Спектр свечения светодиодных ламп

Массовое появление светодиодных ламп на прилавках хозяйственных магазинов, визуально напоминающих лампу накаливания (цоколь Е14, Е27), привело к появлению дополнительных вопросов среди населения о целесообразности их применения. Рекламодатели заявляют о небывалых энергетических показателях, рабочем ресурсе в несколько десятков лет и мощнейшем световом потоке инновационных источников света. Исследовательские центры, в свою очередь, выдвигают теории и преподносят факты, свидетельствующие о вреде светодиодных ламп. Как далеко шагнули осветительные технологии, и что скрывает обратная сторона медали под названием «светодиодное освещение»?

Что правда, а что вымысел?

Несколько лет использования светодиодных ламп позволило учёным сделать первые выводы об их истинной эффективности и безопасности. Оказалось, что такие яркие источники света, как светодиодные лампы также имеют свои «тёмные стороны». Негатива добавили китайские коллеги, которые, в очередной раз, наводнили рынок некачественной продукцией. Какому освещению отдать предпочтение, чтобы в погоне за энергоэффективностью не ухудшить зрение? В поисках компромиссного решения придётся ближе познакомиться со светодиодными лампами.

В конструкции имеются вредные вещества

Чтобы убедиться в экологичности светодиодной лампы, достаточно вспомнить из каких деталей она состоит. Её корпус выполнен из пластика и стального цоколя. В мощных образцах по окружности расположен радиатор из алюминиевого сплава. Под колбой закреплена печатная плата со светоизлучающими диодами и радиокомпоненты драйвера. В отличие от энергосберегающих люминесцентных ламп колбу со светодиодами не герметизируют и не заполняют газом. По наличию вредных веществ, светодиодные лампы можно занести в одну категорию с большинством электронных устройств без аккумуляторов. Безопасная эксплуатация – существенный плюс инновационных источников света.

Белый светодиодный свет вредит зрению

Отправляясь за покупкой LED-ламп, нужно обращать внимание на цветовую температуру. Чем она выше, тем больше интенсивность излучения в синем и голубом спектре. Сетчатка глаза наиболее чувствительна к синему свету, который в течение длительного повторяющегося воздействия приводит к её деградации. Особенно вреден холодный белый свет для детских глаз, структура которых находится в стадии развития.

Чтобы снизить раздражение органов зрения в светильники с двумя и более патронами рекомендуется включать лампы накаливания малой мощности (40–60 Вт), а также использовать светодиодные лампы, излучающие тёплый белый свет. Применение подобных светильников без высокого коэффициента пульсации не наносит вреда и одобрено министерством здравоохранения РФ. Цветовая температура (Тс) указывается на упаковке и должна быть в пределах 2700–3200 К Российские производители Оптоган и SvetaLed рекомендуют приобретать осветительные приборы теплых тонов, т. к. их спектр излучения наиболее похож на солнечный свет.

Сильно мерцают

Вред пульсаций от любого искусственного источника света давно доказан. Мерцания частотой от 8 до 300 Гц отрицательно влияют на нервную систему. Как видимые, так и невидимые пульсации проникают через органы зрения в головной мозг и способствуют ухудшению здоровья. Светодиодные лампы не стали исключением. Однако, не всё так плохо. Если выходное напряжение драйвера дополнительно проходит качественную фильтрацию, избавляясь от переменной составляющей, то величина пульсаций не превысит 1%.Коэффициент пульсаций (Кп) ламп, в которые встроен импульсный блок питания, не превышает 10%, что удовлетворяет санитарным нормам, действующим на территории РФ. Цена прибора освещения с высококачественным драйвером не может быть низкой, а её производитель должен быть известным брендом.

Подавляют секрецию мелатонина

Мелатонин – гормон, отвечающий за периодичность сна и регулирующий суточный ритм. В здоровом организме его концентрация увеличивается с наступлением темноты и вызывает сонливость. Работая в ночное время, человек подвержен воздействию различных вредных факторов, в том числе и освещения. В результате неоднократных исследований доказано негативное воздействие светодиодного света в ночное время на зрение человека.

Поэтому с наступлением темноты следует избегать яркого светодиодного излучения, особенно в спальных комнатах. Отсутствие сна после длительного просмотра телевизора (монитора) со светодиодной подсветкой также объясняется снижением выработки мелатонина. Систематическое воздействие синего спектра в ночное время провоцирует бессонницу. Кроме регуляции сна мелатонин нейтрализует окислительные процессы, а значит, замедляет старение.

Для светодиодных ламп не имеется стандартов

Данное утверждение является частично ошибочным. Дело в том, что светодиодное освещение ещё развивается, а значит, обретает новые плюсы и минусы. Индивидуального стандарта для него не существует, но оно включено в ряд действующих нормативных документов, предусматривающих влияние искусственного освещения на человека. Например, ГОСТ Р МЭК 62471–2013 «Светобиологическая безопасность ламп и ламповых систем». В нём подробно описаны условия и методики измерений параметров ламп, включая светодиодные, приведены формулы для расчёта предельных значений опасного облучения. Согласно МЭК 62471–2013 все лампы непрерывной волны классифицируют по четырём группам опасности для глаз. Определение группы риска для конкретного типа ламп проводят экспериментально на основании замеров опасного УФ и ИК излучения, опасного синего света, а также теплового воздействия на сетчатку глаза.

СП 52.13330.2011 устанавливает нормативные требования ко всем видам освещения. В разделе «Искусственное освещение» светодиодным лампам и модулям уделено должное внимание. Их рабочие параметры не должны выходить за рамки допустимых значений, предусмотренных настоящим сводом правил. Например, п.7.4 указывает на применение в качестве источников искусственного освещения ламп с цветовой температурой 2400–6800 К и максимально допустимым УФ-излучением 0,03 Вт/м2. Кроме этого, нормируется значение коэффициента пульсаций, освещённости и световой отдачи.

Излучают много света в инфракрасном и ультрафиолетовом диапазоне

Чтобы разобраться с данным утверждением, нужно проанализировать два способа получения белого света на базе светодиодов. Первый способ предполагает размещение в одном корпусе трёх кристаллов – синего, зеленого и красного. Излучаемая ими длина волны не выходит за пределы видимого спектра. Следовательно, такие светодиоды не генерируют световой поток в инфракрасном и ультрафиолетовом диапазоне.

Чтобы получить белый свет вторым способом на поверхность синего светодиода наносят люминофор, который формирует световой поток с преобладающим желтым спектром. В результате их смешения можно получить разные оттенки белого. Присутствие УФ излучения в данной технологии ничтожно и безопасно для человека. Интенсивность ИК излучения в начале длинноволнового диапазона не превышает 15%, что несоизмеримо мало с аналогичным значением для лампы накаливания. Рассуждения о нанесении люминофора на ультрафиолетовый светодиод вместо синего небезосновательны. Но, пока, получение белого света таким методом является дорогостоящим, имеет низкий КПД и много технологических проблем. Поэтому до промышленных масштабов белые лампы на УФ светодиодах ещё не дошли.

Имеют вредное электромагнитное излучение

Высокочастотный модуль драйвера является самым мощным источником электромагнитного излучения в LED-лампе. Испускаемые драйвером ВЧ импульсы, могут влиять на работу и ухудшать передаваемый сигнал радиоприёмников, WIFI передатчиков, расположенных в непосредственной близости. Но вред от электромагнитного потока светодиодной лампы для человека на несколько порядков меньше вреда от мобильного телефона, СВЧ печи или WIFI роутера. Поэтому влиянием электромагнитного излучения от LED ламп с импульсным драйвером можно пренебречь.

Дешёвые китайские лампочки безвредны для здоровья

Частично ответ на это утверждение уже дан выше. Относительно китайских светодиодных ламп принято считать: дешево – значит некачественно. И к сожалению, это действительно так. Анализируя товар в магазинах, можно отметить, что все LED лампы стоимостью менее 200 рублей за штуку имеют некачественный модуль преобразования напряжения. Внутри таких ламп вместо драйвера ставят бестрансформаторный блок питания (БП) с полярным конденсатором для нейтрализации переменной составляющей. Из-за малой ёмкости с возложенной функцией конденсатор справляется лишь частично. Как следствие – коэффициент пульсаций может достигать до 60%, что может негативно повлиять на зрение и здоровье человека в целом. Минимизировать вред от таких светодиодных ламп можно двумя способами. Первый предусматривает замену электролита на аналог ёмкостью около 470 мкФ (если позволит свободное пространство внутри корпуса). Такие лампы можно будет использовать в коридоре, туалете и прочих комнатах с низким зрительным напряжением. Второй – более дорогостоящий и предполагает замену некачественного БП на драйвер с импульсным преобразователем. Но в любом случае для освещения жилых комнат и рабочих мест лучше использовать достойные светодиодные лампы, а от приобретения дешевой продукции из Китая лучше воздержаться.

Отзывы специалистов

Специалисты, изучающие работу светоизлучающих диодов, утверждают, что вред светодиодных ламп сильно преувеличен. Но, пока не решена проблема синего света, при выборе LED ламп следует обращать внимание на цветовую температуру (Тс). Если на коробке указано значение в 4 тыс. K и более, то лучше отказаться от покупки таких ламп для квартиры. Их назначение – подсветка улиц и производственных объектов. Источники света с Тс=3000–4000 K рекомендованы в качестве основного освещения в квартире, кроме спальных комнат. В гостиные и комнаты отдыха нужно выбирать LED-лампы с Тс=2500–3000 K, имитирующие теплый свет от лампы накаливания.

Полностью переходить на светодиодное освещение или же, наоборот, полностью отказаться от него – это индивидуальный выбор каждого человека. Технологии позволяют дальше модернизировать светодиод, а разработчики пророчат ему большое будущее. Сейчас человек оказался около двух чаш весов. На одной чаше коммерция, которая весьма эффективно навязывает несовершенный товар в большом объёме. На другой чаше – предостережения ученых, которые добиваются ужесточения норм по применению сверхъярких белых светодиодов.

Используйте качественное светодиодное освещение и не забывайте ежедневно гулять не менее одного часа под воздействием солнечного света. Для детей, зрение которых ещё формируется, этот показатель должен быть увеличен в 2–3 раза. Также следует избегать прямого попадания света от светодиодной лампы. Это утверждение касается любого источника света.

В качестве осветительных приборов широко используются светодиоды. Это удобные малогабаритные и экономичные источники света. Но, в отличие от ламп накаливания, светодиоды имеют разный оттенок белого света. Его называют «цветовая температура» и обозначают Тс.

Конструкция белых светодиодов

Это кристалл кремния с добавками, покрытый люминофором. При протекании через него электрического тока кристалл излучает ультрафиолетовый или синий свет, переизлучаемый люминофором. Итоговый оттенок свечения светодиодных ламп определяется видом добавок и составом люминофора.

На заметку. Освещение комнаты зависит не только от цвета свечения светодиодов, но и абажура светильника, защитного стекла и цвета обоев на стенах и потолке.

Что такое цветовая температура

Все тела при нагреве излучают свет: вначале инфракрасный, а затем видимый. По спектру этого излучения можно определить температуру тела. Она измеряется в Кельвинах (К).

Справка. Есть две шкалы измерения температур: Кельвина (°К) и Цельсия (°С). 0°К=-273°С.

И наоборот, каждому оттенку цвета излучения соответствует температура предмета. Поэтому оттенки белого цвета принято обозначать в Кельвинах, чтобы не придумывать определения типа «светло-жёлтый» или «белый с голубым отливом»:

• 0°К – абсолютно чёрное тело, отсутствие любого излучения;
• 800°К (527°С) – тёмно-красный цвет;
• 1300°К (1027°С) – ярко-красный. Так светится нагретый металл;
• 2000°К (1727°С) – оранжевый. Это цвет углей (не пламени) в камине;
• 2700°К – тёплый белый цвет. Так светятся лампочки накаливания;
• 4500°К – нейтральный белый. Цвет пасмурного дня;
• 5000°К – белый. Такой оттенок имеет цвет солнечного полдня;
• 6800°К – холодный белый. Освещение на восходе солнца;
• 9000°К – голубой. Цвет термоядерной реакции.

Цветовая температура светильников

Кроме мощности, важным параметром является цветовая температура светодиодных ламп. От неё зависит комфортность нахождения в интерьере и восприятие яркости. По современным нормам Тс свечения светодиодных ламп делится на три группы.

Теплый свет

Это желтоватый цвет (2700-3500°К), освещение перед закатом. Такое свечение имеют привычные лампы накаливания.

Используется оно для дома, в жилых помещениях:

• в кухне теплый свет придаст еде более привлекательный и аппетитный вид;
• в ванной и гостиной такое освещение создаёт расслабляющий эффект;
• в спальне белый тёплый свет позволяет уменьшить яркость ламп и настроится на крепкий сон;

В интерьере усиливают жёлтые и красные оттенки, а также ослабляют из-за недостатка в спектре холодных цветов сине-зелёные:

• голубой приобретает зеленоватый оттенок;
• синий «выцветает»;
• тёмно-синий выглядит чёрным;
• фиолетовый приобретает красноватый оттенок.

Поэтому при оформлении интерьера в синей или голубой цветовой гамме лучше применять источники нейтрального или холодного света.

Нейтральный, или естественный свет

Нейтральный свет (3500-5000°К) ближе всего к натуральному и не искажает цвет интерьера. Такие светильники используются в следующих местах:

• в детских комнатах, где обеспечивают правильное восприятие цветов;
• в прихожей и ванной перед зеркалом;
• в кухне над рабочей поверхностью;
• в торшере, прикроватном бра светильнике на письменном столе.

Холодный свет

Это цвет зимнего дня (холодный – 5000-6800°К). Используется для создания рабочего настроения в офисах и на производстве, а также как дополнительное освещение вместе с солнечным светом. Холодный оттенок воспринимается ярче других цветов.

В жилых помещениях такое освещение используется во вспомогательных помещениях:

• на кухне, для создания яркого освещения в рабочей зоне;
• в кабинете для рабочей атмосферы;
• в ванной возле умывальника поможет окончательно проснуться утром.

Внимание! В жилых комнатах такое освещение используется только при наличии большого пространства и в стиле Hi-Tech.

Цвета интерьера искажаются в обратную сторону от освещения тёплым светом: усиливаются синие и зелёные оттенки, но ослабляются красные и жёлтые:

• красный приобретает фиолетовый оттенок;
• оранжевый становится коричневым;
• жёлтый выглядит жёлто-зелёным.

Поэтому в помещении, оформленном в тёплых тонах, такое освещение лучше не применять.

Индекс цветопередачи ламп CRI

На комфорт пребывания в помещении и производительность труда влияет не только яркость света, но и его оттенок. Не менее важным является соответствие воспринимаемого цвета реальному. Числовое обозначение этого параметра называется индекс или коэффициент цветопередачи. Обозначается он Rа или CRI, от англ. colour rendering index (коэффициент цветопередачи).

Эталонным является дневной свет. Его CRI равен 100. Производители осветительных приборов не стремятся добиться такого качества. Лампы с коэффициентом более 80 не утомляют глаза, а с Ra больше 90 – субъективно не отличаются от эталонных.

Интересно. Свет лампы накаливания мощностью 60Вт обладает температурой 2680К, а её CRI равен 80.

При определении Ra производится сравнение восьми эталонных цветов (DIN 6169) по методу Международной комиссии по освещению (CIE). При этом отмечается искажение цвета образцов при исследуемом освещении от цвета при эталонном освещении. Лампы с Тс до 5000К сравниваются с эталонным светильником, дающим спектр излучения чёрного тела, а для светильников с более высокой температурой эталоном является дневной свет.

Средняя величина отклонения вычитается из 100. Результат и есть индекс цветопередачи CRI.

Яркость ламп и цветовая температура

Светодиодные лампы позволяют выбрать освещение различного оттенка в разных помещениях. Но общее правило «в жилых помещениях тёплый белый, а в офисе – холодный» не всегда справедливо.

Физик из Голландии Ари Крюитоф исследовал восприятие освещения различной яркости и оттенков. Как оказалось, комфортность для глаз зависела от обоих факторов в одном и том же помещении.

По итогам экспериментов был составлен график, который носит название кривая Круитофа. На нём по горизонтали отмечена цветовая температура (K), по вертикали – освещённость (Lx). Пересечение этих величин показывает зоны приятного (посередине) и некомфортного освещения.

Например, холодный белый цвет ламп при освещённости 105 Lux воспринимается комфортным, но при уменьшении яркости кажется неприятным, с синеватым оттенком.

Такое освещение устанавливается в офисах, с нормой 400 Lux, а в жилых комнатах при обычной освещённости 75 Lux лучше использовать тёплый белый свет.

Внимание! При увеличении яркости света в жилых комнатах следует заменить светильники тёплого света нейтральными, иначе освещение будет неприятного жёлтого оттенка.

Поэтому общие рекомендации по температуре цвета ламп необходимо проверять в конкретных условиях.

Разнообразная цветовая температура светодиодных ламп позволяет организовать освещение по своему вкусу, исходя из оформления интерьера и назначения помещения.

Видео

Новости:

Цветочная выставка земли Бранденбург 2019 — фото и впечатления нашего форумчанина

Автор Тема: Спектр белой люминесцентной лампы и белого светодиода. (Прочитано 5027 раз)

0 Пользователи и 1 Гость просматривают эту тему.

Похожие темы (1)

Светодиодная подсветка для растений. Лампы, ленты.

Ответов: 1717
Просмотров: 253533 Вчера в 11:05:35
от vitt13

При использовании материалов сайта ссылка на сайт обязательна!

© www.floralworld.ru 2006-2016 год, Марина и Александр Митяевы

Страница сгенерирована за 0.131 секунд. Запросов: 36.