Пътищата, улиците и околните райони са осветени от улично осветление, за да се подобри безопасността на пешеходците и шофьорите. Газоразрядни лампи с високо налягане, най-често натриеви с високо налягане (HPS) и металхалогенни лампи, се използват в старите системи за улично осветление. Тези източници на светлина преди са били известни с това, че осигуряват най-голяма осветеност на ват консумирана мощност. От решаващо значение става запазването на изкопаемите горива и създаването на нови, вечни източници на енергия, тъй като природните ресурси и енергията в крайна сметка ще се изчерпят. В резултат на това хората по целия свят работят за обществени структури по този начин. Енергийната ефективност, както и редица допълнителни предимства, като увеличен живот на продукта, намалени разходи за поддръжка и по-малко въздействие върху околната среда, са това, което подхранва търсенето на енергийно ефективно LED осветление.
Пренебрежителното предпочитание
Поради наивното желание за възприеманото усещане за "по-хладно" или "по-бяло", студено белите CCT (корелирана цветна температура) източници на светлина често се използват при външно осветление. Хората избират светлини с високи цветови температури, които им дават усещане за прохлада, тъй като климатът е горещ в нациите с ниски географски ширини. Някои хора са свикнали със студената белота на светлината в резултат на популярността на флуоресцентните лампи през последните десетилетия. Те поддържат мнението, че зрението се подобрява от "по-бяла" светлина. Но трябва ли хората все пак да основават решенията си на емоции в ерата на LED осветлението? Никога повече! Американската медицинска асоциация (AMA) публикува официална политическа декларация относно уличното осветление на 14 юни 2016 г. По отношение на отрицателните въздействия на LED светлините с висок интензитет, те предизвикаха сериозно безпокойство.
Как се произвежда бялата светлина
Тъй като бялата светлина е по същество смес от светлина от два или повече цвята (или дължини на вълната), а излъчващите светлина диоди са почти монохроматични източници на светлина, които излъчват светлина от един цвят, най-популярният метод за създаване на бяла светлина от LED модул на Моментът е да се използва един цветен светодиод (обикновено син светодиод) и елемент за преобразуване на дължината на вълната (който обикновено е жълт фосфор). Веществото, от което е направен светодиодът, често влияе на цвета, който излъчва. Пакет, съдържащ син LED чип, изработен от галиев нитрид (GaN), покрит с фосфор, най-често итриев алуминиев гранат (YAG), който функционира като елемент за преобразуване на дължина на вълната (WCE), за да произведе бял цвят с необходимата цветна температура, служи като представително представяне на бял светодиод. Цветът на бялата светлина може да се регулира чрез регулиране на състава на фракцията на пълнене или тегловния процент. За много осветителни приложения способността да се произвежда бяла светлина в широко пространство на цветността е полезна.
Опасност от червена светлина
LED уличните светлини с висока интензивност генерират значително количество синя светлина, която изглежда бяла с невъоръжено око и причинява по-неблагоприятни вечерни отблясъци от конвенционалното осветление, въпреки предимствата на икономията на енергия. Излагането на синя светлина, което се появява най-вече между дължините на вълните от 400 и 500 nm, може да бъде опасно или да доведе до фотохимично причинено увреждане на ретината. Поради допълнителните сини и зелени емисии от покрити с фосфор светодиоди, които се разпръскват повече в окото и имат отрицателно въздействие върху околната среда и отблясъците, има повече светлинно замърсяване.
При преминаване към LED осветление, което смекчава отрицателните последици за здравето и околната среда, новият съвет на AMA препоръчва да се обърне специално внимание на подходящия дизайн и технически аспекти. Те по-специално обръщат внимание на факта, че богатото на синьо LED осветление може да влоши зрението и безопасността, като поражда безпокойство и създава опасност на пътя. За да се спестят енергия и пари в дългосрочен план, белите LED улични светлини вече се разпространяват в градовете по целия свят. Когато наскоро преминаха от HPS към LED за своето улично осветление, няколко нации избраха CCT между 4000K и 6500K. Човешкото око интерпретира синята светлина, която е 29 процента от спектъра на 4000K LED осветление, като ярък бял цвят. Освен че имат ефект върху шофьорите, богатите на синьо LED улични светлини работят с дължина на вълната, която потиска мелатонина най-сериозно през нощта. В сравнение с традиционното улично осветление, белите LED лампи имат пет пъти по-голям ефект върху циркадните модели на сън.
биологичен ефект
LED светлините с висок интензитет имат спектър с висок пик на дължината на вълната, която потиска мелатонина най-силно през нощта. Епифизната жлеза, малка жлеза с форма на шишарка, която се намира близо до центъра на мозъка, отделя хормона мелатонин. Епифизната жлеза поддържа вътрешния часовник, контролирайки биологичните цикли, като освобождава мелатонин. Мелатонинът влияе на различни физиологични процеси при човека. Този хормон влияе върху имунната система, насърчава съня, влияе върху настроението, повишава съзряването и възпроизводството и влияе върху съня. Производството и секрецията на мелатонин се влияят основно от светлината, според проучвания. Мелатонинът е по-чувствителен към светлина при цветни светлини с къси дължини на вълната, докато е по-малко чувствителен към светлина при цветни светлини с дълги дължини на вълните. Въз основа на потискането на мелатонин се смята, че покритото с фосфор LED осветление е най-малко пет пъти по-ефективно от натриевото осветление с високо налягане при повлияване на циркадната физиология.
Високият CCT ще подобри видимостта
Цветните сензори в окото реагират на електромагнитно лъчение, отразено от обект, за да определят цвета, който хората виждат. Човешкото око е по-чувствително към светлина с къси дължини на вълната, докато гледа при мезопични условия. Следователно белите светодиоди с фосфорно покритие с по-голям дял синя светлина биха имали по-добра светлинна ефективност, когато се гледат през мезопична леща, отколкото когато се гледат с фотопична леща. Тази характеристика преди е била посочена като предимство на белите светодиоди. Въпреки това, намаленото предаване в мъгла или мъгла е свързано с по-голям CCT. Светлината не може да премине напълно през мъгла или мъгла поради разсейването на Mie и Rayleigh. Тъй като уличните светлини се използват за осветяване на пътя по време на мъгла или мъгла, способността им да проникват през мъглата е решаващ фактор. Жълтата светлина обикновено прониква в мъглата по-ефективно от бялата светлина. Повечето бели светодиоди имат ограничена способност да проникват през мъглата. Поради молекулярно (Rayleigh) и аерозолно (Mie) разсейване, ограниченият капацитет за проникване на мъгла също води до повишено градско замърсяване на небето от бели светодиоди. Освен че намалява светлината на земята и затруднява виждането на предмети на земята (което прави пътя още по-малко безопасен), такова разпръскване също има отрицателно въздействие върху астрономическите изследвания и цялостната привлекателност на нощното небе.
Един важен аспект, който допринася за нощните пътни инциденти, е неефективната адаптация към тъмнина. Осветлението с ниска цветна температура често се използва като осветление в опит да се ускори процесът на свикване с тъмното и да се повиши безопасността и ефективността на шофиране. Най-дългият период на адаптация към тъмнина и относително висок дял компоненти на синя светлина се наблюдават при LED осветление със студено бяло или дневна светлина CCT. От друга страна, топлите бели светодиоди имат бърза продължителност на адаптиране към тъмнината поради ниската си CCT и голям дял компоненти с дълга дължина на вълната. Осветлението на пътя трябва да вземе предвид адаптирането към тъмнината по време на проектирането, а осветлението на тунела е много важно.
Подходящо осветление
За външни инсталации като пътища, AMA препоръчва използването на светлини с 3000K или по-ниска цветова температура. Въпреки че светлината е малко по-топла на тон и има около 21 процента от излъчването си в синята област на спектъра при 3000K, човешкото око все още я вижда като „бяла“. Дори ако изходът все още е сравнително син за нощна настройка, това все пак е значително подобрение спрямо 4000K осветление, тъй като намалява дискомфорта и отблясъците за хората с увреждания. Благодарение на различни покрития, 3000K осветление е само с 3 процента по-малко енергийно ефективно от 4000K осветление, но също така е много по-естетически приятно за хората и има по-малко въздействие върху животните. Освен това, цялото LED осветление трябва да бъде подходящо изолирано, за да се намалят отблясъците и отрицателните въздействия върху хората и околната среда, и трябва да се положат усилия за използване на капацитета на LED осветлението, който да бъде намален за периоди извън пиковите натоварвания.
Човешкото око има разумна тъмна адаптация и способност за цветова дискриминация при LED осветление от около 3000K CCT. LED светлината в този CCT също има сравнително висока светлинна ефективност и по-малко отрицателно въздействие върху нашето физическо и психическо благополучие. Въпреки че има компромиси в дизайна на осветлението, ясно е, че LED осветление с висока CCT не трябва да се използва за улично осветление. Яркост, индекс на цветопредаване (CRI), CCT, контрол на отблясъците, трептене, осветеност на мезопичното зрение, тъмна адаптация, опасност от синя светлина, цветово възприятие, проникване на мъгла и замърсяване от небесно сияние са важни фактори, които трябва да се вземат под внимание при оценката на всеки проект .
