Tietämätön värilämpötilan asetus
On olemassa laaja sovellus ulkovalaistukseen, joka sisältää viileän valkoisen CCT-valonlähteen (korreloidut värilämpötilat), koska "viileämpi" tai "valkoisampi" tunnetaan tietämättömästi. Maissa, joissa leveysaste on matala, ilmasto on kuuma ja ihmiset suosivat valoja, joissa on korkeat värilämpötilat ja jotka tuovat heille viileän tunnelman. Loistelamppujen valta-asema viime vuosikymmeninä on saanut jotkut ihmiset tottumaan valaistuksen viileään valkoisuuteen. He uskovat "valkoisemmaksi" valon "selkeämmäksi" näkyvyyden. Pitäisikö LED-valaistuksen alalla kuitenkin tehdä valintansa sen mukaan, miltä heistä tuntuu? Ei koskaan uudestaan! 14. kesäkuuta 2016 American Medical Association (AMA) julkaisi virallisen politiikkalausunnon led-katuvaloista. He ilmaisivat vakavan huolensa korkean intensiteetin LED-valaistuksen haitallisista vaikutuksista.
Kuinka valkoinen valo syntyy
Koska valodiodit ovat lähes monokromaattisia valonlähteitä, jotka lähettävät yksiväristä valoa, kun taas valkoinen on pohjimmiltaan kahden tai useamman värin (tai aallonpituuden) valon sekoitus, tällä hetkellä edullisin tapa luoda valkoista valoa LED-valosta. moduulissa käytetään yksiväristä LEDiä (pääasiassa sinistä LEDiä) ja aallonpituutta muuntavaa elementtiä (joka on yleensä keltaista fosforia). LEDin säteilemän värin määrää tyypillisesti materiaali, josta se on muodostettu. Edustava esimerkki valkoisesta LEDistä koostuu pakkauksesta sinistä LED-sirua, joka on valmistettu galliumnitridistä (GaN) ja päällystetty fosforilla, erityisesti yttrium-alumiinigranaatilla (YAG), joka toimii aallonpituutta muuntavana elementtinä (WCE) luoden halutun värilämpötilan valkoinen väri. Valkoisen valon väriä voidaan säätää muuttamalla täyttöfraktion koostumusta tai painoprosenttia. Ominaisuudet tuottaa valkoista valoa suuressa kromaattisessa tilassa ovat edullisia erilaisissa valaistussovelluksissa.
Sinisen valon vaara
Huolimatta energiatehokkuuden eduista, korkean intensiteetin LED-valaistus lähettää huomattavan määrän sinistä valoa, joka näyttää paljaalla silmällä valkoiselta ja tuottaa enemmän ei-toivottua häikäisyä yöllä kuin tavallinen valaistus. Sininen valo aiheuttaa potentiaalisen vaaran tai valokemiallisesti aiheutetun verkkokalvovaurion säteilyaltistuksen seurauksena pääasiallisesti välillä 400 nm ja 500 nm aallonpituuksilla. Fosforipinnoitettujen LEDien liialliset siniset ja vihreät päästöt lisäävät valon saastumista, koska nämä aallonpituudet siroavat enemmän silmän sisällä ja aiheuttavat haitallisia ympäristö- ja häikäisyvaikutuksia.
Uusi AMA-ohje vaatii asianmukaista huomiota optimaalisiin suunnittelu- ja suunnitteluominaisuuksiin, kun vaihdetaan LED-valaistukseen, joka vähentää haitallisia terveys- ja ympäristövaikutuksia. He huomauttavat erityisesti, että sinisilmäinen LED-valaistus voi heikentää näöntarkkuutta ja turvallisuutta, mikä aiheuttaa huolta ja vaarantaa tiellä. Valkoisia LED-katuvaloja mainostetaan parhaillaan kaupungeissa kaikkialla maailmassa energiatehokkuuden ja pitkän aikavälin kustannussäästöjen nimissä. CCT välillä 4000K ja 6500K on ollut valinta monille maille, jotka ovat hiljattain jälkiasentaneet katuvalaistuksensa HPS:stä LEDeihin. Kuitenkin 29 prosenttia 4000K LED-valaistuksen spektristä säteilee sinistä valoa, jonka ihmissilmä näkee karkeana valkoisena värinä. Sen lisäksi, että ne vaikuttavat kuljettajiin, siniset LED-katuvalot toimivat aallonpituudella, joka vaimentaa eniten melatoniinia yöllä. Valkoisilla LED-lampuilla on viisi kertaa enemmän vaikutusta vuorokausirytmiin kuin perinteiset katulamput.
Fysiologinen vaikutus
Korkean intensiteetin LED-valoilla on spektri, jossa on voimakas piikki aallonpituudella, joka vaimentaa tehokkaimmin melatoniinia yöaikaan. Melatoniini on hormoni, jota erittää käpyrauhanen, pieni käpymäinen rauhanen, joka sijaitsee lähellä aivojen keskustaa. Melatoniinin vapautumisen kautta käpyrauhanen ylläpitää sisäistä kelloa sääteleen kehon toiminnan luonnollisia rytmejä. Melatoniinilla on useita vaikutuksia ihmisen fysiologisiin toimintoihin. Tämä hormoni edistää unta, vaikuttaa tunteisiin, stimuloi kypsyyttä ja lisääntymistä sekä vaikuttaa immuunitoimintoihin. Tutkimukset ovat havainneet, että melatoniinin tuotantoon ja erittymiseen vaikuttaa ensisijaisesti valo - melatoniinilla on korkeampi valoherkkyys lyhyiden aallonpituuksien värillisten valojen alla; toisaalta melatoniinilla on pienempi valoherkkyys pitkien aallonpituuksien värivalojen alla. On arvioitu, että fosforipinnoitettu LED-lamppu vaikuttaa vähintään 5 kertaa tehokkaammin vuorokausifysiologiaan kuin korkeapaineinen natriumvalo, joka perustuu melatoniinin suppressioon.
Korkea CCT ≠ Parempi näkyvyys
Ihmisen käsitys kohteen väristä syntyy silmän värisensoreista, jotka reagoivat esineestä heijastuvaan sähkömagneettiseen säteilyyn. Mesoopisen näön aikana ihmissilmä on herkempi lyhyen aallonpituuden valolle. Siten fosforilla päällystetyillä valkoisilla LEDeillä, joissa on korkeampi sininen valokomponentti, olisi suurempi valoteho mesoopisessa näkemässä kuin fotooptisessa näössä. Tätä ominaisuutta on aiemmin kuvattu valkoisten LEDien eduksi. Siitä huolimatta korkeampi CCT liittyy alhaisempaan läpäisyyn sumussa tai sumussa. Koska on olemassa Rayleigh-sironta ja Mie-sironta, valo ei läpäise täysin sumua tai sumua. Sumun läpäisykyky on välttämätön näkökohta, koska katuvaloja käytetään valaisemaan tietä sumuisessa tai sumuisessa säässä. Yleisesti ottaen keltaisella valolla on parempi sumun läpäisykyky kuin valkoisella valolla. Useimpien valkoisten LEDien sumun läpäisykyky on huono. Alhainen sumun tunkeutumiskyky johtaa myös valkoisten LEDien aiheuttamaan korkeampaan kaupunkien taivaan hehkun saastumiseen molekyylien (Rayleigh) ja aerosolin (Mie) sironnan vuoksi. Tällainen sironta ei ainoastaan vähennä maan valaistusta ja tekee maan kohteista vaikeasti havaittavia (ja siten tekee tiestä entistä vähemmän turvallista), vaan sironnan aiheuttamalla taivaanhohteella on myös ei-toivottu vaikutus tähtitieteelliseen tutkimukseen ja se vaikuttaa haitallisesti taivaan yleiseen estetiikkaan. yöllä.
Tehoton sopeutuminen pimeään on yksi tärkeä tekijä, joka aiheuttaa liikenneonnettomuuksia yöllä. Yritetään nopeuttaa sopeutumista pimeään ja parantaa kuljettajan ajoturvallisuutta ja tehokkuutta. Valaistukseen käytetään tyypillisesti matalan värilämpötilan valaistusta. LED-valaistuksessa viileällä valkoisella tai päivänvalolla CCT:ssä on suhteellisen paljon sinistä valoa ja pisin sopeutumisaika pimeään. Päinvastoin, lämpimän valkoisilla LEDeillä on suhteellisen alhainen CCT ja suuri määrä pitkän aallonpituuden komponentteja, ja siksi niillä on lyhyet tumma-sopeutumisajat. Pimeyden mukauttamisen tulisi olla tärkeä suunnittelunäkökohta ajoradan valaistuksessa, ja se on kriittinen tunnelivalaistuksessa.
Terveellinen valaistus
AMA kannustaa käyttämään 3000K tai alhaisempaa valaistusta ulkoasennuksissa, kuten ajoradalla. 3000K:ssa ihmissilmä havaitsee valon edelleen "valkoisena", vaikka se on sävyltään kohtalaisen lämpimämpää, ja noin 21 prosenttia emissiosta on spektrin sinisenä näkyvässä osassa. Tämä säteily pysyy edelleen hyvin sinisenä yöympäristössä, mutta on huomattava parannus 4000K-valaistukseen, kun otetaan huomioon, että se vähentää epämukavuutta ja vammaisten häikäisyä. Eri pinnoitteista johtuen 3000K-valaistuksen energiatehokkuus on vain 3 prosenttia pienempi kuin 4000K, mutta valo on kuitenkin huomattavasti miellyttävämpi ihmisille ja sen vaikutus villieläimiin on vähäisempi. Lisäksi kaikki LED-valaistus on suojattava asianmukaisesti häikäisyn ja haitallisten ihmis- ja ympäristövaikutusten minimoimiseksi, ja olisi pyrittävä hyödyntämään LED-valaistuksen kykyä himmentää ruuhka-ajan ulkopuolella.
Noin 3000K CCT:n LED-valaistuksessa ihmissilmällä on kunnollinen sopeutumisaika pimeään ja värierottelukyky, tämän CCT:n LED-valolla on myös suhteellisen korkea valoteho ja vähemmän haitallinen vaikutus fyysiseen ja henkiseen hyvinvointiimme. Vastaus on ilmeinen, että korkeaa CCT-LED-valaistusta tulisi välttää katuvalaistuksessa, vaikka valaistussuunnittelussa on kompromisseja, joissa luminanssi, värintoistoindeksi (CRI), CCT, häikäisyn hallinta, välkkyminen, mesopic vision valaistus, tumma sovitus, sininen valovaara, värien havaitseminen, sumun tunkeutuminen ja taivaan hehkun aiheuttama saaste ovat olennaisia osia minkä tahansa projektin arvioinnissa, jotka määrittävät valon soveltuvuuden katuvalaistukseen.
