Ignorant Preference s teplotou barev
Existuje rozšířené použití venkovního osvětlení, které zahrnuje studené bílé CCT (korelované barevné teploty) světelné zdroje kvůli ignorantské preferenci vnímaného pocitu „chladnější“ nebo „bělejší“. V zemích s nízkými zeměpisnými šířkami je podnebí horké a lidé preferují světla s vysokou barevnou teplotou, která jim přináší chladný pocit. Převaha zářivek v posledních několika desetiletích způsobila, že si někteří lidé zvykli na chladnou bělost osvětlení. Věří, že „bělejší“ světlo „čistší“ viditelnost. Měli by se však lidé v oblasti LED osvětlení stále rozhodovat podle toho, jak se cítí? Nikdy znovu! Dne 14. června 2016 vydala Americká lékařská asociace (AMA) oficiální politické prohlášení o LED pouličním osvětlení. Vyjádřili vážné obavy ze škodlivých účinků vysoce intenzivního LED osvětlení.
Jak se generuje bílé světlo
Vzhledem k tomu, že světelné diody jsou téměř monochromatické světelné zdroje, které vyzařují světlo, které má jednu barvu, zatímco bílá je v podstatě směsí světla dvou nebo více barev (nebo vlnových délek), v současnosti je nejvýhodnějším způsobem vytváření bílého světla z LED. Modul využívá jednobarevnou LED (hlavně modrou LED) a prvek převádějící vlnovou délku (což je obvykle žlutý fosfor). Barva vyzařovaná LED je obvykle určena materiálem, ze kterého je vytvořena. Reprezentativní ilustrace bílé LED se skládá z balíčku modrého LED čipu, vyrobeného z nitridu galia (GaN), potaženého fosforem, zejména yttriovým hliníkovým granátem (YAG), který funguje jako prvek převádějící vlnovou délku (WCE) pro generování bílá barva s požadovanou barevnou teplotou. Změnou složení frakce náplně nebo procenta hmotnosti lze doladit barvu bílého světla. Charakteristiky generování bílého světla ve velkém barevném prostoru jsou výhodné pro různé aplikace osvětlení.
Nebezpečí modrého světla
Navzdory výhodám energetické účinnosti vyzařuje vysoce intenzivní LED osvětlení značné množství modrého světla, které se pouhým okem jeví jako bílé a vytváří více nežádoucího nočního oslnění než běžné osvětlení. Modré světlo představuje potenciální nebezpečí nebo fotochemicky indukované poškození sítnice v důsledku vystavení záření o vlnových délkách převážně mezi 400 nm a 500 nm. Nadměrné modré a zelené emise z fosforem potažených LED mají za následek zvýšené světelné znečištění, protože tyto vlnové délky se v oku více rozptylují a končí škodlivými účinky na životní prostředí a oslnění.
Nové pokyny AMA vyžadují náležitou pozornost optimálnímu designu a konstrukčním prvkům při přechodu na LED osvětlení, které zmírňuje škodlivé účinky na zdraví a životní prostředí. Konkrétně poukazují na to, že modré LED osvětlení může snížit ostrost vidění a bezpečnost, což vede k obavám a vytváří nebezpečí na silnici. Bílé LED pouliční osvětlení je v současné době propagováno do měst a obcí po celém světě ve jménu energetické účinnosti a dlouhodobých úspor nákladů. CCT mezi 4 000 000 a 6 500 000 byla volbou pro mnoho zemí, které nedávno předělaly své pouliční osvětlení z HPS na LED. Nicméně 29 procent spektra 4000K LED osvětlení je vyzařováno jako modré světlo, které lidské oko vnímá jako drsnou bílou barvu. Kromě vlivu na řidiče pracují pouliční světla s bohatými modrými LED diodami na vlnové délce, která nejvíce negativně potlačuje melatonin v noci. Bílé LED lampy mají 5x větší vliv na cirkadiánní spánkové rytmy než běžné pouliční lampy.
Fyziologický dopad
Vysoce intenzivní LED světla mají spektrum, které přichází se silnou špičkou na vlnové délce, která nejúčinněji potlačuje melatonin v noci. Melatonin je hormon vylučovaný epifýzou, malou žlázou ve tvaru šišinky, která se nachází blízko středu mozku. Prostřednictvím uvolňování melatoninu udržuje epifýza vnitřní hodiny regulující přirozené rytmy tělesné funkce. Melatonin má několik vlivů na fyziologické funkce člověka. Tento hormon podporuje spánek, ovlivňuje emoce, stimuluje zralost a reprodukci a má vliv na imunitní funkce. Výzkumy zjistily, že tvorba a sekrece melatoninu jsou primárně ovlivněny světlem - melatonin má vyšší světelnou citlivost pod barevnými světly s krátkými vlnovými délkami; na druhé straně má melatonin nižší světelnou citlivost pod barevnými světly s dlouhými vlnovými délkami. Odhaduje se, že fosforem potažená LED lampa je alespoň 5krát účinnější při ovlivňování cirkadiánní fyziologie než vysokotlaké sodíkové světlo založené na potlačení melatoninu.
Vysoký CCT ≠ Lepší viditelnost
Lidské vnímání barvy předmětu pochází z barevných senzorů v oku, které reagují na elektromagnetické záření odražené od předmětu. Při mezopickém vidění je lidské oko citlivější na světlo krátké vlnové délky. Fosforem potažené bílé LED, které mají vyšší složku modrého světla, by tedy měly vyšší světelnou účinnost při mezopickém vidění než při fotopickém vidění. Tato vlastnost byla v minulosti popisována jako výhoda bílých LED. Nicméně vyšší CCT je spojen s nižším přenosem v mlze nebo oparu. Protože existuje Rayleighův rozptyl a Mieův rozptyl, světlo se přes mlhu nebo opar plně nepropustí. Schopnost pronikání mlhy je nepostradatelná z toho důvodu, že pouliční osvětlení se používá k osvětlení vozovky za mlhavého nebo mlhavého počasí. Obecně řečeno, žluté světlo má lepší schopnost pronikání mlhy než bílé světlo. Schopnost pronikání mlhy u většiny bílých LED je špatná. Nízká schopnost pronikání mlhy má také za následek vyšší znečištění městské oblohy bílými LED v důsledku molekulárního (Rayleigh) a aerosolového (Mie) rozptylu. Takový rozptyl nejenže snižuje osvětlení země a ztěžuje pozorování pozemních objektů (a tím činí vozovku ještě méně bezpečnou), záře oblohy z rozptylu má také nežádoucí vliv na astronomický výzkum a nepříznivě ovlivňuje celkovou estetiku oblohy. v noci.
Neefektivní adaptace na tmu je jedním z důležitých faktorů, který způsobuje dopravní nehody v noci. Ve snaze zrychlit adaptaci na tmu a zlepšit bezpečnost a efektivitu jízdy řidiče se pro osvětlení obvykle používá osvětlení s nízkou barevnou teplotou. LED osvětlení se studenou bílou nebo denním světlem CCT má relativně velké množství složek modrého světla a nejdelší dobu adaptace na tmu. Naopak teplé bílé LED mají relativně nízký CCT a velké množství komponent s dlouhou vlnovou délkou, a proto mají krátké adaptační časy na tmu. Přizpůsobení tmy by mělo být důležitým konstrukčním hlediskem pro osvětlení vozovky a je rozhodující v osvětlení tunelů.
Zdravé osvětlení
AMA doporučuje použití osvětlení 3000K nebo nižší pro venkovní instalace, jako jsou vozovky. Při 3000 K lidské oko stále vnímá světlo jako „bílé“, nicméně má mírně teplejší tón a má přibližně 21 procent svého vyzařování v modře se objevující části spektra. Toto vyzařování zůstává stále velmi modré pro noční prostředí, ale je podstatným zlepšením oproti osvětlení 4000K vzhledem ke skutečnosti, že snižuje nepohodlí a oslnění postižených osob. Díky různým povrchovým úpravám je energetická účinnost osvětlení 3 000 K pouze o 3 procenta nižší než 4 000 K, ale světlo je pro člověka výrazně příjemnější a má menší dopad na přírodu. Kromě toho by veškeré osvětlení LED mělo být řádně stíněno, aby se minimalizovalo oslnění a škodlivé účinky na člověka a životní prostředí, a je třeba vynaložit úsilí na využití možnosti stmívání LED osvětlení pro cykly mimo špičku.
Při LED osvětlení kolem 3000K CCT má lidské oko slušnou dobu adaptace na tmu a schopnosti rozlišovat barvy, LED světlo v tomto CCT má také relativně vysokou světelnou účinnost a méně nepříznivý vliv na naši fyzickou a duševní pohodu. Odpověď je zřejmá, že osvětlení LED s vysokým CCT by se mělo u pouličního osvětlení vyhnout, i když existují kompromisy v designu osvětlení, ve kterém je jas, index podání barev (CRI), CCT, kontrola oslnění, blikání, osvětlení mezopického vidění, adaptace na tmu, modrá světelné nebezpečí, vnímání barev, pronikání mlhy a znečištění oblohou jsou nedílnou součástí každého hodnocení projektu, které určuje vhodnost světla pro pouliční osvětlení.
