-

Спектр светодиодных ламп: вред для здоровья человека

Устройство светодиодной лампы

Светодиодная лампа включает в себя полусферический диффузор, светодиоды на основе микросхем, теплопроводящую печатную плату, драйвер для обеспечения бесперебойной работы, полимерное основание для защиты от пробоя и никелированное латунное основание, которое обеспечивает соединение с розеткой

Внешний вид современной светодиодной лампы
Внешний вид современной светодиодной лампы

В качестве освещения чаще всего используются белые светодиоды. Есть предположения, что подобное светодиодное освещение скоро заменит лампочки. Таким образом, в последние годы повышенный спрос увеличил предложение, светоотдача увеличилась в 1,5 раза, а цена снизилась в три раза. Наша промышленность начала производить светодиодные лампы с использованием новейших технологий. Внешне они уже мало чем отличаются от традиционных «лампочек Ильича», но принцип действия совсем другой.

Спектр излучения светодиодных ламп

Светодиод создает излучение, когда дырки и электроны рекомбинируют в полупроводниках, испуская фотон света. Частота излучения определяется химическим составом полупроводников. Излучение может быть как в невидимом диапазоне (инфракрасном или ультрафиолетовом), так и в видимом (красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий, фиолетовый, белый).

Другой недостаток светодиодного освещения заключается в том, что генерируемое излучение является когерентным, то есть имеет одинаковую частоту и фиксированный фазовый сдвиг. Нерассеянный свет от светодиодов имеет определенную «жесткость», но производители находят выход, используя рассеиватели на лампах или абажуры в люстрах. Эти меры значительно снижают «стойкость» его излучения.

Следует отметить, что в настоящее время нет такого полупроводникового кристалла, который бы излучал белый свет, хотя белые светодиоды действительно существуют. Белого можно добиться двумя способами:

  • Первый способ — это сочетание свечения трех светодиодов: красного, зеленого и синего. Такие светодиоды существуют, но их спектр излучения очень линейный, что влияет на индекс цветопередачи. Они нашли большее применение в светодиодных дисплеях, где интенсивность люминесценции заданного цвета может быть адаптирована к цвету пикселя дисплея. В освещении такие комбинированные светодиоды используются мало.
  • Второй способ — использовать эффект фотолюминесценции. При облучении специальными веществами — люминофорами они излучают свет, только в другом диапазоне. Этот эффект давно используется в люминесцентных лампах, когда ультрафиолетовое свечение газового разряда преобразуется люминофором, нанесенным на внутреннюю поверхность колбы лампы. А спектр зависит от качества фосфора. Белые светодиоды используют излучатели синего, фиолетового или ультрафиолетового диапазона и люминофор, отвечающий за свет в правильном диапазоне, желаемой цветовой температуре и желаемом индексе цветопередачи.

Спектральный состав, цветовая температура и индекс цветопередачи зависят от качества и количества люминофора в белых светодиодах. Используется комбинация люминофоров, чем их больше и лучше, тем богаче спектр, но и тем дороже лампа. И развитие светодиодного освещения происходит параллельно с развитием использования различных люминофоров

Конечно, в излучении белых светодиодов присутствует компонент синего, или фиолетового, или ультрафиолетового спектра, который приносит определенный вред, поэтому необходимо соблюдать некоторые меры предосторожности, описанные выше

Индекс цветопередачи


Индекс цветопередачи лампы

С точки зрения воздействия на человека и качества света важен индекс цветопередачи светодиода. Индекс цветопередачи, также известный как индекс цветопередачи, представляет собой параметр, который характеризует, насколько видимый цвет соответствует естественному цвету тела при освещении используемым источником тепла. Его значение рассчитывается как среднее значение восьми цветов, которые обозначены от R1 до R8.

Особого внимания заслуживает красный цвет. Обозначается R9. Это не всегда указывается. Значение R9 влияет на качество воспроизведения тона кожи человека. Красный оттенок очень тонко воспринимается человеческим глазом. Видны даже малейшие отклонения. При некачественном освещении человеческий глаз сразу все замечает: все дефекты, например, прыщики и бледность. Поэтому проверка по R9 проводится для получения более точного результата.

Расчет качества

Индекс цветопередачи светодиодных ламп необходим для определения качества источника света при его создании. Для расчета значения индекса используется специальная контрольная таблица. Он имеет восемь стандартных цветов, все они размытые и ненасыщенные.

Измерьте значение параметра для каждого цвета. Эти измерения позволяют узнать, как цвета будут передаваться под конкретным светильником. Для измерений используется эталонный свет. Затем полученная информация сравнивается с использованием методологии Международной комиссии по освещению и получается информация о степени отклонения от стандарта.

Рекомендуемые значения


Яблоко при разном освещении

Максимальное значение CRI — 100. Но стремиться к такому показателю не всегда. У разных типов ламп разные значения индекса. Некоторые подходят для участков, где выполняется точная работа. Остальные подходят для складских построек. Витрины магазинов, в которых продаются ткани или отделочные материалы, должны правильно отображать палитры. Те же требования к музейным выставкам. В этом случае значение параметра должно быть от 90 до 100.

В помещениях, где важен комфортный для глаз свет и отображение насыщенности не имеет значения, приемлемым считается индекс цветопередачи от 70 до 90. Цветопередача светодиодных ламп в подавляющем большинстве случаев находится в пределах этот диапазон. Получить лучший результат можно, но это приводит к значительному удорожанию конечного продукта. Когда диод используется в жилых, образовательных, офисных и медицинских учреждениях, диапазона 70-90 более чем достаточно.

Там, где цвет не важен, используются источники света с индексом ниже 60. Это касается уличного и складского освещения. Человеческий глаз замечает отклонения в цветовой палитре, если значение индекса отличается более чем на 5 пунктов. Меньшие различия незаметны для глаза.

Стандарт — солнечный свет Северного полушария и свет вольфрамовой лампы. Значение цветопередачи для них — 100. Но и здесь есть подводные камни. Например, если вы измеряете свечение солнца в северном полушарии, вы заметите, что оно хуже воспроизводит красные оттенки. У вольфрамовой лампы проблемы с синим спектром.

Сравнение значения индексов и фактического света


Влияние светового спектра на цветопередачу

Если используется хорошая лампочка, все три упомянутых фактора будут одинаковыми. Однако могут наблюдаться расхождения с некачественной продукцией. Это связано с тем, что «очень умные» производители делают люминофор таким образом, что упор делается на 8 основных оттенков, используемых для сравнения. Все остальные просто не имеют значения. Но человеческий глаз всегда видит эти подделки.

Важно проверять свои луковицы, особенно когда речь идет о покупке детской. Когда что-то появляется впервые в жизни, это воспринимается как нормальное явление. И тогда становится сложно переучиваться.

Почему светодиодный свет может быть вреден для зрения?

Ученые обнаружили, что не все излучение от светодиода в целом оказывает пагубное влияние на органы зрения, а только синий и фиолетовый компоненты спектра, которые имеют самую короткую длину волны и, следовательно, более высокую частоту и большую энергию. Испанские ученые, проводившие эти исследования, опубликовали свои обзоры в журнале Seguridad y Medio Ambiente. Основными выводами данной исследовательской работы являются следующие утверждения:

  • Светодиодные источники света могут нанести непоправимый вред здоровью человека и животных, поражая сетчатку глаза.
  • Коротковолновый синий и фиолетовый свет наносит ущерб.
  • Излучение поражает сетчатку глаза трех типов: фотомеханическое (энергия удара волны световой энергии), фототермическое (когда излучение нагревает ткань) и фотохимическое (фотоны света могут вызывать химические изменения макромолекул).
  • Зеленый и белый свет имеют гораздо более низкую фототоксичность, и при воздействии красного света на сетчатку не было обнаружено никаких отрицательных изменений.

Результаты исследования говорят о том, что смотреть на яркую светодиодную лампу противопоказано.

Повреждение светодиодов для глаз

Влияние светодиодной лампы на глаза

Но это правило безопасности можно отнести и к другим ярким источникам света — лампам накаливания и люминесцентным. Поэтому вред энергосберегающих ламп для глаз заключается в негативном воздействии на сетчатку глаза. Однако большинство ведущих производителей поставляют лампы с рассеивателями или хорошие люстры имеют плафоны, дающие мягкий рассеянный свет, польза от которого намного выше.

Классификация освещения по степени риска

Для оценки безопасности излучения видимого света был принят международный стандарт EN 62471, названный «Фотобиологическая безопасность ламп и ламповых систем». В соответствии с этим стандартом выделяют четыре группы риска, в которых указывается максимальное время воздействия засветки от рассматриваемого источника света.

  • Группа нулевого риска (без риска). Воздействие излучения таких источников света может длиться 10 000 секунд и более.
  • Первая группа риска (низкий риск). Максимальное время экспозиции может составлять от 100 до 10 000 секунд.
  • Вторая группа риска (умеренный риск). Максимальное время экспозиции устройств этой группы возможно от 0,25 до 100 секунд.
  • Третья группа риска (высокий риск). Время воздействия не должно превышать 0,25 секунды.

Светодиод поиска

Исследование риска светодиодного освещения

На основе этого стандарта было проведено исследование. Франсин Бехар-Коэн, профессор Института здоровья и медицинских исследований, возглавила группу ученых, которые по результатам исследования пришли к важным выводам, сделав свои комментарии относительно опасностей и преимуществ светодиодных ламп:

  • К третьей группе риска можно отнести синий светодиод мощностью 15 Вт и более.
  • Синий светодиод мощностью 0,07 Вт относится к первой группе риска.
  • По сравнению с традиционными лампами накаливания, которые относятся к первой или нулевой группе риска, светодиодное освещение можно отнести ко второй группе.
  • При одинаковой цветовой температуре излучение белых светодиодов на 20% опаснее синей составляющей спектра.

Негативные факторы

На организм человека возникает комплекс негативных воздействий, которые вызывают светодиодные осветительные приборы.

Элементы конструкции

Корпуса светодиодных ламп изготовлены из экологически чистых материалов: высококачественного пластика и стали. В устройствах большой мощности радиатор изготавливается из алюминиевого сплава. В отличие от люминесцентных ламп, в светодиодной продукции не используются газовые лампы.

Влияние света на зрение

В этом случае важна так называемая цветовая температура, показатель интенсивности излучения источника света. Чем выше температурный индекс, тем сильнее излучение в синем и синем спектре. Слишком много синего света очень опасно для сетчатки глаза, под воздействием которого она начинает разрушаться. Холодный белый свет опасен для детей тем, что их глазная структура еще недостаточно развита и возможны травмы.

Чтобы уменьшить раздражающее действие света, желательно «разбавить» свет светодиодных источников лампами накаливания малой мощности (до 60 Вт). Также можно использовать светодиодные устройства, излучающие теплый белый свет. Такие источники света (без увеличения коэффициента пульсации) не вредны для здоровья.

Уровень цветовой температуры указан на упаковке продукта. Температурная норма находится в пределах 2500-3200 К.

Сильно мерцают

Постоянное мерцание лампы вредит не только зрению, но и нервной системе человека. Особенно это касается пульсаций на частотах от 8 до 300 Гц.Раньше это явление возникало только при работе с люминесцентными лампами. Однако даже некачественные светодиодные устройства продемонстрировали способность мерцать на этих частотах.

За решение этой проблемы отвечает драйвер: компонент лампы, фильтрующий электрический ток. Интеллектуальный драйвер снижает пульсацию до 1%. Это не может быть дешево, поэтому настоящие светодиодные лампы не входят в бюджетный диапазон цен.

Влияние на выделение мелатонина

Гормон под названием мелатонин отвечает за качество сна, его ритм и частоту. Мелатонин также стабилизирует окислительные процессы до безопасного уровня, что замедляет процесс старения. У здорового человека этот гормон достигает максимальной концентрации с наступлением темноты. В результате возникает желание спать. При работе в ночное время организм подвергается воздействию множества раздражителей, в том числе искусственного освещения. Продолжительное и регулярное воздействие светодиодного света особенно негативно сказывается на качестве зрения.

Исходя из вышесказанного, рекомендуется избегать слишком сильного освещения светодиодными источниками. Во-первых, следует ограничить такой вид освещения в детских комнатах и ​​детских спальнях.

Электромагнитное излучение

Ущерб от электромагнитного излучения светодиодным лампам считается преувеличенным. Высокочастотные импульсы ухудшают качество сигналов от ближайших радиоприемников и приемников Wi-Fi. Однако для человеческого организма светодиодные лампы гораздо менее заметны, чем сотовые телефоны или микроволновые печи.

Опасность белого света

Хотя существуют белые светодиоды, в настоящее время нет полупроводников, излучающих белый свет. Это достигается двумя способами:

  • сочетание красного, зеленого и синего светодиодов;
  • сочетание излучения синего, фиолетового, ультрафиолетового гамма-излучения и фосфора (эффект фотолюминесценции).

Человеческие глаза более чувствительны к синему спектру. Длительное облучение может привести к деградации сетчатки. Белый свет особенно вреден для детских глаз.

Включение ламп накаливания малой мощности 40-60Вт, светодиодных ламп теплого белого света в одну лампу с несколькими патронами поможет снизить негативное воздействие.

Лучше всего покупать устройства с цветовой температурой от 2700 до 3500 К. Этот спектр излучения наиболее близок к солнечному свету во время заката. Особенно важно соблюдать эти условия детям, так как хрупкий организм ребенка более уязвим для неблагоприятных факторов.

Вибрационный шум

Фотограф Джон Отт в своей работе «Здоровье и свет: влияние естественного и искусственного освещения на людей и другие живые существа» описал негативное воздействие на организм характерного раздражающего звука, издаваемого люминесцентными лампами. Он отметил, что монотонная звуковая вибрация приводит к таким последствиям, как раздражительность, нервозность, утомляемость и снижение внимания. Светодиодные осветительные приборы (например, лампы накаливания) лишены этого недостатка.

Температура

Отличительной особенностью светодиодных ламп является то, что они не загораются во время работы. Это означает, что такой вид освещения менее травматичен.

Ультрафиолетовое и инфракрасное излучение

Чтобы получить ответ на вопрос о вреде ультрафиолетовых и инфракрасных лучей, необходимо проанализировать два варианта получения белого светодиодного света. В первом случае в корпус вставлены три кристалла: белый, красный и зеленый. Эксперимент показывает, что длина волны не выходит за пределы видимого спектра, а это значит, что светодиоды не создают поток света в ультрафиолетовом и инфракрасном диапазонах.

Второй вариант — получить белый свет путем нанесения люминофора на синий светодиод. В результате смешения белого потока, создаваемого люминофором, и желтого потока светодиода, получаются различные оттенки белого. Результаты эксперимента показывают очень мало ультрафиолетового излучения, которое безопасно для человеческого организма. Интенсивность инфракрасного излучения в начале длинноволнового диапазона находится в пределах 15%, что намного меньше, чем у стандартной лампы накаливания.

Экологичность источников света

Сегодня светодиодные лампы занимают более 35% рынка освещения. И дело не только в их высоких технических параметрах, но и в приемлемом уровне экологичности. В их производстве не используются вредные или токсичные химические компоненты. Большинство деталей подлежат переработке.

Важно! Светодиоды не излучают вредное для человека и животных ультрафиолетовое и инфракрасное излучение, не нагреваются во время работы, тем самым регулируя выбросы углерода. Вот как они приносят пользу окружающей среде.

Вред светодиодных ламп для окружающей среды

Исследование, опубликованное в конце 2010 года в журнале Environmental Science and Technology, предполагает, что светодиодные лампы также вредны для окружающей среды. Ученые обнаружили, что определенные типы светодиодов, используемые в рождественских огнях, светофорах, автомобильных фарах и стоп-сигналах, содержат свинец, мышьяк и десяток других потенциально опасных веществ.

Один из исследователей, проводивших исследование, Оладеле Огунсейтан, говорит, что, хотя вдыхание дыма сломанного светодиода вряд ли приведет к раку, все же не стоит увеличивать концентрацию вредных веществ вокруг вас. В случае выхода из строя светодиодных ламп ученый рекомендует удалить остатки лампы с помощью перчаток и маски и утилизировать как опасные отходы, хотя на данный момент, согласно регламенту, светодиодные лампы можно утилизировать с обычными бытовыми отходами. Он также утверждает, что производители могут легко уменьшить количество тяжелых металлов, особенно если государственные или федеральные службы каким-либо образом заинтересованы в их ограничении.

Однако светодиодные лампы экономят энергию и меньше загрязняют окружающую среду, чем лампы, содержащие ртуть, и являются более устойчивой альтернативой лампам CFL. Вероятно, в будущем этот вид освещения станет менее вредным для глаз и его можно будет безопасно использовать так же, как лампы накаливания. Но пока лучше не слишком увлекаться этим типом освещения, отдать предпочтение естественному освещению и традиционному освещению ламп накаливания (конечно, в разумных пределах, поскольку лампы накаливания имеют невысокую светоотдачу).

Правда о безвредных дешёвых китайских светодиодных ламп

Но к этой проблеме нужно отнестись серьезно. Причем не только для китайской продукции, а среди них есть достойные образцы, но и для дешевых светодиодных ламп неизвестного происхождения в целом.

В этом случае вышеперечисленные мифы могут сбыться. Это связано с тем, что производство этого класса продукции плохо контролируется. Нельзя быть уверенным в полной безопасности используемых пластиков и люминофоров, то есть об отсутствии вредных веществ говорить не приходится.

Для таких ламп характерен небольшой срок службы, в некоторых случаях они не способны проработать даже год. Это говорит о низком качестве используемых драйверов. По этой же причине недорогие светодиодные лампы характеризуются увеличением пульсации, которая в некоторых случаях достигает 40-50%. И этот показатель способен влиять как на нервную систему, так и на зрение.

Кроме того, вы не можете быть уверены в точности данных о цветовой температуре. Нет гарантии, что вы получите полноценный источник холодного света с лампой теплого цвета. Кроме того, им присуща деградация, поэтому в течение срока их службы цветовая температура меняется в худшую сторону.

От такой экономии лучше отказаться, дорогая светодиодная лампа прослужит в 2-3 раза дольше. То есть это просто сделка по дешевым моделям.

Как защитить себя

Самый простой и действенный рецепт — отказаться от покупки светодиодных светильников неизвестного происхождения по низким ценам. Исходя из рейтинга товаров данной категории, возникло большинство мифов о светодиодном освещении. И проблема в том, что для них эта информация во многом соответствует реальной ситуации.

Также покупайте продукцию известных производителей, выбирайте приборы с теплым светом (свет которых можно увидеть выше в характеристиках ламп). Модели нейтрального и холодного типа имеют специфическую и узкую область применения.

Соблюдайте эти правила, и вы не почувствуете ухудшения здоровья от удара.

Правила безопасности при воздействии электромагнитного излучения на организм человека

Лучшая защита от электромагнитного излучения — это расстояние.

Плотность излучения значительно уменьшается с расстоянием. Каждый источник имеет довольно ограниченный набор полей, поэтому грамотное планирование мест для отдыха / досуга, работы и сна уже является залогом вашего здоровья, однако не забывайте, что любой деактивированный источник ЭМ полей перестает быть таковым.

Поэтому не забывайте отключать от сети неиспользуемую бытовую технику, не размещать мощные источники ЭМИ возле головы, следить за состоянием бытовой техники и читать инструкцию по правильному использованию бытовой техники.

Основные выводы

ответить на вопрос, вредны светодиодные лампы или нет, можно только после тщательного изучения их устройства и основных принципов работы.

  1. В конструкции светодиодных ламп не используются химические вещества и вредные вещества.
  2. Качественные продукты не могут быть дешевыми из-за особенностей устройства.
  3. При покупке лампы следует обращать внимание на цветовую температуру продукта, чтобы свести к минимуму повреждение глаз во время использования.
  4. В вечернее время светодиодное освещение лучше не использовать, так как оно негативно влияет на выработку мелатонина.
  5. Инфракрасное и ультрафиолетовое излучение, излучаемое устройствами, чрезвычайно мало и безвредно для человека.

Светодиодные лампы не только чрезвычайно эффективны в домашнем использовании, но также безопасны и экологичны. Особенно по сравнению с энергосберегающими аналогами ртути и лампами накаливания.

Оцените статью
Блог про освещение