Популярность светодиодных ламп привела к возникновению различных вопросов относительно особенностей их функционирования. Есть много слухов и домыслов о воздействии светодиодов на человека.
Свет, его спектры и влияние на людей
Спектр излучения светодиодных ламп
Свет является видимым излучением, выступающим в роли единственного раздражителя глаза, который приводит к зрительным ощущениям, обеспечивающим визуальное восприятие мира. На сетчатке глаза возникают изображения и формируются зрительные образы. Кроме этого, свет способствует осуществлению других важных реакций, обладающих рефлекторным и гуморальным характером.
Падение света на орган зрения вызывает импульсы, распространяющиеся по зрительному нерву до оптической области больших полушарий головного мозга. Зависимо от интенсивности происходит возбуждение или угнетение центральной нервной системы, при этом перестраивается физиологическая и психическая реакции, меняется общий тонус организма и поддерживается деятельное состояние.
Под спектром подразумевают распределение значений интенсивности излучения по длине волн. Различают красный, оранжевый, желтый, зелёный, голубой, синий и фиолетовый спектры света. Каждый из них специфически влияет на человеческий организм.
Индекс цветопередачи
Индекс цветопередачи ламп
В плане влияния на человека и качества освещения важно значение CRI светодиода. Сolour Rendering Index, также известный как индекс цветопередачи – это параметр, характеризирующий, насколько соответствует естественному цвету тела видимый цвет при освещении используемым источником тепла. Рассчитывается его значение как среднее для восьми цветов, которые обозначаются от R1 до R8.
Отдельного внимания заслуживает красный цвет. Он обозначается R9. Указывается далеко не всегда. Значение R9 влияет на качество передачи тона человеческой кожи. Красный оттенок очень тонко воспринимается человеческим глазом. Заметны даже самые небольшие отклонения. Если освещение некачественное, человеческий глаз сразу всё замечает: все дефекты, например, прыщи и бледность. Поэтому проверка по R9 проводится для получения более точного результата.
Расчет качества
Индекс цветопередачи для светодиодных ламп необходим, чтобы определять качество источника света в процессе его создания. Для расчета значения индекса используют специальную проверочную таблицу. Она имеет восемь стандартизированных цветов, все блеклые и ненасыщенные.
Измеряют значение параметра для каждого цвета. Эти замеры позволяют узнать, как будут передаваться цвета под конкретным светильником. Для замеров используется эталонный свет. Затем полученную информацию сравнивают, используя методику Международной комиссии освещения, и получают сведения о степени отклонения от эталона.
Рекомендуемые значения
Яблоко при разном освещении
Максимальное значение CRI равно 100. Но стремиться к такому показателю нужно не всегда. Разные типы ламп обладают отличающимися значениями индекса. Одни подходят для помещений, в которых проводятся точные работы. Другие подойдут для складских построек. Витрины магазинов, торгующие тканями или отделочными материалами, должны корректно передавать палитры. Такие же требования для выставок в музеях. В таком случае значение параметра должно колебаться в диапазоне от 90 до 100.
В помещениях, где важно, чтобы был комфортный свет для глаз, а отображение насыщенности роли не играет, допустимым считается диапазон индекса цветопередачи от 70 до 90. Цветопередача у светодиодных ламп в подавляющем большинстве случаев находится именно в этом диапазоне. Достичь лучшего результата возможно, но это приводит к существенному повышению цены конечного изделия. Когда диод применяется в жилых, учебных, офисных и медицинских помещениях, диапазона 70-90 хватает с лихвой.
Где цвет не важен, используют источники освещения, у которых показатель индекса находится ниже 60. Это относится к уличному освещению и подсветке складских помещений. Человеческий глаз замечает отклонения в цветовой палитре, если значение индекса отличается больше, чем на 5 пунктов. Меньшие различия для глаза неуловимы.
Эталоном считается солнечный свет северного полушария и свет вольфрамовой лампочки. Значение цветопередачи для них равно 100. Но и здесь есть свои подводные камни. Например, если измерить свечение солнца в северном полушарии, можно заметить, что оно хуже передаёт красные оттенки. У вольфрамовой лампочки есть проблема с синим спектром.
Сложности в измерении
Несмотря на кажущуюся логичность, коэффициент CRI сложно назвать идеалом. Проверки показывают, что у белых светодиодов существуют проблемы с R9 некорректно отображается красная область спектра. Поэтому в 2007 году международная комиссия признала, что использовать индекс цветопередачи светодиодных ламп не корректно по отношению к светодиодам.
Источники света могут обладать одинаковым параметром индекса. Однако визуальная оценка отображения цвета будет сильно отличаться. Из-за большого количества различных источников искусственного освещения возникла потребность в более тщательной проверке осуществляемой цветопередачи. Хотя СRI до сих пор является основным обязательным параметром, который используется во время оценки качества света, уже предлагаются альтернативные варианты. К таковым относится CQS и ТМ-30.
Альтернативные варианты оценки
Символика CQS используется для обозначения шкалы качества цвета, в котором используется 15 насыщенных цветов. В отличие от CRI, для расчетов применяют другую формулу. Например, в случае с индексом цветопередачи светодиоды, у которых есть провалы в красном спектре, могли оставаться с большим итоговым показателем. CQS такую возможность ликвидировал. Значение индекса рассчитывается как корень суммы квадратов изменений по каждому цвету. Поэтому недостатки даже одного сильно влияют на конечное значение. Но и эта методика имеет свои минусы, ведь она не до конца учитывает тон и насыщенность цветов.
В 2015 году была сделана ещё одна попытка и представлен ТМ-30-15. В нём замеры осуществляются по 99 контрольным цветам. Использование стандарта ТМ-30-15 позволяет увеличить учет тона и насыщенности при контроле качества света. По сути этот стандарт включает в себя два индекса. Точность имеет значения от 0 до 100, а насыщенность от 60 до 140. Расчет значения этого стандарта является самым сложным делом и не только из-за количества контрольных цветов. Приходится упрощать результаты до 99 точек, делить их на 16 цветовых групп и распределять на специальной векторной диаграмме. Затем полученные значения сравниваются с эталоном.
Сравнение значения индексов и фактического света
Влияние спектра света на цветопередачу
Если используется хорошая лампочка, все три упомянутых коэффициента будет совпадать. Но у некачественных товаров можно наблюдать расхождения. Связано это с тем, что «очень хитрые» производители изготавливают люминофор таким образом, чтобы акцент уходил на 8 главных оттенков, используемых для сравнения. Все остальные просто не учитываются. Но человеческий глаз всегда замечает такие подделки.
Важно проверять лампочки, особенно когда речь идёт о приобретении в детскую комнату. Когда что-то появляется впервые в жизни, это воспринимается как норма. И потом переучиться становится сложно.
Другие источники освещения
Сравнение мощности спектра излучения различных искусственных источников света с дневным солнечным светом
Измеряться должны все используемые лампы. Получаются следующие значения:
- Лампы накаливания. Обладают близкой к солнечной цветопередаче. По шкале CRI их значение равно 100. Но визуально наблюдается смещение к области теплых оттенков.
- Галогенные лампы. Цветопередача близка к значению вольфрамовых лампочек, поэтому, наблюдается большой световой поток.
- Натриевые лампочки. Светильники обеспечивают довольно низкое отображение цветов. Значение индекса колеблется около 40.
- Дуговые ртутные люминесцентные лампы. По своим значениям находятся около натриевых. Преобладает синий спектр, поэтому, ДРЛ не используют для выращивания растений.
- Люминесцентные лампочки. Диапазон изменений может колебаться в существенных границах: от 60 до 90. Точное значение зависит от используемого люминофора.
Светодиодные лампочки занимают промежуточное положение с показателями в 70-90 по шкале CRI.
Влияние на людей
Следует знать, как могут повлиять на людей светодиодный лампочки:
- Основное количество потребляемой мощности идёт на световое излучение. Остальная энергия уходит на нагрев, но её значение настолько невелико, что лед не растает за несколько минут, если его поднести впритык. Поэтому опасаться ожогов не нужно.
- Светодиодные лампочки не содержат в себе тяжелых металлов, радиоактивных элементов или токсических веществ.
В случае повреждения светодиодные лампы принесут для человеческого здоровья меньше вреда, чем все другие возможные варианты. Поэтому лучше зависеть от такого источника освещения, нежели от других более опасных ламп.