Nežinantis spalvų temperatūros pasirinkimo
Plačiai naudojamas lauko apšvietimas, kuriame yra šaltos baltos spalvos CCT (koreliuojamų spalvų temperatūros) šviesos šaltiniai, nes nežinoma, kaip jaučiamas „vėsesnis“ ar „baltesnis“ pojūtis. Šalyse, kuriose platumos yra žemos, klimatas yra karštas, o žmonės renkasi šviesas su aukšta spalvų temperatūra, kuri suteikia jiems vėsumo jausmą. Liuminescencinių lempų dominavimas per pastaruosius kelis dešimtmečius kai kuriuos žmones priprato prie vėsaus apšvietimo baltumo. Jie tiki, kad „baltesnė“ šviesa „aiškesnė“ matomumui. Tačiau LED apšvietimo srityje žmonės vis tiek turėtų rinktis pagal tai, kaip jaučiasi? Daugiau niekada! 2016 m. birželio 14 d. Amerikos medicinos asociacija (AMA) paskelbė oficialų politinį pareiškimą dėl LED gatvių apšvietimo. Jie išreiškė rimtą susirūpinimą dėl žalingo didelio intensyvumo LED apšvietimo poveikio.
Kaip generuojama balta šviesa
Kadangi šviesos diodai yra beveik vienspalviai šviesos šaltiniai, skleidžiantys vienos spalvos šviesą, o balta iš esmės yra dviejų ar daugiau spalvų (arba bangos ilgių) šviesos mišinys, šiuo metu tinkamiausias būdas sukurti baltą šviesą iš LED. modulis yra naudojant vienos spalvos šviesos diodą (daugiausia mėlyną šviesos diodą) ir bangos ilgį konvertuojantį elementą (kuris paprastai yra geltonas fosforas). Šviesos diodo skleidžiamą spalvą paprastai lemia medžiaga, iš kurios jis pagamintas. Tipišką balto šviesos diodo iliustraciją sudaro mėlynos šviesos diodų lusto, pagaminto iš galio nitrido (GaN), paketas, padengtas fosforu, ypač itrio aliuminio granatu (YAG), kuris veikia kaip bangos ilgį konvertuojantis elementas (WCE), sukuriantis norimos spalvos temperatūros balta spalva. Keičiant užpildymo frakcijos sudėtį arba procentinį svorį, galima sureguliuoti baltos šviesos spalvą. Baltos šviesos generavimo didelėje spalvingumo erdvėje charakteristikos yra naudingos įvairioms apšvietimo programoms.
Mėlynos šviesos pavojus
Nepaisant energijos vartojimo efektyvumo pranašumų, didelio intensyvumo LED apšvietimas skleidžia daug mėlynos šviesos, kuri plika akimi atrodo balta ir sukuria daugiau nepageidaujamo akinimo nakties metu nei įprastas apšvietimas. Mėlyna šviesa kelia potencialų pavojų arba fotochemiškai sukeltą tinklainės pažeidimą dėl spinduliuotės poveikio, kai bangos ilgiai dažniausiai yra nuo 400 nm iki 500 nm. Dėl perteklinės mėlynos ir žalios emisijos iš fosforu dengtų šviesos diodų padidėja šviesos tarša, nes šie bangos ilgiai labiau išsklaido akyje ir sukelia žalingą poveikį aplinkai bei akinimo efektus.
Naujosiose AMA gairėse raginama tinkamai atsižvelgti į optimalų dizainą ir inžinerines ypatybes, kai pereinama prie LED apšvietimo, kuris sumažina žalingą poveikį sveikatai ir aplinkai. Jie ypač atkreipia dėmesį į tai, kad mėlynos spalvos LED apšvietimas gali sumažinti regėjimo aštrumą ir saugumą, todėl gali kilti susirūpinimas ir pavojus kelyje. Baltos spalvos LED gatvių šviestuvai šiuo metu reklamuojami miestuose ir miesteliuose visame pasaulyje siekiant energijos vartojimo efektyvumo ir ilgalaikių išlaidų taupymo. CCT nuo 4000K iki 6500K buvo pasirinktas daugelyje šalių, kurios neseniai pakeitė savo gatvių apšvietimą iš HPS į LED. Tačiau 29 procentai 4000K LED apšvietimo spektro skleidžiami kaip mėlyna šviesa, kurią žmogaus akis suvokia kaip atšiaurią baltą spalvą. Be poveikio vairuotojams, mėlynos spalvos LED gatvių žibintai veikia tokiu bangos ilgiu, kuris naktį labiausiai neigiamai slopina melatoniną. Baltos LED lempos turi 5 kartus didesnį poveikį cirkadiniam miego ritmui nei įprastos gatvių lempos.
Fiziologinis poveikis
Didelio intensyvumo LED lemputės turi stiprų bangos ilgio šuolį, kuris efektyviausiai slopina melatoniną nakties metu. Melatoninas yra hormonas, kurį išskiria kankorėžinė liauka – nedidelė kankorėžio formos liauka, esanti netoli smegenų centro. Išskirdama melatoniną, kankorėžinė liauka palaiko vidinį laikrodį, reguliuojantį natūralų kūno funkcionavimo ritmą. Melatoninas turi daug įtakos žmogaus fiziologinėms funkcijoms. Šis hormonas skatina miegą, veikia emocijas, skatina brandą ir reprodukciją, turi įtakos imuninėms funkcijoms. Tyrimai atskleidė, kad melatonino gamybai ir sekrecijai pirmiausia įtakos turi šviesa – melatoninas pasižymi didesniu jautrumu šviesai esant trumpo bangos ilgio spalvotoms šviesoms; kita vertus, melatonino jautrumas šviesai yra mažesnis po spalvotų šviesų ilgomis bangomis. Apskaičiuota, kad fosforu dengta LED lempa turi mažiausiai 5 kartus stipresnę įtaką cirkadinei fiziologijai nei aukšto slėgio natrio šviesa, pagrįsta melatonino slopinimu.
Aukštas CCT ≠ Geresnis matomumas
Žmogus suvokia objekto spalvą iš akių spalvų jutiklių, reaguojančių į elektromagnetinę spinduliuotę, atsispindinčią nuo objekto. Esant mezopiniam regėjimui, žmogaus akis yra jautresnė trumpo bangos ilgio šviesai. Taigi, fosforu dengti balti šviesos diodai, turintys didesnį mėlynos šviesos komponentą, turėtų didesnį šviesos efektyvumą esant mezopiniam matymui, nei esant fotopiniam matymui. Ši savybė anksčiau buvo apibūdinta kaip baltų šviesos diodų pranašumas. Nepaisant to, didesnis CCT yra susijęs su mažesniu pralaidumu rūke ar migloje. Kadangi yra Rayleigh sklaida ir Mie sklaida, šviesa negali visiškai perduoti per rūką ar miglą. Rūko prasiskverbimo gebėjimas yra būtinas dalykas, nes gatvių žibintai naudojami keliui apšviesti rūko ar migloto oro sąlygomis. Paprastai kalbant, geltona šviesa turi geresnes rūko prasiskverbimo galimybes nei balta šviesa. Daugumos baltų šviesos diodų gebėjimas prasiskverbti į rūką yra prastas. Mažas rūko įsiskverbimo gebėjimas taip pat lemia didesnę miesto dangaus švytėjimo taršą iš baltų šviesos diodų dėl molekulinės (Rayleigh) ir aerozolio (Mie) sklaidos. Toks sklaidymas ne tik sumažina žemės apšvietimą ir apsunkina žemės objektų stebėjimą (todėl daro važiuojamąją dalį dar mažiau saugaus), bet ir dangaus švytėjimas dėl sklaidos turi nepageidaujamą poveikį astronominiams tyrimams ir neigiamai veikia bendrą dangaus estetiką. naktį.
Neefektyvus prisitaikymas prie tamsos yra vienas svarbus veiksnys, sukeliantis eismo įvykius naktį. Siekiant greičiau prisitaikyti prie tamsos ir pagerinti vairuotojo vairavimo saugumą bei efektyvumą, apšvietimui paprastai naudojamas žemos spalvos temperatūros apšvietimas. LED apšvietimas su šaltai balta arba dienos šviesos CCT turi gana daug mėlynos šviesos komponentų ir ilgiausią prisitaikymo prie tamsos laiką. Priešingai, šiltai balti šviesos diodai turi palyginti mažą CCT ir daug ilgo bangos ilgio komponentų, todėl jie turi trumpą tamsaus prisitaikymo laiką. Tamsus pritaikymas turėtų būti svarbus važiuojamosios dalies apšvietimo projektavimo aspektas ir labai svarbus tunelio apšvietimui.
Sveikas apšvietimas
AMA skatina naudoti 3000K ar žemesnį apšvietimą lauko įrenginiams, pvz., keliams. Esant 3000 K, žmogaus akis vis dar suvokia šviesą kaip „baltą“, nepaisant to, jos tonas yra vidutiniškai šiltesnis ir maždaug 21 proc. Ši emisija vis dar išlieka labai mėlyna naktinėje aplinkoje, tačiau tai yra esminis patobulinimas, palyginti su 4000K apšvietimu, atsižvelgiant į tai, kad jis sumažina diskomfortą ir negalios akinimą. Dėl skirtingų dangų 3000K apšvietimo energijos vartojimo efektyvumas yra tik 3 procentais mažesnis nei 4000K, tačiau šviesa yra daug malonesnė žmonėms ir turi mažesnį poveikį laukinei gamtai. Be to, visas LED apšvietimas turėtų būti tinkamai ekranuotas, kad būtų sumažintas akinimas ir žalingas poveikis žmogui bei aplinkai, taip pat reikėtų dėti pastangas, kad būtų galima pasinaudoti LED apšvietimo galimybe pritemdyti ne piko ciklais.
Esant maždaug 3000 K CCT LED apšvietimui, žmogaus akis turi tinkamą prisitaikymo prie tamsos laiką ir spalvų atskyrimo gebėjimus, šio CCT LED šviesa taip pat turi gana didelį šviesos efektyvumą ir mažiau neigiamą poveikį mūsų fizinei ir psichinei gerovei. Atsakymas akivaizdus, kad gatvių apšvietimui reikėtų vengti didelio CCT LED apšvietimo, nors esama kompromisų apšvietimo projektuojant: skaistį, spalvų perteikimo indeksą (CRI), CCT, akinimo kontrolę, mirgėjimą, mezopinio matymo apšvietimą, tamsų pritaikymą, mėlyną. šviesos pavojus, spalvų suvokimas, rūko prasiskverbimas ir dangaus švytėjimo tarša yra neatsiejami bet kokio projekto vertinimo komponentai, nustatantys šviesos tinkamumą gatvių apšvietimui.
