Klasės apšvietimo dizaino LED šviestuvai mokykloms ir mokymo įstaigoms

Apšvietimo vaidmuo žinių įgijime ir mokymosi procese yra esminis. Tai leidžia vizualiai ištirti fizines studijų dalykų savybes, taip pat atrasti sąvokas iš rašytinių ir grafinių ekranų popieriuje, kompiuteryje ir projekcijoje. Apšvietimas taip pat sudaro sąlygas klausymuisi, žodiniam bendravimui, socialinių įgūdžių ugdymui ir situacijų suvokimui. Kaip esminis dizaino elementas, kuris labai įtakoja, kaip erdvė atitinka studentų ir dėstytojų poreikius, klasės apšvietimas turėtų palaikyti sveikatą, gerovę ir našumą, suteikdamas patogią, patrauklią aplinką studentams ir instruktoriams. Apšvietimas mokyklose ir švietimo įstaigose turėtų būti ne tik didinamas keleivių pasitenkinimas ir mokymosi patirtis apšviestoje erdvėje, bet ir laikantis griežtesnių kodekso apribojimų.

Mokymosi aplinka

Švietimo įstaigos yra įvairios – nuo ​​pradinių (pradinių) mokyklų, vidurinių mokyklų, aukštųjų mokyklų iki universitetų ir kolegijų. Nors šiose patalpose yra skirtingų tipų erdvės, juos visus bendra tai, kad didžioji dalis mokymosi ir mokymosi veiklos vyksta klasėse. Bendrosios paskirties klasė yra ne mažesnė kaip 32 kvadratinių metrų (350 kv. pėdų) ploto ir talpina nuo 20 iki 75 mokinių. Įprasta klasė turi stačiakampį grindų planą, kuris leidžia geriau matyti nei kvadratinis planas. Mokymo erdvė suprojektuota su langams lygiagrečiomis apžvalgos linijomis, kurios suteikia dienos šviesos (stoglangio) patekimą į erdvę ir suteikia jutiminę stimuliaciją bei vizualinį kontaktą su išoriniu pasauliu. Valdymo priemonės, pvz., šešėliai ar žaliuzės, naudojamos norint sumažinti išorinį skaistį, kad jie būtų subalansuoti su vidaus šviesumu, arba pašalinti dienos šviesą, kai jos nereikia. Šoninis apšvietimas, naudojant dienos šviesą pro langus, suteikia bendrą apšvietimą didžiąją mokyklos dienos dalį. Tačiau dirbtinis apšvietimas atlieka pagrindinį vaidmenį, kai reikia subalansuotos, nuoseklios ir kontroliuojamos vizualinės aplinkos.

Klasės išdėstymas paprastai skirstomas į mokinių ir auklėtojų zoną. Mokinių zonai visada reikalingas bendras apšvietimas, o ugdytojų zonai reikalingas papildomas apšvietimas, kad būtų galima perteikti vertikalią apšvietimą ant mokymo lentų ir gerai modeliuoti instruktoriaus žmogiškąsias savybes. Labiausiai paplitusi mokymo priemonė klasėse yra mokymo lentos, kurias sudaro tamsiai pilkos ir žalios lentos (lentos) ir sausai ištrinamos lentos, pvz., lentos ir pilkos lentos. Kompiuteriniam mokymui dažnai naudojami vaizdo ekranai, skirti projektuojamų laikmenų pristatymui. Tam reikia sumažinti projekcinio ekrano apšvietimą, o studento zonoje turi būti pakankamai aplinkos šviesos, kad būtų galima užsirašyti. Klasė gali būti kompiuterizuota aplinka, kurioje pagrindinis rūpestis bus vaizdo rodymo terminalų (VDT) ekrano atspindžių mažinimas. Ekrano skaitomumą gali sumažinti atspindėti vaizdai, kuriuos sukuria šviestuvai, langai ir aplinkiniai didelio ryškumo paviršiai.

Apšvietimo dizaino svarstymai

Klasės apšvietimas gali būti laikomas aukštos kokybės, jei jis leidžia studentams ir instruktoriams tiksliai ir patogiai atlikti vaizdines užduotis. Apšvietimo projektavimo pagrindas yra žmogaus poreikių, architektūros ir ekonomikos bei aplinkos integravimas. Klasės apšvietimo prioritetas yra patenkinti žmonių poreikius, tokius kaip matomumas, užduočių atlikimas, vizualinis komfortas, socialinis bendravimas, sveikata, saugumas ir gerovė. Šie įvairūs žmonių poreikiai turi būti tinkamai subalansuoti, kad būtų sukurta skatinanti mokymosi aplinka, kartu atsižvelgiant į ekonominius, aplinkos ir architektūrinius aspektus. Norint pasiekti kokybišką apšvietimą, reikia daugiau nei užtikrinti tinkamą apšvietimą, kad tam tikra užduotis būtų matoma. Yra daug veiksnių, turinčių įtakos žmonių gebėjimui matyti ir atlikti užduotis, iš kurių septyni svarbiausi yra akinimas, apšvietimo vienodumas, skaisčio kontrastas, mirgėjimas, spalvų išvaizda, veidų ir objektų modeliavimas ir atspindžių uždanga.

Apšvietimo vienodumas

Apšvietimas yra šviesos kiekis, patenkantis į paviršių. Labiausiai paplitusioms užduotims ir programoms klasėse reikia, kad darbalaukio apšvietimas būtų nuo 150 lx iki 250 lx. Vienodas horizontalus apšvietimas mokinio zonoje pašalina šešėlius, turinčius įtakos užduočių matomumui, ir leidžia lanksčiai išnaudoti erdvę keičiant užduočių vietas. Klasėse, ypač auklėtojo zonoje, vertikalus apšvietimas ir apšvietimas kitose plokštumose tarp horizontalios ir vertikalios taip pat yra labai svarbios. Mažiausio apšvietimo ir vidutinio apšviestumo koeficientas virš užduoties paviršiaus, pvz., horizontalus apšvietimas staliniuose kompiuteriuose ir vertikalus apšvietimas ant mokymo lentų neturėtų būti mažesnis nei 1:1,4.

Skaisčio kontrastas

Šviesumas yra šviesos kiekis, sklindantis iš paviršiaus arba taško. Tai yra paviršiaus apšvietimo ir paviršiaus atspindžio funkcija, o tai reiškia, kad skaistį galima padidinti padidinus šviesos kiekį, patenkantį į užduoties paviršių arba padidinus paviršiaus atspindėjimą. Norint išlaikyti priimtiną kreidos ženklų kontrastą, lentos atspindžio koeficientas turi būti 5–20 procentų. Palyginimui, lenta reikalauja 70 procentų atspindžio, kad ji būtų dėmesio centre. Darbinių paviršių (stalinių kompiuterių) atspindžio koeficientas turėtų būti nuo 25 iki 40 procentų, kad būtų galima pasiekti patogų skaisčio balansą. Sienos ir lubos dažniausiai yra padengtos šviesios spalvos matiniu paviršiumi. Jie sukuria tarpusavio šviesos atspindžius, kurie gali užtikrinti efektyvų šviesos panaudojimą, kad būtų pagerintas horizontalus ir vertikalus apšvietimas, kartu sumažinant atspindėtą akinimą. Žmogaus akis reaguoja į šviesumą, o ne į apšvietimą. Būtent šviesumas sukelia ryškumo pojūtį. Gebėjimą matyti detales stipriai įtakoja santykis tarp objekto skaisčio ir jo tiesioginio fono. Tinkamas kontrastas tarp užduoties detalės ir jos fono gali sukelti vizualinį susidomėjimą ir suteikti vaizdinių užuominų. Tačiau per dideli skaisčio svyravimai sukels adaptacijos sunkumų ir regėjimo diskomfortą. Viršutinė užduoties ir artimiausios aplinkos skaisčio santykio riba yra 3:1 (tamsesnė aplinka) arba 1:3 (šviesesnė aplinka).

Spalvų išvaizda

Spalva yra esminis apšvietimo elementas. Jis turi neatskiriamą ryšį su šviesa vizualinio, emocinio ir biologinio poveikio požiūriu. Tai, kiek šviesa paveikia regėjimo efektyvumą, nuotaiką, atmosferą, sveikatą ir savijautą, priklauso nuo šviesos šaltinio skleidžiamos šviesos spektrinės galios pasiskirstymo (SPD). Šviesos šaltinį galima apibūdinti pagal jo spalvų temperatūrą ir spalvų perteikimo charakteristikas, kurias abu nustato BPD. Objektų, kurie nėra savaime šviečiantys, spalvinė išvaizda yra šviesos šaltinio SPD ir objektų spektrinio atspindžio funkcijos sąveikos rezultatas. Tam tikrose klasėse gali reikėti apšvietimo, kuris tiksliai atvaizduotų spalvas. Spalvų perteikimas yra tik vienas iš apšvietimo aspektų. Svarbiau pažvelgti į šviesos spektrinį galios pasiskirstymą ir intuityviai suprasti, kaip šviesos spalva paveiks elgesį, pasitenkinimą, psichologines reakcijas ir sveikatą. Šviesos šaltinių spalva – „šilta“ ar „vėsi“ išvaizda turi didžiulį poveikį žmonių sveikatai, produktyvumui ir gerovei.

Akinimas

Akinimas atsiranda, kai skaisčiai arba skaisčio santykiai yra per daug didesni nei šviesumas arba skaisčio santykis, prie kurio prisitaiko akys. Akinimo pasekmės yra negalia (sumažėjęs matomumas ir regėjimo efektyvumas) ir diskomfortas (nemalonus ryškumo pojūtis, kuris nebūtinai trukdo regėjimui ar matomumui). Akinimas gali atsirasti dėl šviesos, patekusios į akį tiesiai iš šviesos šaltinio (tiesioginis akinimas), arba dėl didelio skaisčio atspindžių nuo atspindinčio paviršiaus (atspindimas akinimo). Viršutiniams šviestuvams gali būti priskirtas vieningas akinimo įvertinimas (UGR) arba vizualinio komforto tikimybė (VCP), kad būtų galima numatyti diskomforto akinimo pojūtį viduje. Didžiausias 19 UGR arba 70 VCP yra priimtinas skaitymui, rašymui ir kompiuterinėms užduotims. Kai pageidaujama aukštesnio lygio vizualinio komforto, reikėtų rinktis šviestuvus, kurių UGR yra 16 arba VCP 80.

Mirgėjimas

Mirgėjimas yra šviesos amplitudės moduliavimas, kuris blaško dėmesį ir turi daugybę neigiamų pasekmių. Tiek fluorescenciniai, tiek LED šviestuvai, valdomi prastos kokybės maitinimo šaltiniais, gali gaminti dvigubai didesnį maitinimo linijos dažnį (ty 120 Hz arba 100 Hz). Mirgėjimas paprastai pastebimas esant aukštesniems nei 70 Hz dažniams. Tačiau mirgėjimas, kurio žmogaus akis nepastebi, vis tiek gali sukelti nervų sistemos reakciją. Susirūpinimą kelia ir matomas, ir nepastebimas mirgėjimas. Skirtingų žmonių mirgėjimas gali sukelti akių nuovargį, negalavimą, pykinimą, sumažėjusį regėjimą, panikos priepuolius, galvos skausmus, migreną, epilepsijos priepuolius ir sunkinančių autizmo būklių požymius. Švietimo įstaigose, kuriose vaikai ar jaunuoliai kiekvieną dieną būna ilgą laiką, turėtų būti griežtai kontroliuojamas mirgėjimas. Procentinis mirgėjimas neturėtų viršyti 4 procentų, kai dažnis 120 Hz, arba 3 procentus, kai dažnis 100 Hz, o tai yra ypač saugu visoms populiacijoms. Didžiausia leistina reikšmė 10 procentų esant 120 Hz arba 8 procentai esant 100 Hz.

Uždangos atspindžiai

Uždangos atspindžiai yra didelio skaisčio dėmės (ryškūs šviesos šaltinio vaizdai), atsispindintys veidrodiniuose paviršiuose, tokiuose kaip kompiuterių ekranai ar blizgios skaitymo medžiagos. Uždengiantys atspindžiai nuo pirminių šviesos šaltinių (našlių ar šviestuvų) arba antrinių šviesos šaltinių (atspindintys) sumažina užduoties kontrastą ir užgožia detales. Norėdami užtikrinti, kad į žmogaus akis neatsispindėtų šviesos šaltiniai, kompiuterio ekranus išdėstykite statmenai šviesos šaltiniui arba nurodykite šviestuvą, kurio šviesos paskirstymas probleminiais kampais skleidžia minimalų šviesą.

Veidų ir daiktų modeliavimas

Veido ir objektų modeliavimas yra svarbus švietimo įstaigų apšvietimo aspektas. Šviesos ir šešėlių sąveika ant veido gali padėti mokytojo ir mokinio bendravimui, nes lūpas lengviau skaityti ir veido gestus lengviau interpretuoti. Apšvietimas gali suteikti vizualiai scenai formos ir gylio, atskleisti objektų tekstūrą ir detales, sukurti pageidaujamą raštą ir išryškinti akcentus bei vizualinius pomėgius. Stiprus kryptinis apšvietimas gali sukelti nemalonų gilų šešėlį, o dėl itin išsklaidytos šviesos veidai ar objektai atrodo lygūs arba neįdomūs. Todėl pageidautina tinkamai derinti kryptinį ir išsklaidytą apšvietimą.

Bendras apšvietimas

Bendras apšvietimas yra pagrindinis klasėse apšvietimo šaltinis. Jis suteikia erdvei bendrą apšvietimą ir yra pagrindinis užduočių apšvietimo šaltinis. Bendrasis apšvietimas klasėse gali būti atliekamas naudojant prie lubų montuojamas apšvietimo sistemas su tiesioginiu, netiesioginiu arba kombinuotu tiesioginiu/netiesioginiu paskirstymu. Tiesioginis apšvietimas perduoda nepertraukiamą šviesą iš šviestuvo į horizontalią užduoties plokštumą. Netiesioginis apšvietimas paskirsto šviesą link lubų, kurios savo ruožtu atspindi šviesą žemyn. Tiesioginis / netiesioginis apšvietimas suteikia šviesos paskirstymą tiek žemyn, tiek aukštyn. Tiesioginio apšvietimo sistemos efektyviai skleidžia šviesą, tačiau gali sukurti atšiaurius šešėlius, uždengti atspindžius ir nepageidaujamus vaizdinius efektus, tokius kaip tamsios lubos ir šukutės ant viršutinių sienų paviršių. Kai apšvietimas nukreiptas į lubas, netiesioginio apšvietimo sistemos tolygiai paskirsto šviesą iki per didelio skaisčio matymo lauke. Tačiau dėl netiesioginio apšvietimo erdvė atrodo nuobodu ir tuščia, kurioje nėra akcentų ir vizualinių pomėgių. Tiesioginis / netiesioginis apšvietimas sujungia tiesioginio ir netiesioginio apšvietimo privalumus, kad būtų užtikrintas subalansuotas šviesos pasiskirstymas, kad būtų geresnis regėjimo patogumas, vienodas apšvietimas ant horizontalių užduočių paviršių ir sustiprintas erdvės, budrumo ir vizualinio aiškumo įspūdis.

Nepaisant susirūpinimo dėl akinimo ir urvo efekto, tiesioginis apšvietimas yra beveik universalus pasirinkimas klasėse vien todėl, kad daugumoje edukacinių patalpų lubos yra žemos. Tiesioginis apšvietimas paprastai pateikiamas kaip įleidžiamas apšvietimas, įleidžiamas apšvietimas arba pakabinamas apšvietimas. Tiesioginio apšvietimo šviestuvai gali būti suprojektuoti įvairių formų ir dydžių. Švietimo įstaigose dažniausiai naudojami šviestuvai yra stačiakampiai šviestuvai, skirti montuoti tinklinėse lubose, ir linijiniai šviestuvai, skirti įleidžiamiems, montuojamiems ant paviršiaus ir įleidžiamiems įrenginiams. Galima įsigyti tūrinių trofferių, parabolinių trofferių, išsklaidytų / objektyvų trofferių ir kraštinių apšviestų LED plokščių pavidalu. Linijiniai šviestuvai yra standartinio ilgio sekcijų, pvz., 4, 8 arba 12 pėdų sekcijų, arba nuolatinio veikimo konfigūracijos.

Apšvietimo technologija

Pastaruosius kelis dešimtmečius klasių ir kitų edukacinių erdvių apšvietimas buvo beveik išskirtinė fluorescencinio apšvietimo technologijų sritis. Liuminescencinė lempa naudoja elektrą gyvsidabrio garams sužadinti stikliniame vamzdyje. Gyvsidabrio garai išskiria ultravioletinę (UV) šviesą, kuri vėliau sukelia fosforo dangos fluorescenciją ir sukuria šviesą matomame spektre. Liuminescencinės lempos buvo plačiai naudojamos dėl didelio šviesos efektyvumo, išsklaidyto šviesos pasiskirstymo ir ilgo veikimo. Tačiau fluorescencinių lempų naudojimas yra prieštaringas. Liuminescencinės lempos turi daug trūkumų, tokių kaip ultravioletinė spinduliuotė, ilgas paleidimo laikas, radijo trukdžiai, didelis trapumas, harmoniniai iškraipymai, ribotas veikimo temperatūrų diapazonas ir trumpesnė tarnavimo trukmė dėl dažno perjungimo. Nepaisant to, neigiamas fluorescencinio apšvietimo poveikis yra tas, kad jis labai pablogino vidaus apšvietimo kokybę ir kėlė pavojų sveikatai. Dėl pernelyg didelio dėmesio šviesos efektyvumui dauguma fluorescencinių šviestuvų prastai atkuria spalvas ir suteikė pernelyg aukštą spalvų temperatūrą (6000 K - 6500 K), o tai galėjo sutrikdyti žmogaus cirkadinį ritmą ir iškėlė susirūpinimą dėl mėlynos šviesos pavojaus. Kadangi fluorescencinei lempai reikalingas balastas, kuris reguliuotų per lempos elektrodus tiekiamą srovę, kyla mirgėjimo problema. Kalbant apie šviesos kokybę, fluorescencinis apšvietimas yra ypač bloga pradžia dirbtinio vidaus patalpų apšvietimo istorijoje.

Kietojo kūno apšvietimas, pagrįstas šviesos diodų (LED) technologija, sparčiai populiarėja. Šviesos diodai tapo vyraujančiu šviesos šaltiniu kiekvienai įsivaizduojamai apšvietimo programai. Šviesos diodas yra puslaidininkinis įtaisas, kuris elektros energiją tiesiogiai paverčia fotonais. Puslaidininkinis įtaisas turi pn jungtį, sudarytą iš priešingai legiruotų puslaidininkinės medžiagos sluoksnių, tokių kaip indžio galio nitridas (InGaN). Kai pn sandūra yra pakreipta į priekį, elektronai ir skylės įšvirkščiami į aktyviąją sritį ir rekombinuojasi, kad sukurtų šviesą. LED technologija pašalino daugelį įprastų technologijų trūkumų ir siūlo didelį efektyvumą, ilgą tarnavimo laiką, didelį spektrinį universalumą, išskirtinį valdymą (įjungimas / išjungimas / pritemdymas), didelį optinio dizaino lankstumą ir didelį atsparumą smūgiams ir vibracijai. Šviesos diodai spinduliuoja tik matomą spektrą (paprastai nuo 400 iki 700 nm). Kadangi nėra ultravioletinės (UV) ir infraraudonosios (IR) spinduliuotės, ši technologija ypač tinka žmonėms, turintiems specifinį jautrumą arba situacijose, kai tradicinių šviesos šaltinių optinė spinduliuotė keltų pavojų žmonėms.

LED šviestuvai

Ilgas tarnavimo laikas ir didelis energijos vartojimo efektyvumas yra pagrindiniai šviesos diodų pranašumai. Tai lemia paplitusią klaidingą nuomonę, kad LED apšvietimo sistemų ilgas tarnavimo laikas ir didelis šviesos efektyvumas yra savaime suprantamas dalykas. Liuminescenciniame šviestuve naudojamas lempų rinkinys, pvz., linijinis T5 (5/8 colio skersmuo), T8 (1 colio skersmuo) ir T12 (11/2 colio skersmuo), standartizuotas visoje pramonėje ir gamintojams, kurių tarnavimo laikas yra panašus. , šviesos srautas ir liumenų palaikymas. Armatūra iš esmės tarnauja kaip lempų tvirtinimo rėmas ir leidžia ribotai valdyti šviesos paskirstymą. Priešingai, LED šviestuvas paprastai yra labai suprojektuota sistema, kuri holistiškai integruoja šviesos diodus su šiluminėmis, elektrinėmis ir optinėmis posistemėmis, kad būtų sukurtas priimtinas produktas. LED šviestuvo sistemos efektyvumas ir eksploatavimo trukmė labai priklauso nuo sistemos projektavimo ir konstrukcijos. LED šviestuvo eksploatavimo trukmės įvertinimas pagrįstas tuo, kai pirmą kartą šviestuvui reikia priežiūros, o tai greičiausiai būtų dėl šviesos nutrūkimo, spalvų poslinkio, gedimo ar net staigių LED tvarkyklių gedimų.

Šviesos diodai šiandien yra efektyviausias šviesos šaltinis. Tačiau vis tiek daugiau nei pusė šviesos diodams tiekiamos elektros energijos paverčiama šiluma. Skirtingai nuo kaitinamųjų ir halogeninių lempų, kurios spinduliuoja šilumą iš lempų infraraudonųjų spindulių energijos pavidalu, šviesos diodų generuojama šiluma sulaikoma puslaidininkių paketuose ir turi būti išsklaidyta per patį šviestuvą. Per didelis šilumos kaupimasis šviesos dioduose gali pagreitinti lusto, fosforo ir pakavimo medžiagų irimo procesą. Įrodyta, kad padidėjusi sankryžos temperatūra sukelia daugybę gedimo mechanizmų, tokių kaip branduolių susidarymas ir dislokacijų augimas aktyvioje diodo srityje, fosforo kvantinio efektyvumo pablogėjimas ir kapsulių bei plastikinių korpusų spalvos pasikeitimas. Taigi efektyvus šilumos valdymas yra labai svarbus norint, kad šviesos diodai veiktų iki jų vardinio tarnavimo laiko. Šiluminis dizainas yra svarbiausia šviestuvo dizaino dalis. Visos medžiagos ir komponentai, einantys šiluminiame kelyje nuo puslaidininkio per spausdintinę plokštę (PCB) į aplinkos aplinką, turi turėti mažą šiluminę varžą. Šiluminės konstrukcijos efektyvumas iš esmės priklauso nuo šilumos kriauklės gebėjimo išsklaidyti šilumą per šilumos laidumą ir konvekciją. Viršutiniai šviestuvai, tokie kaip trofferiai ir linijiniai pakabukai, paprastai suteikia pakankamai tūrio, kad būtų sukurtas tinkamas paviršiaus plotas, palengvinantis šilumos mainus.

Dažniausiai LED sistemos gedimo ar gedimo taškas yra LED tvarkyklė. Kadangi šviesos diodai yra jautrūs net labai mažiems srovės ir įtampos pokyčiams, LED tvarkyklės grandinės turi būti sukonfigūruotos taip, kad reguliuotų išėjimą esant pastoviai srovei, kai kinta maitinimo įtampa arba apkrova. Šviesos diodų veikimas su tinkama pavaros srove taip pat yra šilumos valdymo dalis. Padidinus šviesos diodų įvertinimą, padidės sankryžos temperatūra ir sumažės vidinis šviesos diodų kvantinis efektyvumas. Pagrindinės tvarkyklių veikimo metrikos yra sutelktos į jų gebėjimą tinkamai ir efektyviai reguliuoti šviesos diodo arba šviesos diodų eilutės (ar eilučių) galią, tuo pačiu užtikrinant didelį galios koeficientą ir mažą bendrąjį harmoninį iškraipymą (THD) plačiame įvesties įtampos diapazone. . Vairuotojas taip pat turi užtikrinti apsaugos nuo perkrovos, atviro ir trumpojo jungimo funkcijas, taip pat trumpalaikį įtampos slopinimą ir intelektualią apsaugą nuo perkaitimo. Tačiau kai kurie apšvietimo gamintojai negailestingai mažina išlaidas, nepakankamai suprojektuodami vairuotojų grandines. Dėl to ne tik pažeidžiamas tvarkyklės grandinės patikimumas, bet ir mirgėjimas tampa problema, nes pigios tvarkyklės dažnai neužtikrina visiško pulsacijos slopinimo. Paprastai nepriimtina, kad išėjimo srovės pulsacijos vertė viršija ±10 procentų.

Optinis dizainas tampa dideliu prioritetu kuriant LED sistemas. Vienodas apšvietimas dideliame plote arba užduoties plokštumoje reikalauja naudoti daug vidutinio galingumo šviesos diodų. Dėl didelio šių miniatiūrinių šviesos šaltinių šviesos intensyvumo akinimo mažinimas yra prioritetas. LED šviestuvai pasižymi įvairiomis paskirstymo charakteristikomis, kurios pasiekiamos naudojant optinius komponentus, tokius kaip difuzoriai, lęšiai, atšvaitai ir žaliuzės. Tiesioginį šviesos diodų akinimą galima sumažinti išsklaidant ryškumą dideliuose paviršiaus plotuose. Lęšiai, kuriuose yra keletas mažų prizmių, gali sumažinti šviestuvo skaistį žiūrint beveik horizontaliai. Atspindys yra dažniausiai naudojama šviesos diodų šviesos srauto reguliavimo technika. Tūriniai trofferiai yra „atspindintys tiesioginiai“ šviestuvai, atspindintys šviesą nuo vidinio įleidžiamo korpuso paviršiaus, o LED moduliai, skleidžiantys šviesą į viršų, yra ekranuoti arba uždengti metaliniuose krepšeliuose, paremtuose difuziniu akrilu. Kraštais apšviestos LED skydinės lemputės šviečia šviesą į šviesos kreipiamąją plokštę (LGP), kuri tolygiai paskirsto šviesą link difuzoriaus per bendrą vidinį atspindį (TIR). Galimybė užtikrinti vienodą apšvietimą nesukuriant pernelyg didelio skaisčio, todėl šie įleidžiami šviestuvai yra darbo arkliukas mokymo įstaigose.

Spalvų perteikimas

Kaip ir fluorescencinio apšvietimo atveju, LED apšvietimo eroje išliko kompromisas tarp spalvų kokybės ir šviesos efektyvumo. Baltos spalvos šviesos diodai paprastai yra fosforu konvertuoti šviesos diodai, kurie naudoja trumpo bangos ilgio šviesą, skleidžiamą iš LED štampų, kad pumpuotų fosforą (liuminescencines medžiagas). Dauguma fosforu konvertuotų šviesos diodų yra mėlyni siurblio šviesos diodai, kurie iš dalies konvertuoja elektroliuminescenciją. Aukštos spalvos perteikimo mėlynam pompos šviesos diodui reikia labai didelės skleidžiamos trumpos bangos šviesos dalies, kuri būtų konvertuojama žemyn. Šis siurblio šviesos pavertimo fosforo šviesa (fotoliuminescencija) procesas apima daug Stokso energijos nuostolių. Spinduliuotės šviesos efektyvumo (LER) konvertavimas pagal akių jautrumą yra neefektyvus ilgesnio bangos ilgio šviesos spektriniame pasiskirstyme. Sudedant šiuos efektus, ryškių spalvų perteikimo šviesos diodų, kurių SPD tolygiau paskirstytas visame matomame spektre, šviesos efektyvumas yra santykinai žemas nei silpno spalvų perteikimo šviesos diodų, kurie yra per daug prisotinti mėlynos ir žalios bangos ilgiuose.

Dėl didelio efektyvumo apšvietimo ir mažėjančių sąnaudų daugumoje švietimo įstaigose naudojamų LED šviestuvų yra šviesos diodai, kurių spalvų perteikimo indeksas (CRI) yra 80, o tai priimtina (bet toli gražu nėra gera). Visų pirma, šių šviestuvų skleidžiamai šviesai trūksta bangų ilgių, kurie perteikia sodrias spalvas. Kad klasėje būtų malonus jausmas, o spalvos atrodytų natūralios, šviesos šaltinis turi sugebėti sužadinti vaizdinį atsaką į visus matomo spektro bangos ilgius. Švietimo įstaigos nusipelno aukštos kokybės apšvietimo, pvz., 90 CRI. Nors mėlyni siurblio šviesos diodai gali būti sukurti taip, kad būtų užtikrintas puikus spalvų perteikimas, violetiniai siurblio šviesos diodai buvo sukurti specialiai plataus spektro baltai šviesai, kuri suteikia spinduliavimo galią gana plačiai. matomas spektras.

Mokslas už šviesos spalvos

Šviesos šaltinio koreliacinė spalvų temperatūra (CCT) skirta apibūdinti šviesos spalvą (pvz., šiltą arba vėsią). Balta šviesa su šiltu tonu CCT yra 2700–3200 K diapazone. Balta šviesa, kurios CCT yra nuo 3500 K iki 4100 K, paprastai vadinama „neutralios baltos spalvos“ išvaizda. Balta šviesa, kurios CCT viršija 4100 K, vadinama „vėsiai balta“. Ne visa balta šviesa yra vienoda, nesvarbu, ar balta šviesa atrodo šilta, ar šalta, ne tik vizualiai veikia mūsų suvokimą ir emociškai veikia mūsų nuotaiką, bet ir įvairias neuroendokrinines bei neuroelgesio reakcijas. Paprastai šaltesnė balta spalva atitinka santykinai didelį mėlynos šviesos procentą spektre, o šilta balta – mažą mėlynos spalvos komponentą spektre.

Tyrimai parodė, kad mėlyna šviesa gali stimuliuoti iš esmės šviesai jautrius tinklainės ganglioninių ląstelių (ipRGC) fotoreceptorius tinklainės ganglioninių ląstelių sluoksnyje. ipRGC šviesą paverčia neuroniniais signalais biologiniam laikrodžiui. Tada suprachiasmatiniuose branduoliuose (SCN) esantis biologinis laikrodis reguliuoja kūno temperatūrą ir išskiria endokrininius hormonus, tokius kaip melatoninas ir kortizolis. Pakankamai didelė bioaktyvios mėlynos šviesos dozė suaktyvins pagrindinį biologinį laikrodį, kad užprogramuotų žmogaus kūną dienos režimui. Nustatyta, kad mėlynojo spinduliavimo poveikis skatina hormonų, tokių kaip kortizolis, gamybą, kad būtų galima reaguoti į stresą ir būti budriam; serotoninas impulsų kontrolei ir angliavandenių troškimui; ir dopamino malonumui, budrumui ir raumenų koordinacijai. Imituojant dienos fiziologinį atsaką, bioaktyvios mėlynos šviesos poveikis taip pat slopina miegą skatinančio hormono melatonino gamybą. Kadangi ji palaiko koncentraciją, budrumą ir efektyvumą, ryškiai balta šviesa su dideliais mėlynais komponentais dažnai naudojama mokymosi valandomis.

Paprastai dienos apšvietimui edukacinėse patalpose pasirenkama šalta balta šviesa, kurios CCT yra apie 4100 K. Maksimali CCT vidaus apšvietimui apskritai neturėtų viršyti 5400 K, tai yra akivaizdi saulės šviesos, sklindančios tiesiai virš galvos, spalvos temperatūra. Tačiau pradėjus naudoti fluorescencinį apšvietimą, staigiai išaugo vidaus apšvietimo spalvų temperatūra. Šviesos šaltiniai, skleidžiantys baltą šviesą, kurios bangų ilgiai sukaupti mėlyname spektro gale, turi didžiausią šviesos efektyvumą dėl minimalios fotoliuminescencijos ir didelio akių jautrumo šioje spektrinėje juostoje. Dėl to 6000–6500 K diapazono CCT yra įprastas švietimo apšvietimo pasirinkimas. Tačiau optinė spinduliuotė su tokia itin aukšta CCT atrodo atšiauri ir dažnai sukelia spalvų iškraipymus, nes trūksta bangos ilgių, kad būtų atvaizduojamos sočios spalvos. Svarbiausia, kad per dieną esant itin didelei mėlynajai spinduliuotei, žmogaus organizmas gali būti perkrautas ir sunku išlaikyti sklandų cirkadinį ritmą.

Studentai dažniausiai ir toliau gauna didelio intensyvumo mėlyną spinduliuotę naktinio mokymo valandomis, todėl vakare melatoninas yra netinkamai slopinamas. Naktinis melatonino išsiskyrimas nuo 21:00 iki 7:30 ryto yra gyvybiškai svarbus apsauginis mechanizmas, kuris palaiko esminį atsinaujinimą ir slopina besivystančias vėžines ląsteles mūsų kūne. Vakare, likus bent dviem valandoms iki miego, reikėtų vengti didelio CCT ir didelio intensyvumo apšvietimo. Kuklus šiltos baltos šviesos lygis, apibrėžiamas kaip 60 liuksų, yra pakankamas nedidelėms vizualinėms užduotims be cirkadinio veikimo sutrikimų.

Derinamas baltas apšvietimas

Apšvietimo poveikis žmonių sveikatai, gerovei ir našumui paskatino apšvietimo pramonę sukurti sprendimą, galintį sukelti tam tikrą žmogaus biologinį atsaką, kad padidėtų koncentracija, budrumas ir našumas, kartu palaikant palankų cirkadinį ritmą. Reguliuojamas baltas apšvietimas leidžia moduliuoti baltos šviesos spalvos temperatūrą, o šviesos intensyvumas reguliuojamas atskirai. Ši technologija leidžia dinamišką apšvietimo schemą pateikti visą dieną ir leidžia pritaikyti apšvietimą įvairių tikslinių grupių poreikiams. Derinamas baltas apšvietimas, pagrįstas LED technologija, yra varomoji jėga, skatinanti pagreitintą į žmogų orientuoto apšvietimo (HCL) diegimą. Į žmogų orientuotas apšvietimas skirtas sustiprinti kūno cirkadinį ritmą ir natūralų biologinių funkcijų ciklą. Tai užtikrina sąmoningą hormoninių procesų ir mokymosi aplinkos kontrolę visapusiškai vizualinio, biologinio ir emocinio šviesos poveikio projektavimo metu. Vidaus apšvietimo kiekis ir spektras gali būti suderinti taip, kad atspindėtų natūralios dienos šviesos ypatybes.

Fotobiologinė sauga

Fotelių ekspertai kėlė triukšmą dėl LED apšvietimo mėlynos šviesos pavojaus. Jie teigia, kad mėlynos spalvos pompos šviesos diodai turi didesnę mėlynos bangos ilgio dalį ir todėl turi daugiau galimybių nei kitų tipų šviesos šaltiniai kelti mėlynos šviesos pavojų. Mėlynos šviesos pavojus yra fotochemiškai sukeltas tinklainės pažeidimas, kurį sukelia spinduliuotės poveikis, kurio bangos ilgis daugiausia yra nuo 400 nm iki 500 nm. Vien todėl, kad balti šviesos diodai naudoja mėlynus spinduolius, kad pumpuotų fosforo keitiklius, o jų SPD gali būti ryški mėlyna smailė, tai nebūtinai reiškia, kad šviesos diodai turi didesnį potencialą fotochemiškai pažeisti tinklainę. Įvairių spalvų balta šviesa iš esmės yra skirtingų ilgųjų ir trumpųjų bangų ilgių derinių rezultatas. Egzistuoja stiprus ryšys tarp CCT ir mėlynos šviesos kiekio, neatsižvelgiant į tai, iš ko skleidžiama balta šviesa. Mėlynos šviesos pavojaus svorio nustatymo funkcija apima įvairius bangos ilgius. Svarbu atsižvelgti į pavojingos spinduliuotės diapazoną, o ne į bet kokį vietinį piką. Bendras mėlynų bangų ilgių skaičius šviesos diodų skleidžiamos šviesos spektrinėje kompozicijoje paprastai yra toks pat kaip ir bet kurio kito šviesos šaltinio skleidžiama šviesa esant tokiai pačiai spalvinei temperatūrai.

Pakartoti: šviesos diodai iš esmės nesiskiria nuo šviesos šaltinių, naudojančių tradicines technologijas, kai kalbama apie fotobiologinę saugą. Reikėtų kaltinti itin aukšto CCT naudojimą vidaus apšvietime. Baltoje šviesoje, kurios CCT viršija 6000 K, yra daug mėlynos šviesos ir ji labiau linkusi fotochemiškai pažeisti tinklainę nei balta šviesa, kurią skleidžia žemo CCT šviesos šaltiniai. Slenkstinis apšviestumas rizikos grupei priskiriant RG2 arba aukštesnę yra 1000 liuksų šviesos šaltinio, kurio CCT yra 6000 K, 1600 liuksų šviesos šaltinio, kurio CCT yra 4000 K, ir 3200 liuksų šviesos šaltinio, kurio CCT yra 2700. K. Tačiau mėlynos šviesos pavojaus klasifikacija 2 ir 3 rizikos grupėje yra labai mažai tikėtina visų tipų baltos šviesos šaltiniams vien todėl, kad didžiausias apšvietimas švietimo reikmėms retai viršija 300 liuksų. Svarbu tai, kad gaminys taip pat turi viršyti šviesumo sąlygų slenkstį, kad jis būtų laikomas pavojingu (10 mcd/k2 esant 6000 K, 16 mcd/k2 esant 4000 K, 30 mcd/k2 esant 2700 K 2 rizikos grupei). Net jei kyla pavojus iš 2 ar 3 rizikos grupės, žmonių pasibjaurėjimo reakcijos sumažins pavojų, todėl dėl mėlynos šviesos pavojaus žmonėms nereikia jaudintis.

Populiarus Žymos: Klasės apšvietimo dizaino LED šviestuvai mokykloms ir švietimo įstaigoms, Kinija, tiekėjai, gamintojai, gamykla, pirkti, kaina, geriausias, pigus, parduodamas, sandėlyje, nemokamas pavyzdys