В последние годы массовое распространение получили светодиодные лампы, которые визуально схожи с лампами накаливания. Светодиодные устройства активно рекламируются, рекламодатели сообщают о прекрасных энергетических характеристиках продукции, большом эксплуатационном ресурсе лампочек и мощном освещении.
Однако практически никогда продавцы не говорят о том, что вред светодиодных ламп в значительной степени сводит на нет все преимущества этого вида осветительных устройств. В этой статье разберемся подробнее в том, влияют ли светодиодные факторы на ухудшение здоровья, и если да, то почему.
Негативные факторы
Существует комплекс негативных воздействий на человеческий организм, причиной которых являются светодиодные осветительные приборы .
Корпуса светодиодных ламп выполняются из экологически безопасных материалов - качественного пластика и стали. В устройствах высокой мощности радиатор производится из сплава алюминия. В отличие от люминесцентных ламп, в светодиодных изделиях не используются колбы с газом.
Влияние света на зрение
В данном случае значение имеет так называемая цветовая температура - показатель интенсивности излучения источника света. Чем выше температурный показатель, тем сильнее излучение в синем и голубом спектре. Для глазной сетчатки наиболее опасен слишком сильный синий свет, под воздействием которого она начинает деградировать. Холодный белый свет несет опасность для детей, поскольку структура их глаз еще недостаточно развита и возможно получение травмы.
Чтобы уменьшить раздражающее воздействие света, рекомендуется «разбавлять» свет от LED-источников лампами накаливания небольшой мощности (до 60 Вт). Также можно задействовать светодиодные устройства, дающие теплый белый свет. Такие световые источники (без повышенного коэффициента пульсации) не причиняют вреда здоровью.
Уровень цветовой температуры указывается на упаковке товара. Температурная норма находится в пределах 2500-3200 К.
Мерцание
Вред светодиодных ламп может выражаться в их мерцании с определенной частотой. Поражающее влияние на психику человека оказывают частоты в диапазоне 8-300 Гц. Причем такие мерцания незаметны и, тем не менее, могут отрицательно влиять на нервную систему.
Необходимо, однако, заметить, что в качественной продукции выходное напряжение драйвера тщательно фильтруется, в результате чего переменная составляющая сводится на нет. Так удается снизить уровень пульсаций до менее чем 1 %. Если в лампу вмонтирован импульсный блок питания, то коэффициент пульсаций может доходить до 10 %, не причиняя вреда человеку.
Обратите внимание! Устройства с хорошими драйверами не бывают дешевыми. Экономия в данном случае может осуществляться только в ущерб здоровью.
Влияние на выделение мелатонина
За качество сна, его ритм и периодичность, отвечает гормон под названием мелатонин. Также мелатонин стабилизирует окислительные процессы на безопасном уровне, что замедляет процессы старения. У здорового человека этот гормон достигает максимальной концентрации с наступлением темного времени суток. В результате появляется желание поспать. При работе по ночам организм подвергается воздействию многих раздражающих факторов, в число которых входит и искусственное освещение. Продолжительное и регулярное пребывание под действием светодиодного света особенно негативно сказывается на качестве зрения.
Обратите внимание! Долгое пребывание возле монитора со светодиодной подсветкой является одним из факторов, способствующих бессоннице.
Электромагнитное излучение
Вред светодиодных ламп, связанный с электромагнитным излучением, считается преувеличенным. Высокочастотные импульсы действительно ухудшают сигналы радиоаппаратуры и Wi-Fi приемников, находящихся поблизости. Однако для человеческого организма LED-лампы значительно менее ощутимы по сравнению с мобильными телефонами или микроволновыми печами.
Ультрафиолетовое и инфракрасное излучение
Чтобы получить ответ на вопрос о вреде ультрафиолета и инфракрасных лучей, необходимо провести анализ двух вариантов получения белого светодиодного света. В первом случае в корпус помещаются три кристалла - белый, красный и зеленый. Эксперимент показывает, что длина волн не покидает пределов видимого спектра, а значит, светодиоды не создают поток света в ультрафиолетовом и инфракрасном диапазонах.
Второй вариант предусматривает получение белого света нанесением люминофора на синий светодиод. В результате смешения белого потока, создаваемого люминофором, и желтого - от светодиода – получаются разнообразные оттенки белого. Результаты опыта показывают очень незначительное ультрафиолетовое излучение, безопасное для человеческого организма. Интенсивность инфракрасного излучения в начале диапазона длинных волн находится в пределах 15 %, что намного меньше, чем в случае со стандартной лампой накаливания.
Стандартизация светодиодных ламп
Существует устойчивое мнение, что светодиодные осветительные приборы не стандартизированы. Отчасти такое утверждение можно считать неправильным. Да, отдельный стандарт отсутствует, но светодиодные лампы описаны в общей нормативной документации, которая нормирует влияние искусственного света на человека.
К примеру, в одном из пунктов ГОСТа, касающегося светобиологической безопасности, указываются условия и методы расчетов характеристик ламп, в том числе и светодиодных. В соответствии с буквой регламента все осветительные устройства непрерывной волны по уровню опасности для зрения подразделяются на четыре группы. Риски определяются по итогам эксперимента в результате измерения уровней ультрафиолетового и инфракрасного излучений. Также анализируется характер синего света и воздействие тепла на глазную сетчатку.
Один из пунктов Свода правил регламентирует требования к разным типам освещения. Так, например, светодиодные устройства упоминаются в разделе «Искусственное освещение». Нормируются технические параметры осветительного оборудования, указывается, что его характеристики не должны выходить за рамки значений, указанных в правилах.
К примеру, для ламп искусственного освещения цветовая температура может находиться в пределах от 2400 до 6800 К, а наивысший уровень ультрафиолетового излучения фиксируется на уровне 0,03 Вт на квадратный метр. Также описываются допустимые коэффициенты пульсации, световой отдачи и освещенности.
Продукция китайских производителей
Об опасности дешевой продукции сказано выше. Светодиодные устройства от китайских производителей в целом можно охарактеризовать как низкокачественные. Изделия дешевле 200 рублей за единицу часто оснащаются некачественным блоком преобразования напряжения. Вместо драйверов такие модели комплектуются блоком питания без трансформатора, который нейтрализует переменную составляющую с помощью полярного конденсатора. При этом небольшая емкость не позволяет конденсатору осуществить полноценную нейтрализацию. В результате коэффициент пульсаций в некоторых случаях достигает 60 %, что чрезвычайно вредно для человеческого глаза и психики.
Уменьшить негативное воздействие такой продукции можно двумя способами. В первом случае нужно заменить электролит на аналог с емкостью порядка 470 мкФ (в том случае, если это технически возможно). В любом случае такие лампы можно использовать лишь в помещениях с невысоким зрительным напряжением (туалет, коридор и т.п.). Другой способ предусматривает замену некачественного блока на драйвер с преобразователем импульсного типа.
Обратите внимание! Многие специалисты заявляют, что вред, причиняемый светодиодными лампами, преувеличен. Однако признают, что проблема синего света пока не нашла решения, а потому нужно обращать особое внимание на цветовую температуру.
Если значение параметра К превышает 4 тысячи единиц, следует отказаться от приобретения таких светодиодных ламп. Такие осветительные приборы предназначены для освещения улиц и производственных помещений.
За последние годы среди населения большое распространение получили светодиодные лампочки . Поставщики этой продукции уверяют покупателей в том, что лампы экономичны, долговечны и светят намного ярче, чем лампы накаливания. Вроде, кажется, что такая продукция довольно полезная, раз продвижение происходит даже на уровне государства. Ведь не секрет, что во многих общественных заведениях массово меняют старые осветительные приборы на инновационные приспособления. Несмотря на такую активную рекламу, некоторые люди задумываются, а вредны ли светодиодные лампы для здоровья человека и если да, то в чем это выражается.
Преимущества светодиодных ламп
На сегодняшний день светодиодные лампочки – это самый экономный источник освещения
, у которого есть ряд особенных преимуществ перед лампами накаливания и люминесцентными светильниками. Основные достоинства можно выделить такими пунктами:
- В лампе совершенно нет хрупких элементов – колбы из стекла.
- Прибор зажигается мгновенно.
- Отсутствуют нитки накаливания, которые считаются слабым звеном в люминесцентных приборах освещения.
- Постоянное развитие отрасли и возможность использовать эти устройства для многих целей, так как размер светодиодов минимальный.
- Низкое потребление электрической энергии позволяет работать таким лампочкам даже от аккумуляторов.
И самым главным преимуществом является то, что эти осветительные приборы не содержат в конструкции вредных веществ, как люминесцентные лампы . Светодиоды не нужно сдавать для утилизации, так как в них нет ртути, но не вредят ли они здоровью – это второй вопрос.
Люминесцентные лампы представляют опасность для окружающей среды, так как внутри трубок содержится ртуть. После перегорания такие лампы обязательно сдают для утилизации. Светодиодные лампочки в этом плане совершенно безопасные.
Общая характеристика светодиодов
Светодиодные лампочки производятся из экологически чистых материалов – пластика высокого качества и металла . Для приборов высокой мощности применяют сплав алюминия. Главное отличие светодиодных приборов освещения от люминесцентных ламп это то, что в колбах нет газа.
Однако светодиод еще нельзя считать полноценным осветительным прибором, в стандартной сети напряжение составляет 220 Вт, в то время как для работы светодиоду необходимы лишь несколько вольт. Кроме того, даже при небольшом его повышении по отношению к номинальной величине, ток, проходимый сквозь прибор, вырастает во много раз. Из-за этой особенности для включения такого осветительного прибора в стандартную сеть понадобилась установка специального драйвера.
Каждая лампочка собирается из группы светодиодов, которые соединены между собой последовательно. Особый драйвер обеспечивает такое напряжение в цепочке, что ток, проходящий через нее, становится номинальным. Помимо этого, переменное напряжение сети выравнивается и становится постоянным .
Многих людям все эти преобразования могут показаться странными и бессмысленными, ведь светодиод и так способен пропускать электричество в одном направлении. Этому есть логичное объяснение, если светодиод будет работать напрямую от сети, то подаваемый свет будет пульсирующим, с частотой 50 Гц.
Истории наших читателей
Владимир
61 год
Промышленность выпускает светодиодные лампочки с разной теплотой свечения. Благодаря этому человек может подобрать такой свет, который ему наиболее приятен.
Откуда возникают пульсации света
Любые приборы, которые работают от стандартной сети, пульсируют, но каждый по-особенному. Неприятная пульсация сглаживается лампой накаливания, так как нить в колбе имеет тепловую инерцию. В то же время люминесцентные лампы очень пульсируют, и это влияет на глаза
. Избавиться от этого можно, если запитать лампы от разных фаз или же сдвинуть между ними фазу с помощью специального конденсатора.
Специалисты выделяют ряд осветительных приборов, у которых минимальная пульсация, к ним относятся:
- люминесцентные лампочки с полупроводниками;
- небольшие люминесцентные лампы;
- светодиодные лампочки.
Но сильно радоваться тому, что в жилище вкручены такие лампы, не стоит. Жильцы не застрахованы от вредных пульсаций. Светодиодные лампочки – это самая дорогая продукция среди всех экономных приборов освещения. И вот здесь уже действуют законы рынка. Всем известно, что потребители чаще приобретают тот товар, на который ниже цена. А вот в убыток компании-производители точно работать не будут.
Чтобы снизить стоимость светодиодных лампочек, производители уменьшают электронные элементы в схеме драйвера. Сглаживает пульсацию электролитический конденсатор, который фильтрует выпрямленное напряжение. Если драйвер удешевляется, то емкость этого конденсатора уменьшается. Некоторые производители устанавливают драйвера низкого качества, которые быстро выходят из строя. А особо недобросовестные компании могут вообще не ставить драйвера.
Определить, что в светодиодной лампочке нет драйвера, на глаз невозможно . Это можно сделать только специальными приборами, которые, к слову, есть даже не во всех СЭС.
Покупая лампочки, не стоит гнаться за слишком дешевыми приборами. В этом случае пословица – скупой человек платит дважды – верна как никогда.
Вредное влияние пульсаций на здоровье
Не все люди знают о вреде светодиодных ламп для зрения, а некачественные приборы действительно действуют на глаза и приводят к таким состояниям:
- Наблюдается сильная утомляемость глаз.
- Развиваются нарушения в сетчатке глаз .
- Постепенно снижается острота зрения.
Хотя люди не замечают пульсаций, но органы зрения четко реагируют на них и пытаются преобразовать полученное изображение таким образом, чтобы оно было равномерно освещенным и без пульсаций. Однако глаза не могут долго выдерживать такие нагрузки, и уже спустя непродолжительное время человек замечает, что зрение стойко снижается, глаза начинают болеть.
Особую опасность постоянные пульсации представляют для детей и подростков. Это объясняется тем, что органы зрения у них находятся в стадии формирования.
Что говорит медицина
Негативное воздействие светодиодных ламп на глазную сетчатку уже полностью доказано
. При этом самое вредное действие оказывают синие светодиоды, хотя другие цветовые температуры далеко от них не ушли. Санитарные нормы и правила не включают светодиодные лампы в перечень осветительного оборудования, которое разрешено для применения в дошкольных и школьных учреждениях.
Нас приучают к экономии электроэнергии. Изымаются из обращения лампы накаливания, их место постепенно занимают источники света, потребляющие меньшую мощность при излучении того же светового потока. Казалось бы, использование компактных люминесцентных (КЛЛ) и светодиодных ламп несет очевидную пользу, раз их продвижение на рынке формируется на государственном уровне. Вопрос о целесообразности применения КЛЛ вызывает небезосновательные споры, но есть ли вред от светодиодных ламп?
На сегодняшний день светодиодная лампочка – самый экономичный источник света, обладающий рядом неоспоримых преимуществ перед КЛЛ:
- отсутствие в конструкции хрупких деталей (стеклянной колбы);
- мгновенное зажигание;
- нет нитей накала, являющихся слабым узлом КЛЛ, наиболее часто выходящим из строя;
- перспективы развития, возможность встраивания светодиодов в любые устройства из-за их небольших габаритов;
- низкий потребляемый ток делает экономически целесообразной возможность работы светодиодных источников света от аккумуляторов.
И самое главное – в отличие от КЛЛ светодиодные лампы не содержат в себе вредных веществ. А следовательно, не требуют утилизации, так как не загрязняют окружающую среду. Внутри колбы КЛЛ содержится небольшое количество ртути. А вредны ли светодиодные лампы для здоровья?
История создания светодиодов
Явление излучения света твердотельным диодом первым обнаружил Генри Раунд, британский экспериментатор. Независимо от него прототип светодиода был получен в 1927 году советским ученым Олегом Владимировичем Лосевым. Работу первого светодиода красного цвета, пригодного для промышленного изготовления, продемонстрировал американский изобретатель Ник Холоньяк в 1962 году.
Но светодиоды далеко не сразу стали использовать для освещения. Этому препятствовал их монохромный спектр излучения.
Принципиально конструкция светодиода мало отличается от обычного диода. В нем также используются свойства p-n-перехода, возникающего на границе соприкосновения полупроводниковых кристаллов разной проводимости. Но, при добавлении определенных добавок в эти кристаллы, при рекомбинации электронов и дырок излучается квант света. Длина волны излучения (то есть, его цвет) зависит от материала этих добавок. Они подбирались экспериментально, поэтому эволюция цвета излучения этих приборов затянулась на годы.
Вслед за изобретением красного светодиода в разное время были изобретены приборы с желтым, зеленым, оранжевым и инфракрасным светом излучения. Но пока их стоимость была относительно высокой, а интенсивность излучения позволяла использовать только для индикаторных приборов или в устройствах управления на ИК-лучах.
Серьезным шагом на пути к светодиодным лампам стало изобретение синего светодиода японскими учеными в 1990 году, удостоенных за это Нобелевской премии. Прибор обладал несомненным преимуществом – он был дешев. До светодиодных источников света оставалось совсем немного.
Принципы свечения светодиодных ламп
Из чего состоит солнечный свет? Это можно увидеть на примере радуги. В ней видимые цветовые составляющие излучения нашего светила различимы невооруженным глазом.
Светодиод не может заменить свет солнца, так как его свечение эквивалентно лишь небольшой части спектра солнечного излучения. Но с изобретением синего светодиода такое стало возможным. Есть два способа, с помощью которых решают эту задачу.
Вспомним принцип работы люминесцентной лампы или КЛЛ. В ней ультрафиолетовое излучение преобразуется в видимый свет с помощью люминофора, покрывающего внутреннюю стенку колбы. Были изобретены люминофоры, реагирующие не только на ультрафиолетовый, но и на синий цвет. Осталось покрыть ими поверхность светодиода – и лампа почти готова.
Второй способ основан на смешении цветов, когда две светящиеся точки разного цвета воспринимаются глазом как излучение совершенно другого оттенка. На этом принципе работают все телевизионные трубки и мониторы. Это оказалось возможным и при использовании светодиодов. Полупроводниковые кристаллы, излучающие красный, зеленый и синий цвета с одинаковой интенсивностью и помещенные близко друг к другу, воспринимаются глазом как источник белого света.
Но этот способ не так уж и прост. Точно получить нужный оттенок в промышленных масштабах — сложная задача. Поэтому метод смешения используется в основном в устройствах с изменяемым пользователем цветом свечения. С помощью излучения красного, зеленого и синего цвета можно получить любой цвет свечения, существующий в природе.
Питание светодиодных ламп
Но светодиод – это еще не лампа. Напряжение сетей электропитания – 220 В. А напряжение, нужное светодиоду для работы — единицы вольт. Мало того, при небольшом его увеличении относительно номинальной величины ток через прибор возрастает многократно. Поэтому для включения светодиодной лампы в сеть потребовалось применить специальное устройство – драйвер.
Лампа состоит из нескольких светодиодов, соединенных последовательно. Драйвер обеспечивает такое напряжение питания этой цепочки, чтобы ток через нее был номинальным. Но при этом переменное напряжение сети выпрямляется, становится постоянным.
Казалось бы, зачем, ведь светодиод как и диод обычный и так пропускает ток только в одном направлении? Но если заставить его работать от переменного напряжения, свет от лампы будет пульсировать в такт с напряжением сети – с частотой 50 Гц. А теперь мы все ближе и ближе подходим к влиянию светодиодных ламп на зрение.
Откуда берутся пульсации света?
Источники света, работающие от сети 50 Гц, пульсируют все, но каждый по-своему.
Пульсации от лампы накаливания сглаживаются из-за того, что ее нить имеет тепловую инерцию. Она не успевает остыть между полупериодами питающего напряжения.
Люминесцентные лампы с обычным дросселем и лампы ДРЛ четко пульсируют с частотой сети. Избавиться от этого можно, запитав соседние лампы от разных фаз сети или сдвинув между ними фазу напряжения при помощи конденсатора.
Пульсации от источников света, имеющие источники питания с преобразованием переменного тока в постоянный, теоретически имеют минимум пульсаций. Это:
- люминесцентные лампы с полупроводниковыми ПРА (ЭПРА);
- компактные люминесцентные лампы;
- светодиодные лампы.
Но радоваться рано: от их пульсаций владелец экономичного источника света вовсе не застрахован. Светодиодные лампы – самый дорогой продукт. И тут в действие вступают законы рынка: больше покупают товары, цена которых ниже. А себе в убыток производители работать не станут.
Удешевление светодиодных ламп возможно только за счет уменьшения количества электронных компонентов в схеме драйвера. За сглаживание пульсаций отвечает электролитический конденсатор, фильтрующий выпрямленное напряжение. С удешевлением драйвера его емкость уменьшается. Может устанавливаться конденсатор худшего качества, очень быстро теряющий свои свойства при работе. А еще он может и вовсе отсутствовать.
Понять, что лампа излучает пульсирующий свет, при ее покупке и в эксплуатации невозможно. Для этого нужны специальные приборы, которые есть даже не во всех СЭС.
Влияние пульсаций на здоровье
А вредны ли пульсирующие светодиодные лампы для здоровья? Да, пульсации света негативно сказываются на самочувствии людей. Они приводят к повышенной утомляемости, воздействуя на фоторецепторные элементы сетчатки. Мы этого не ощущаем, но наши органы зрения пытаются скорректировать полученное изображение так, чтобы оно воспринималось равномерно освещенным, без пульсаций. Естественно, что решать эту задачу в течение длительного времени им непросто, в итоге при постоянном воздействии такого освещения зрение неизбежно начнет ухудшаться.
Этот факт доказан и отечественными, и зарубежными исследователями. Особенно опасно воздействие пульсаций на детский организм, у которого органы зрения еще развиваются и формируются. Наиболее подвержены влиянию этого вредного фактора подростки в возрасте 13-14 лет.
Цветовая температура
Ощущаемый глазом цвет свечения источников света характеризуют параметром, называемый цветовой температурой. Значения этого параметра и из обозначения перекочевали к светодиодным лампам от люминесцентных и КЛЛ, в конструкции которых тоже есть люминофор. Цветовой оттенок источников света тоже влияет на здоровье человека.
Теплый свет почти эквивалентен свету от лампы накаливания. Человеческий организм инстинктивно считает его похожим на свет от солнца во время восхода, и настраивается на активную деятельность. Лампочки именно такого, желтоватого цвета свечения рекомендуются для жилых помещений, они создают ощущение уюта.
Но многие люди все-таки предпочитают использовать лампы белого цвета. Теплый свет мрачноват и создает ощущение нехватки освещенности.
В спектре холодного и дневного света начинается преобладание синих оттенков. Визуально кажется, что осветительные приборы, снабженные такими лампочками, светят ярче.
Но в быту применять лампочки холодного и белого света не рекомендуется. Синий цвет характерен для сумерек, наступающих после заката солнца. Поэтому и настраивает человеческий организм соответствующим образом, готовя ко сну. Длительная работа при освещении с соответствующей цветовой температурой приводит к повешенной утомляемости, потере концентрации. Поэтому эти лампы советуют использовать только для наружного и декоративного освещения.
Что нам скажет медицина?
Вред светодиодных ламп синего спектра излучения изучался и продолжает исследоваться учеными. Отрицательное воздействие его на сетчатку глаза уже доказано.
К примеру, испанские ученые проводили эксперименты с двумя группами одинаковых клеток сетчатки, выращенными в лабораторных условиях в питательной среде. Одна группа, контрольная, не подвергалась излучению и находилась в комфортных для развития условиях. Другую подвергали облучению светодиодами разных спектров свечения. Затем определяли и сравнивали количество погибших клеток в тестовых группах.
Наибольший процент гибели клеток наблюдался при облучении синими светодиодами. Хотя источники света с другими цветовыми температурами вызывали тот же эффект, но в меньшей степени.
Однако сами ученые сделали вывод, что эксперименты нужно продолжать для получения более конкретных данных. Из чего следует сделать вывод, что окончательного заключения, приносят ли светодиодные лампы вред, пока нет. Ведь лабораторные исследования не учитывают тот факт, что клетки сетчатки способны к регенерации. Нужны четкие рекомендации: сколько времени в течение суток человек может находиться и работать под воздействием светодиодного излечения, а сколько – находиться на улице при естественном освещении или спать.
Медики, наблюдающие за учащимися в школьных учреждениях, отмечают снижение зрения у подростков. Но эти данные тоже нельзя четко связать с воздействием освещения, особенно светодиодного. Не стоит забывать, что подавляющее большинство учащихся все свое свободное время проводят за компьютерами. И световое воздействие от их мониторов вполне может оказаться более губительным для зрения, чем освещение школьного класса.
Светодиодные лампочки – относительно молодой вид осветительных приборов. Статистики по воздействию света от них на здоровье глаз накоплено пока недостаточно, а результатов исследований пока мало. Да и качество лампочек, как уже отмечалось, не всегда высокое.
Поэтому в 2010 году вышли дополнения к «Санитарным правилам и нормам», касающихся искусственного и совмещенного освещения. Вот дополнения, коснувшиеся светодиодного освещения:
- цветовая температура используемых для освещения ламп 2400˚К — 6800˚К;
- ультрафиолетовое излучение в спектре длин волн 320-400 нм не должно превышать 0,03 Вт/м 2 ;
- светильники, в которых применяются светодиодные лампочки, должны исключать прямое попадание света на сетчатку глаза (для исключения такого явления, как ослепление);
- в детских и образовательных учреждениях рекомендуется использовать лампы накаливания и люминесцентные источники света.
Про светодиодные лампы в школах – ни слова. И никак не оговорен тот факт, что люминесцентные лампы создают пульсации светового потока, с которыми требуется серьезная борьба. Полностью лишены этого недостатка только лампы с полупроводниковыми ПРА, выпускаемые серьезными фирмами. Но кто будет покупать в школу дорогое электрооборудование?
Экология потребления. В идеале для оценки качества спектра излучения лампы необходим спектрофотометр. В крайнем случае можно использовать спектрофотометры для профилирования/калибровки мониторов (например, ColorMunki) - если такое устройство у вас есть.
В идеале для оценки качества спектра излучения лампы необходим спектрофотометр. В крайнем случае можно использовать спектрофотометры для профилирования/калибровки мониторов (например, ColorMunki) - если такое устройство у вас есть. Покупать же спектрофотометры домой для оценки ламп нет никакого смысла, они стоят от сотен до десятков тысяч долларов.
Тем не менее, для нужд геологов и ювелиров выпускают простейшие спектроскопы на основе диффракционной решетки. Их стоимость от 1200 до 2500 руб. И это забавная и полезная штука.
Выглядит спектроскоп так:
В окуляр (слева, где конус) нужно смотреть, при этом объектив (справа) должен быть направлен на источник излучения.
Диффракционная решетка разлагает свет на спектр (как радуга или оптическая призма).
Прежде чем вникать в спектры реальных ламп, напомню общую информацию. (Достаточно подробно это рассмотрено в книге в главе «Качество света»).
Здесь я покажу два спектра СДЛ с исключительно высоким индексом цветопередачи 97:
Холодный свет:
Можно видеть, что цветовая температура 5401 К, индекс 97. Главное же - можно видеть из каких видимых глазами цветов состоит спектр.
Теплый свет:
Температура 3046 К, индекс также 97.
Спектрофотометр - в отличие от спектроскопа - показывает не просто, какие цвета образуют спектр, но и дает их интенсивность. Хорошо видно, что в спектрах обеих ламп есть все цвета, составляющие белый («каждый охотник желает знать где сидит фазан», т.е. красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый). Различие в цветовой температуре достигается за счет относительного вклада холодных (синий-голубой) и теплых (желтый-красный) компонентов.
Вынужден упомянуть о том, что данный спектроскоп предназначен для мобильного использования с помощью глаз. Фиксировать картинку крайне неудобно, поскольку окуляр маленький и устройств для фиксации на камере нет. Поэтому одной рукой нужно удерживать камеру, другой спектроскоп, а голосом управлять съемкой. При этом еще нужно удерживать направление на источник света, небольшие отклонения от нормали приводят к искажению цветов спектра. Из почти десятка разноообразных камер, что есть у меня дома, лучшим оказался планшет «Самсунг». Камера там всего 5 мп, но хороший софт, а размер и положение объектива на корпусе устройства позволяют более-менее удобно пристроить спектроскоп. Баланс белого был зафиксирован как «дневной», ИСО 400. Снимки не обрабатывались, лишь выравнивались и обрезались. Цифры справа обозначают индекс цветопередачи источника (100 - дневной свет в облачную погоду, 99 - лампа накаливания). Качество фотографий меня не очень устраивает - но лучше я сделать не смог.
Итак, начнем сверху вниз и на конкретных примерах попытаемся понять, на что нужно обращать внимание в таких спектрах.
Дневной свет и лампа накаливания: идеальный спектр, в котором представлены все вышеперечисленные цвета.
СДЛ с индексами цветопередачи 87 и 84 также демонстрируют практически полный спектр. Проблемой обычно становится красная часть - если желтого и оранжевого, как правило, достаточно, то глубокие красные оттенки чаще всего отсутствуют. Не видно их и здесь. Также можно предположить (например, по количеству голубого в спектрах), что производители используют разные светодиоды 5736SMD. Т.е. мы имеем дело не с одной и той же лампой, приобретенной у разных продавцов - а с различными производителями.
СДЛ с индексом 78 (ее разбор приведен в главе «Пример оценочного тестирования» в книге) наряду с урезанной красной частью демонстрирует и малое количество голубого. (Может показаться, что в сравнении со спектром лампы с индексом 84 это не так. Но тут нужно вспомнить, что 84 - это теплая лампа, Т=2900. А 78 - холодная, Т=5750 К, там синего по определению намного больше). Именно в этом главные недостатки простых бюджетных СДЛ, которые формируют якобы белый свет за счет синего или пурпурного излучения светодиода и желто-оранжевого света люминофора. Справа от синего лежит голубой - но из описанной комбинации он «не получается». Поэтому в спектре СДЛ там обычно провал. За счет этого (плюс дефицит глубокого красного) и падает индекс цветопередачи.
Самый нижний спектр - это высококачественная компактная люминесцентная лампа (КЛЛ, Т=2700 К, ресурс 12000 часов, заявленный индекс цветопередачи не менее 80). И вот здесь хорошо видно, за счет чего достигается эта формально достаточно высокая величина. Сам производитель называет это «система Tricolor». Т.е. он использует люминофор из 3 компонентов, каждый из которых излучает свет в виде узкой полосы. (Конечно, и такую лампу сделать совсем непросто, т.к. требуется тщательный подбор комбинации люминофоров.) Именно наличие таких вертикальных полос (например, фиолетовая, зеленая, желтая) - признак низкокачественных источников света. Вторым следствием линейчатого спектра источника является физическое отсутствие некоторых цветов в принципе (на рисунке, например, практически нет желтого и очень мало голубого). Очевидно, что свет таких ламп для глаз малополезен несмотря на формально достаточно высокие показатели. Использовать такие лампы нужно в светильниках с качественными рассеивателями (хотя, конечно, спектра лампы это не изменит).
Вывод: в спектрах источников света с высоким индексом цветопередачи должны присутствовать все цвета спектра и отсутствовать интенсивные узкие полосы.
Отдельно хочу предостеречь от поспешности в анализе спектров. По роду деятельности я много общался со спектроскопистами и заметил железную закономерность: чем более квалифицированный и профессиональный специалист - тем более он осторожен и уклончив в своих выводах. От лучшего из них, профессора, заведующего лабораторией спектроскопии вообще в принципе было невозможно добиться внятного заключения (что меня вначале по молодости дико раздражало). Глаз, безусловно, лучший оптический прибор из существующих. Но анализ и интерпретация спектров - бесконечно сложная тема. Там действует огромное количество разных факторов. Поэтому настоятельно рекомендую только простейшую качественную оценку спектров глазами, без попыток хитрых умопостроений и далеко идущих выводов. Лучше всего попеременно смотреть на спектр оцениваемой лампы и на идеальный спектр дневного света или ЛН. Т.е. наглядное сравнение между собой. опубликовано
Вредно ли светодиодное освещение для здоровья человека, какое влияние такой свет оказывает на сетчатку глаза, почему холодный свет опасен для детей и какие светодиодные лампы безопасны? Ответы на все эти вопросы вы найдете в нашем обзоре.
Холодный или теплый свет?
Давно известно, что LED-светильники, светодиодные панели , прожекторы и другие устройства на основе светодиодов экономно потребляют электроэнергию и крайне долго служат. Многие знают и о таких преимуществах новых осветительных приборов, как отсутствие необходимости в обслуживании и ремонте, работа без нагревания, отличная контрастность света и высокий индекс цветопередачи. А вот что касается безопасности для глаз, о которой заявляют производители и продавцы, то здесь все несколько сложнее.
За столетнюю историю использования лампы накаливания (ЛН) ни разу не было выявлено повреждающего действия на глаза производимого этим прибором искусственного света. ЛН создавала приемлемый уровень освещения в вечерние и ночные часы, которое не вызывало ощутимого дискомфорта.
Но время диктовало необходимость поиска более экономичных источников света, так как тарифы на электроэнергию всегда имели тенденцию к росту, а экономить на освещении неудобно и вредно для зрения. Так в коммерческих, производственных, позже и в жилых помещениях появились люминесцентные лампы, а в последние годы и светодиодные светильники (LED).
Поначалу мало кто обращал внимание на такой показатель, как цветовая температура. Более того, считалось, что так называемый дневной белый свет максимально близок к полуденному солнечному освещению в безоблачный день, а значит хорош для глаз. Как оказалось позже, это не так, вернее не совсем так. Сами пользователи люминесцентных и светодиодных «белых» ламп начали замечать, что по вечерам это освещение раздражает глаза и вызывает заметный дискомфорт. Почему?
Все дело в длине волны!
Исследование параметров освещения светодиодными светильниками показало, что у белых LED-ламп имеется выраженная полоса излучения в сине-голубом диапазоне с длиной волны около 450нм . Если человек находится вечером или ранним утром под действием коротковолнового холодного белого света, то в его организме резко замедляется выработка мелатонина. На здоровье это сказывается не лучшим образом, поскольку данный гормон влияет на многие функции организма. В частности регулирует естественные биоритмы, поддерживает нормальную работу иммунной и гормональной систем. Кроме того, мелатонин обладает мощными антиоксидантными свойствами, влияя на процессы старения в сторону их замедления.
Ученые установили, что сильнее всего выработку мелатонина угнетают лампы с высокой цветовой температурой, которые светят в сине-голубом спектре. Использование же светодиодных светильников (LED) c цветовой температурой 4000К и ниже не сопряжено с подобным вредоносным действием. Освещение, создаваемое такими лампами, похоже на теплый желтоватый свет ЛН.
Однако, все выше сказанное касается скорее бытовых осветительных приборов. В промышленном и уличном освещении (магистральных светильниках , фонарях, светодиодных прожекторах и т.п.) допускается использовать светодиоды с более высокими значениями цветовой температуры.
Особенности применения светодиодов для освещения детских комнат
Для детских глаз коротковолновый холодный свет, продуцируемый светодиодными светильниками (LED) опасен вдвойне, поскольку он может вызывать в перспективе повреждение сетчатки и резкое падение зрения. Причина: хрусталик детского глаза в два раза прозрачнее взрослого в сине-голубом спектре.
В связи с этим создается риск фотоповреждения сетчатки под действием светодиодных светильников холодного белого свечения с большой долей синего или фиолетового в спектре. Исследования в этой области еще ведутся, но из полученных результатов уже можно сделать вывод: в детских комнатах желательно использовать только светодиодные светильники (LED), излучающие такой же теплый желтоватый свет, что и лампы накаливания. Цветовая температура этих осветительных приборов не должна превышать 3000К .
Для взрослых же холодный коротковолновый свет опасен лишь в вечерние и ночные часы, так как препятствует нормальной выработке мелатонина. Специалисты предупреждают, что светодиоды с цветовой температурой от 6500К и выше лучше не использовать даже взрослым. Во всяком случае, до тех пор, пока не появятся данные исследований, опровергающие вредное влияние коротковолнового света на организм человека. А пока при покупке бытовых светодиодных ламп, которые, несомненно, имеют много преимуществ, стоит обращать внимание на такой показатель, как цветовая температура. Как правило, он указан на упаковке.
