Чи шкідливі світлодіодні лампи?

1. Чому світлодіодний світло може бути шкідливий для зору?
2. Класифікація освітлення за ступенем ризику
3. Світлодіодні лампи і придушення секреції мелатоніну
4. Мерехтіння ламп і його вплив на зір
5. Спектр випромінювання світлодіодних ламп
6. Теплове випромінювання світлодіодних ламп
7. Електромагнітне випромінювання світлодіодних ламп
8. Які світлодіодні лампи можна купувати для будинку

Зміст статті:

Найбільш перспективними для застосування в різних видах освітлення є світлодіодні лампи. Вони стрімко завойовують ринок і вчені пророкують, що в недалекому майбутньому більшість вироблених ламп будуть саме світлодіодними. Це легко пояснити тим, що такі лампи споживають при рівному світловому потоці істотно менше електроенергії, мають величезний термін служби.

Однак, не все так безхмарно в сфері впровадження світлодіодних ламп. Крім безлічі їх прихильників, знаходяться і затяті противники, які говорять про шкоду таких джерел світла. І, треба сказати, що не всі їхні аргументи безпідставні. Тому варто пильніше розглянути питання про шкоду світлодіодних ламп і з'ясувати, що є реальністю, а що міфом.

Чому світлодіодний світло може бути шкідливий для зору?

Вчені з'ясували, що шкідливий вплив на органи зору надає не всі випромінювання світлодіода в цілому, а тільки синя і фіолетова складова спектра, що має найменшу довжину хвилі і відповідно більшу частоту і велику енергію. Іспанські вчені, що проводили такі дослідження, опублікували свої відгуки в журналі Seguridad y Medio Ambiente. Основними результатами цієї дослідницької роботи є наступні твердження:

• Світлодіодні джерела світла можуть завдати непоправної шкоди здоров'ю людини і тварин, впливаючи на сітківку ока.
• Шкоди завдає короткохвильовий синій і фіолетовий світло.
• Випромінювання завдає сітківці ока травми трьох типів: фотомеханічні (ударна енергія хвилі світлової енергії), фототермічні (при опроміненні відбувається нагрівання тканини клітковини) і фотохімічні (фотони світла можуть викликати хімічні зміни в макромолекулах).
• Зелений і білий світ має набагато меншу фототоксічность, а при впливі на сітківку червоним світлом будь-яких негативних змін не виявлено.

Результати дослідження говорять про те, що дивитися на яскраву світлодіодну лампу протипоказано.

Вплив світлодіодної лампи на очі

Але це правило безпеки можна віднести і до інших джерел яскравого світла: лампам розжарювання і люмінесцентним лампам. Таким чином, шкода енергозберігаючих ламп для очей полягає в негативному впливі на сітківку ока. Однак більшість провідних виробників постачають лампи розсіювачами, або хороші люстри мають плафони, які дають м'яке розсіяне світло, користь якого набагато вище.

Класифікація освітлення за ступенем ризику

Для оцінки безпеки світлового випромінювання видимого спектру був прийнятий міжнародний стандарт EN 62471, який називається «фотобіологічні безпеку ламп і лампових систем». Відповідно до цього стандарту, виділяються чотири групи ризику, в яких вказується максимальний час впливу освітлення від досліджуваного джерела світла.

• Нульова група ризику (відсутність ризику). Вплив випромінювання від таких джерел світла може проводитися 10000 секунд і більше.
• Перша група ризику (низький ризик). Максимальний час впливу може бути від 100 до 10000 секунд.
• Друга група ризику (помірний ризик). Максимальний час впливу світильників цієї групи можливо від 0,25 до 100 секунд.
• Третя група ризику (високий ризик). Час впливу не повинно перевищувати 0,25 секунди.

Дослідження ступеня ризиків освітлення світлодіодами

Було проведено дослідження на основі цього стандарту. Професор Інституту здоров'я та медичних досліджень Франсін Бехар-Коен очолила групу вчених, які в результаті досліджень прийшли до деяких важливих висновків, зробивши свої відгуки про шкоду і користь світлодіодних ламп:

• Світлодіод синього світіння потужністю 15 Вт і більше можна віднести до третьої групи ризику.
• Синій світлодіод потужністю 0,07 Вт відноситься до першої групи ризику.
• У порівнянні з традиційними лампами розжарювання, що відносяться до нульової або першої групи ризику, світлодіодне освітлення можна віднести до другої групи.
• При рівній колірній температурі, в випромінюванні білих світлодіодів на 20% більше небезпечної синьої складової спектру.

Світлодіодні лампи і придушення секреції мелатоніну

Колективом вчених з Ізраїлю, США та Італії було проведено дослідження впливу різних штучних джерел світла на вироблення важливого гормону - мелатоніну, який виробляється у людини і вищих тварин в епіфізі. Цей гормон відповідає за періодичність сну, кров'яний тиск, бере участь в роботі клітин головного мозку.

Мелатонін є потужним антиоксидантом, він уповільнює процес старіння, активізує імунну систему.

Вченими за зразок був прийнятий світло натрієвих ламп високого тиску, мають теплий жовтий колір. Було з'ясовано, що галогенні лампи, що мають більш високу колірну температуру, пригнічує секрецію мелатоніну в три рази. При дослідженні відмічено, що пригнічення секреції відбувається в п'ять разів сильніше, при однаковій потужності натрієвих та світлодіодних ламп.

Конструкція світлодіодної лампи

Виявилося, що таке згубний вплив найбільше надає саме яскраве світло синього спектра. Італійський фізик Фабіо Фалчі стверджує, що вплив будь-якого потужного джерела світла у вечірній час, коли організм повинен готуватися до сну, протипоказано і особливо люмінесцентних та світлодіодних ламп, в спектрі яких є синя і фіолетова складова спектра.

Вченими було запропоновано ряд рекомендацій:

• Для освітлення спалень краще застосовувати лампи розжарювання.
• Не дивитися на будь-які яскраві джерела світла за 2-3 години перед сном.
• При роботі за комп'ютером в темний час доби застосовувати спеціальні окуляри, які блокують синій спектр ламп.
• Як нічного підсвічування краще застосовувати освітлення червоного кольору.
• Використовувати тільки якісні світлодіодні лампи відомих виробників, які мають колірну температуру «теплого» білого кольору і високий індекс передачі кольору.
• Використовувати люстри і світильники, спеціально призначені для світлодіодних ламп. Про це докладніше в цій статті .

Мерехтіння ламп і його вплив на зір

Відомо що лампи розжарювання , Що працюють в наших мережах змінного струму 220 В, 50 Гц мерехтять з частотою 100 Гц. Енергозберігаючі лампи, оснащені звичайними баластами, також мерехтять з такою ж частотою, а у ламп, що мають електронні баласти - ЕПРА , Мерехтіння може відбуватися з меншою частотою. Інертність людського ока не дозволяє побачити пульсацію в світінні ламп, але як показали дослідження, мозок людини сприймає пульсації аж до частоти в 300 Гц. Ці коливання енергозберігаючих ламп завдають шкоди психіці людини, змінюють гормональний фон, знижують працездатність, підвищують стомлюваність, змінюють природні добові ритми.

Випромінювання світлодіода відбувається при протіканні через нього постійного струму, а змінне напруга мережі перетворює у постійну спеціальна схема - драйвер, яким оснащені всі лампи. Правда більшість драйверів перетворює змінну мережеву напругу не в постійний струм, а в серію імпульсів постійного струму. Так, по-перше, простіше реалізувати схему, а, по-друге, робить можливим діммірованіе ламп, тобто зміна яскравості шляхом зміни шпаруватості імпульсів. Як вибрати диммер, читайте тут . У якісних лампах відомих виробників частота проходження імпульсів понад 300 Гц, що практично зводить до нуля пульсацію освітлення такими лампами.

Спектр випромінювання світлодіодних ламп

Світлодіод створює випромінювання при рекомбінації в напівпровідниках дірок і електронів, завдяки чому випромінюється фотон світла. Частоту випромінювання визначає хімічний склад напівпровідників. Випромінювання може бути як в невидимому діапазоні (інфрачервоному або ультрафіолетовому), так і у видимому (червоному, помаранчевому, жовтому, зеленому, синьому, фіолетовому, білому).

Випромінювання світлодіода відбувається в дуже вузькому діапазоні, тому спектр такого випромінювання лінійчатий, що негативно впливає на параметри передачі кольору.

Ще одним недоліком світлодіодного освітлення є те, що генерується випромінювання когерентно, тобто однакової частоти і фіксованого зсуву фаз. Нерозсіяних світло світлодіода має певну «жорсткістю», але виробники знаходять вихід, застосовуючи розсіювачі на лампах або плафони в люстрах. Ці заходи істотно знижують «жорсткість» його випромінювання.

Спектр випромінювання світлодіодів

Слід зазначити, що на даний час не існує такого кристала напівпровідника, який би випромінював білий світ, хоча білі світлодіоди існують. Білий колір можна отримати двома способами:

• Перший спосіб - це поєднання світіння трьох світлодіодів: червоного, зеленого і синього. Такі світлодіоди існують, але спектр їх випромінювання дуже лінійчатий, що позначається на індексі передачі кольору. Вони знайшли застосування більше в світлодіодних дисплеях, де інтенсивністю світіння певного кольору можна регулювати колір пікселя дисплея. У висвітленні такі комбіновані світлодіоди використовуються мало.
• Другий спосіб - це використовувати ефект фотолюмінесценції. При опроміненні спеціальних речовин - люмінофорів, вони переизлучают світло, тільки вже в іншому діапазоні. Цей ефект давно використовують в люмінесцентних лампах , Коли ультрафіолетове світіння газового розряду перетворять люмінофори, нанесені на внутрішню поверхню колби лампи. І від якості люмінофора залежить спектр. У білих світлодіодах використовуються випромінювачі синього, фіолетового або ультрафіолетового діапазону і люмінофор, який відповідає за світло в потрібному діапазоні, потрібної колірної температури і потрібним індексом передачі кольору.

Саме від якості і кількості люмінофора в білих світлодіодах залежить спектральний склад, колірна температура і індекс передачі кольору. Використовується комбінування люмінофорів, чим вони якісні і чим більше їх, тим багатшим спектр, але і тим дорожче лампа. І розвиток світлодіодного освітлення відбувається паралельно з розвитком застосування різних люмінофорів. Природно, в випромінюванні білих світлодіодів присутній або синя, або фіолетова, або ультрафіолетова складова спектра, що несе в собі певну шкоду, тому треба дотримуватися певних методи обережності, описані раніше.

Теплове випромінювання світлодіодних ламп

Будь-які джерела штучного світла мають теплове випромінювання, в тому числі і світлодіодні лампи. Але якщо в лампах розжарювання світіння спіралі відбувається за рахунок високої температури спіралі, то у світлодіодів відбувається практично пряме перетворення електричного струму в світлову енергію. Природно, що струм викликає нагрів кристала напівпровідника, але необхідність його охолодження більше викликана в потреби зберегти його властивості і продовжити термін служби, так як вже при температурах 60-80 ° C відбувається прискорена деградація напівпровідника.

Білі яскраві світлодіоди обов'язково постачають радіаторами для охолодження, але саме теплове випромінювання від таких ламп дуже мало в порівнянні з лампами розжарювання.

Будь-яке нагріте тіло, як відомо з курсу фізики, випромінює інфрачервоні промені, але у випадку зі світлодіодними лампами воно дуже малий в порівнянні з лампами розжарювання. Саме тому світлодіодне освітлення зараз замінює освітлення телевізійних студій і сценічних майданчиків, де раніше використовувалися галогенні і металлгалогенние лампи.

Електромагнітне випромінювання світлодіодних ламп

Драйвера світлодіодних ламп представляють собою електронну схему, яка генерує імпульси високої частоти, тому при роботі цих пристроїв створюються електромагнітні перешкоди, які можуть порушити роботу деяких електронних приладів: FM-приймачів, телевізорів та інших пристроїв. Тому мінімальна дистанція від лампи до іншого приладу повинна становити не менше 40 сантиметрів.

Порівняння різних типів світлодіодних ламп

Які світлодіодні лампи можна купувати для будинку

Виходячи з усього вищевикладеного, можна зробити певні висновки про доречність застосування світлодіодних ламп.

• Світлодіодні лампи за показниками енергозбереження, світловий віддачі є найефективнішими джерелами світла, що мають перспективи повсюдного впровадження.
• Всі штучні джерела світла великої потужності можуть мати негативний вплив на здоров'я людини, перш за все своїм впливом на сітківку ока. При дотриманні простих заходів безпеки світлодіодні лампи не роблять згубного впливу.
• При покупці світлодіодних ламп слід довіряти тільки відомим світовим брендам, а покупка повинна бути зроблена тільки у сумлінних продавців.
• Для будинку краще застосовувати лампи зі світловою температурою 2700-3200 K (теплий білий). Індекс передачі кольору повинен бути не менше 80 CRI.
• Застосування більш прогресивних люмінофорів при виробництві білих світлодіодів буде тільки підвищувати характеристики світлодіодних ламп, в тому числі і їх безпеку.