Ignorantské preferencie s teplotou farieb
Existuje rozšírená aplikácia vonkajšieho osvetlenia, ktoré zahŕňa chladné biele CCT (korelované farebné teploty) svetelné zdroje kvôli ignorantskej preferencii vnímaného pocitu „chladnejšieho“ alebo „belšieho“. V krajinách s nízkymi zemepisnými šírkami je podnebie horúce a ľudia uprednostňujú svetlá s vysokými farebnými teplotami, ktoré im prinášajú chladný pocit. Prevaha žiariviek v posledných desaťročiach spôsobila, že niektorí ľudia si zvykli na chladnú belosť osvetlenia. Veria, že „belšie“ svetlo „jasnejšie“ viditeľnosť. Mali by sa však ľudia v oblasti LED osvetlenia stále rozhodovať podľa toho, ako sa cítia? Nikdy viac! Dňa 14. júna 2016 vydala Americká lekárska asociácia (AMA) oficiálne vyhlásenie o politike LED pouličného osvetlenia. Vyjadrili vážne obavy zo škodlivých účinkov vysokointenzívneho LED osvetlenia.
Ako sa generuje biele svetlo
Keďže diódy vyžarujúce svetlo sú takmer monochromatické svetelné zdroje, ktoré vyžarujú svetlo, ktoré má jednu farbu, zatiaľ čo biela je v podstate zmesou svetla dvoch alebo viacerých farieb (alebo vlnových dĺžok), v súčasnosti je to najvýhodnejšia cesta na vytváranie bieleho svetla z LED. modul využíva jednofarebnú LED (hlavne modrá LED) a prvok konvertujúci vlnovú dĺžku (čo je zvyčajne žltý fosfor). Farba vyžarovaná LED je zvyčajne určená materiálom, z ktorého je vytvorená. Reprezentatívna ilustrácia bielej LED pozostáva z balíka modrého LED čipu vyrobeného z nitridu gália (GaN), potiahnutého fosforom, najmä ytrium-hliníkovým granátom (YAG), ktorý funguje ako prvok konvertujúci vlnovú dĺžku (WCE) na generovanie biela farba požadovanej farebnej teploty. Zmenou zloženia frakcie náplne alebo percenta hmotnosti možno doladiť farbu bieleho svetla. Charakteristiky generovania bieleho svetla vo veľkom chromatickom priestore sú výhodné pre rôzne aplikácie osvetlenia.
Nebezpečenstvo modrého svetla
Napriek výhodám energetickej účinnosti vyžaruje vysokointenzívne LED osvetlenie značné množstvo modrého svetla, ktoré sa voľným okom javí ako biele a vytvára viac nežiaduceho nočného oslnenia ako bežné osvetlenie. Modré svetlo predstavuje potenciálne nebezpečenstvo alebo fotochemicky indukované poškodenie sietnice v dôsledku vystavenia žiareniu pri vlnových dĺžkach prevažne medzi 400 nm a 500 nm. Nadmerné modré a zelené emisie z fosforom potiahnutých LED diód vedú k zvýšenému svetelnému znečisteniu, pretože tieto vlnové dĺžky sa viac rozptyľujú v oku a končia so škodlivými účinkami na životné prostredie a oslnenie.
Nové usmernenie AMA vyžaduje, aby ste pri prechode na LED osvetlenie venovali náležitú pozornosť optimálnemu dizajnu a technickým vlastnostiam, ktoré zmierňujú škodlivé účinky na zdravie a životné prostredie. Konkrétne poukazujú na to, že LED osvetlenie bohaté na modrú môže znížiť ostrosť zraku a bezpečnosť, čo vedie k obavám a vytvára nebezpečenstvo na ceste. Biele pouličné LED svetlá sa v súčasnosti propagujú v mestách a obciach po celom svete v mene energetickej účinnosti a dlhodobých úspor nákladov. CCT medzi 4 000 000 a 6 500 000 bola voľbou pre mnohé krajiny, ktoré nedávno prerobili svoje pouličné osvetlenie z HPS na LED. Avšak 29 percent spektra 4000K LED osvetlenia je vyžarovaných ako modré svetlo, ktoré ľudské oko vníma ako drsnú bielu farbu. Okrem vplyvu na vodičov fungujú pouličné svetlá LED bohaté na modrú vlnovú dĺžku, ktorá najviac negatívne potláča melatonín počas noci. Biele LED lampy majú 5-krát väčší vplyv na cirkadiánny spánkový rytmus ako bežné pouličné lampy.
Fyziologický vplyv
LED svetlá s vysokou intenzitou majú spektrum, ktoré prichádza so silným hrotom na vlnovej dĺžke, ktorý najefektívnejšie potláča melatonín v noci. Melatonín je hormón vylučovaný epifýzou, malou žľazou v tvare šišky, ktorá sa nachádza blízko stredu mozgu. Prostredníctvom uvoľňovania melatonínu udržuje epifýza vnútorné hodiny regulujúce prirodzené rytmy telesných funkcií. Melatonín má viacero vplyvov na fyziologické funkcie človeka. Tento hormón podporuje spánok, ovplyvňuje emócie, stimuluje zrelosť a reprodukciu a má vplyv na imunitné funkcie. Výskumy zistili, že produkciu a vylučovanie melatonínu primárne ovplyvňuje svetlo - melatonín má vyššiu citlivosť na svetlo pod farebnými svetlami s krátkymi vlnovými dĺžkami; na druhej strane má melatonín nižšiu svetelnú citlivosť pod farebnými svetlami s dlhými vlnovými dĺžkami. Odhaduje sa, že fosforom potiahnutá LED lampa je najmenej 5-krát účinnejšia pri ovplyvňovaní cirkadiánnej fyziológie ako vysokotlakové sodíkové svetlo založené na potlačení melatonínu.
Vysoký CCT ≠ Lepšia viditeľnosť
Ľudské vnímanie farby objektu pochádza z farebných senzorov v oku, ktoré reagujú na elektromagnetické žiarenie odrazené od objektu. Pri mezopickom videní je ľudské oko citlivejšie na svetlo krátkej vlnovej dĺžky. Preto biele LED diódy potiahnuté fosforom, ktoré majú vyššiu zložku modrého svetla, by mali vyššiu svetelnú účinnosť pri mezopickom videní ako pri fotopickom videní. Táto vlastnosť bola v minulosti popisovaná ako výhoda bielych LED diód. Napriek tomu vyšší CCT je spojený s nižším prenosom v hmle alebo opare. Keďže existuje Rayleighov rozptyl a Mieho rozptyl, svetlo sa cez hmlu alebo opar úplne neprenesie. Schopnosť prenikať do hmly je nevyhnutná z dôvodu, že pouličné osvetlenie sa používa na osvetlenie vozovky v hmlistom alebo hmlistom počasí. Všeobecne povedané, žlté svetlo má lepšiu schopnosť prenikať do hmly ako biele svetlo. Schopnosť prenikania hmly väčšiny bielych LED diód je slabá. Nízka schopnosť prieniku hmly má za následok aj vyššie znečistenie mestskej oblohy bielymi LED diódami v dôsledku molekulárneho (Rayleigh) a aerosólového (Mie) rozptylu. Takýto rozptyl nielenže znižuje osvetlenie zeme a sťažuje pozorovanie pozemných objektov (a tým robí vozovku ešte menej bezpečnou), žiara oblohy z rozptylu má tiež nežiaduci vplyv na astronomický výskum a nepriaznivo ovplyvňuje celkovú estetiku oblohy. v noci.
Neefektívne prispôsobenie sa tme je jedným z dôležitých faktorov, ktoré spôsobujú dopravné nehody počas noci. V snahe urýchliť adaptáciu na tmu a zlepšiť bezpečnosť a efektivitu jazdy vodiča sa na osvetlenie zvyčajne používa osvetlenie s nízkou farebnou teplotou. LED osvetlenie so studenou bielou alebo denným svetlom CCT má relatívne vysoký počet zložiek modrého svetla a najdlhší čas adaptácie na tmu. Naopak, teplé biele LED majú relatívne nízky CCT a vysoký počet komponentov s dlhou vlnovou dĺžkou, a preto majú krátke adaptačné časy na tmu. Prispôsobenie tme by malo byť dôležitým aspektom dizajnu pre osvetlenie vozovky a je rozhodujúce pri osvetlení tunelov.
Zdravé osvetlenie
AMA podporuje používanie osvetlenia 3000K alebo nižšieho pre vonkajšie inštalácie, ako sú cesty. Pri 3000 K ľudské oko stále vníma svetlo ako „biele“, má však mierne teplejší tón a približne 21 percent vyžaruje v modrej časti spektra. Toto vyžarovanie zostáva stále veľmi modré pre nočné prostredie, ale je to podstatné zlepšenie oproti osvetleniu 4000K vzhľadom na skutočnosť, že znižuje nepohodlie a oslnenie postihnutých osôb. Vďaka rôznym povrchovým úpravám je energetická účinnosť osvetlenia 3 000 K iba o 3 percentá nižšia ako 4 000 K, no svetlo je pre ľudí výrazne príjemnejšie a má menší vplyv na prírodu. Okrem toho by všetko LED osvetlenie malo byť riadne tienené, aby sa minimalizovalo oslnenie a škodlivé účinky na človeka a životné prostredie, a malo by sa vyvinúť úsilie na využitie možnosti stlmenia LED osvetlenia pre cykly mimo špičky.
Pri LED osvetlení okolo 3000 K CCT má ľudské oko slušnú dobu adaptácie na tmu a schopnosti rozlišovať farby, LED svetlo v tomto CCT má tiež relatívne vysokú svetelnú účinnosť a menej nepriaznivý vplyv na našu fyzickú a duševnú pohodu. Odpoveď je zrejmá, že pri pouličnom osvetlení by ste sa mali vyhnúť osvetleniu LED s vysokým CCT, hoci existujú kompromisy v dizajne osvetlenia, v ktorom je jas, index podania farieb (CRI), CCT, kontrola oslnenia, blikanie, osvetlenie mezopického videnia, adaptácia na tmu, modrá nebezpečenstvo svetla, vnímanie farieb, prenikanie hmly a znečistenie oblohou sú neoddeliteľnou súčasťou každého hodnotenia projektu, ktoré určuje vhodnosť svetla na pouličné osvetlenie.
