воспроизведения насыщенных красных, голубых, пурпурных и др цветов (например, при освещении картины «Голубая лошадь» художника Франца Марка (из группы «Синий всадник», 1911 г.).

На фото 4 представлены результаты измерений вертикальной освещенности (Ев) трёх стен. Величины Ев могли варьироваться от 50 лк (для произведений старых мастеров, рисунков, акварелей) и до 500 лк – для экспонатов с высокой светостойкостью.

Фото 4. Величины средней вертикальной освещенности на поверхностях 3-х стен.
Равномерность распределения вертикальной освещенности g1 = Ев мин./Ев cр. превышала 0,75. Это обеспечивает зрителям комфортные условия восприятия экспонируемых произведений, созданных в различные временные эпохи.
В опубликованных в последние годы работах различных авторов высказывалось опасение, что белые светодиоды в музейном освещении могут представлять повышенную опасность с точки зрения вредного воздействия на живописные экспонаты (из-за наличия в их спектре голубой компоненты).
Фундаментальные исследования, проведенные в последние 2 года сотрудниками кафедры светотехники Дармштатдского университета не позволили подтвердить эти сомнения. (здесь бы дать ссылку на статьи по потенциалу повреждения).
Напомним, что белое излучение с той или иной Тц в залах галереи было результатом смеси в различных пропорциях излучений красных, зелёных, голубых, лиловых и белых светодиодов.
На графиках фото 5, 6 и в табл.1 даны зависимости величин потенциала повреждения живописных произведений («масло-холст») от цветовой температуры излучения Тц светодиодов в «шедовых» светильниках и в светящих потолках. (Аналогичные результаты были получены и для залов с карнизами отраженного света).
Из данных табл. 1 видно, что стандартные белые светодиоды с конверсионным люминофором и специально созданные OSRAM cветильники (с 5 разноспектральными светодиодами) по величине потенциала повреждения не отличаются.
При пороговой облучённости 850 Вт ∙ ч/м² (CIE 157:2004; для картин, написанными масляными красками на холсте) можно для Ев = 200 лк рассчитать пороговое (предельно допустимое) время облучения (tпор) в часах (см. табл.2).
При освещенности 200 лк пороговое время облучения при освещении светодиодами с Тц = 3000 К – максимально (более 24,2 тыс. ч).
Наиболее близки к этому времени (22,9 тыс. ч) люминесцентные лампы «940 white de-luxe» с Тц = 4000 К и Ra>90 с пленкой, фильтрующей УФ-компоненту.
Наименьшим пороговым временем облучения (16,1 тыс. ч) характеризуются такие же люминесцентные лампы, но без защитной УФ-плёнки.
Подробные данные, приведенные в обеих частях публикации о новом освещении мюнхенской галереи “Lenbachhaus”, дают все основания аргументировано утверждать, что регулируемые светодиодные системы – это перспективное будущее музейных осветительных технологий.
Такое утверждение, естественно, относится как к модернизируемым, так и к новым проектам освещения экспозиционных залов.
Успех будет сопутствовать только при тесном содружестве светотехников-проектировщиков, светодизайнеров, архитекторов, художников, реставраторов, искусствоведов, хранителей экспозиций и, конечно, поддержке государства.
В своем роде уникальный на сегодня проект регулируемой системы галереи “Lenbachhaus” потребовал инвестиций в размере 2 млн. евро.

Фото 5. Расчётные значения потенциала повреждения картин («масло-холст») в зависимости от цветовой температуры излучения светодиодов в «шедовых» светильниках (оценка в соответствии с Публикацией МКО – CIE157:2004).

Фото 6. Расчётные значения потенциала повреждения картин («масло-холст») в зависимости от цветовой температуры излучения светодиодов в светящих потолках (оценка в соответствии с Публикацией МКО – CIE157:2004).
Сравнение потенциала повреждения живописных экспонатов при освещении серийными светодиодами белого излучения и светодиодными светильниками в галерее “Lenbachhaus” (см.табл. 1).
Таблица 1
Цветовая температура излучения | Потенциал повреждения, Вт / (м²•лк) – стандартные белые светодиоды | Потенциал повреждения, Вт / (м²•лк) – светодиоды в «шедовых» светильниках | Потенциал повреждения, Вт / (м²•лк) – светодиодные модули в светящих потолках |
3000 К
|
1,75•10-4
|
1,75•10-4
|
1,75•10-4
|
4000 К
|
2,2•10-4
|
2,2•10-4
|
2,2•10-4
|
5000 К
|
2,5•10-4
|
2,5•10-4
|
2,5•10-4
|
Сравнение величин допустимого (порогового) времени облучения живописных экспонатов(«масло-холст») при светодиодных средствах освещения в галерее “Lenbachhaus” и при освещении люминесцентными лампами белого света "940 white de-luxe") c высоким качеством цветопередачи. Средняя освещенность картин – 200 лк. (см.табл. 2)
Таблица 2
Цветовая температура излучения | Допустимое (пороговое) время облучения (tпор) |
3000 К (LED)
|
24 285 ч
|
4000 К (LED)
|
19 318 ч
|
5000 К (LED)
|
17 000 ч
|
Люминесцентные лампы "940 white de-luxe" (Тц=4000 К)
|
16 100 ч
|
Люминесцентные лампы "940 white de-luxe" с защитной УФ-плёнкой (Тц=4000 К)
|
22 990 ч
|
|