Nevedna prednost z barvno temperaturo
Razširjena je uporaba zunanje razsvetljave, ki vključuje svetlobne vire hladno bele CCT (korelirane barvne temperature) zaradi nevedne preference v zaznanem občutku "hladnejše" ali "belejše". V državah z nizko zemljepisno širino je podnebje vroče in ljudje imajo raje luči z visokimi barvnimi temperaturami, ki jim dajejo hladen občutek. Zaradi prevlade fluorescenčnih sijalk v zadnjih nekaj desetletjih so se nekateri ljudje navadili na hladno belino svetlobe. Verjamejo, da je "bela" svetloba, "jasnejša" je vidljivost. Toda ali naj se ljudje na področju LED razsvetljave še vedno odločajo glede na to, kako se počutijo? Nikoli več! 14. junija 2016 je Ameriško zdravniško združenje (AMA) izdalo uradno politično izjavo o led ulični luči. Izrazili so resno zaskrbljenost zaradi škodljivih učinkov visokointenzivne LED osvetlitve.
Kako nastane bela svetloba
Ker so svetleče diode skoraj monokromatski viri svetlobe, ki oddajajo svetlobo, ki ima eno barvo, medtem ko je bela v bistvu mešanica svetlobe dveh ali več barv (ali valovnih dolžin), je trenutno najprimernejša pot za ustvarjanje bele svetlobe iz LED modul je z uporabo enobarvne LED (predvsem modre LED) in elementa za pretvorbo valovne dolžine (ki je običajno rumen fosfor). Barva, ki jo oddaja LED, je običajno odvisna od materiala, iz katerega je izdelana. Reprezentativna ponazoritev bele LED je sestavljena iz paketa modrega LED čipa, izdelanega iz galijevega nitrida (GaN), prevlečenega s fosforjem, predvsem itrijevim aluminijevim granatom (YAG), ki deluje kot element za pretvorbo valovne dolžine (WCE) za ustvarjanje bela barva želene barvne temperature. S spreminjanjem sestave frakcije polnila ali odstotka teže je mogoče nastaviti barvo bele svetlobe. Lastnosti za ustvarjanje bele svetlobe v velikem kromatičnem prostoru so ugodne za različne aplikacije razsvetljave.
Nevarnost modre svetlobe
Kljub prednostim energetske učinkovitosti visokointenzivna LED-osvetlitev oddaja precejšnjo količino modre svetlobe, ki je s prostim očesom videti bela, in povzroči več nezaželenega nočnega bleščanja kot običajna razsvetljava. Modra svetloba predstavlja potencialno nevarnost ali fotokemično povzročeno poškodbo mrežnice kot posledico izpostavljenosti sevanju pri valovnih dolžinah pretežno med 400 nm in 500 nm. Prekomerne modre in zelene emisije LED diod, prevlečenih s fosforjem, povzročijo povečano svetlobno onesnaženje, ker se te valovne dolžine bolj razpršijo v očesu in na koncu povzročijo škodljive učinke na okolje in bleščanje.
Nove smernice AMA zahtevajo, da se pri prehodu na osvetlitev LED, ki blaži škodljive vplive na zdravje in okolje, posveti ustrezno pozornost optimalnemu oblikovanju in inženirskim funkcijam. Posebej poudarjajo, da lahko modro bogata LED osvetlitev zmanjša ostrino vida in varnost, kar povzroči skrbi in povzroči nevarnost na cesti. Bele LED ulične luči se trenutno promovirajo v mestih po vsem svetu v imenu energetske učinkovitosti in dolgoročnih prihrankov stroškov. CCT med 4000K in 6500K je bila izbira mnogih držav, ki so pred kratkim svojo ulično razsvetljavo spremenile s HPS na LED. Vendar pa je 29 odstotkov spektra 4000K LED osvetlitve oddane kot modra svetloba, ki jo človeško oko zazna kot ostro belo barvo. Poleg vpliva na voznike, modro bogate LED ulične luči delujejo na valovni dolžini, ki najbolj negativno zavira melatonin ponoči. Bele LED svetilke imajo 5-krat večji vpliv na cirkadiane ritme spanja kot običajne ulične svetilke.
Fiziološki vpliv
Visoko intenzivne LED luči imajo spekter z močnim skokom na valovni dolžini, ki najbolj učinkovito zavira melatonin ponoči. Melatonin je hormon, ki ga izloča pinealna žleza, majhna žleza v obliki češarice, ki se nahaja blizu središča možganov. S sproščanjem melatonina epifiza vzdržuje notranjo uro, ki uravnava naravne ritme delovanja telesa. Melatonin ima več vplivov na fiziološke funkcije človeka. Ta hormon spodbuja spanje, vpliva na čustva, spodbuja zrelost in razmnoževanje ter vpliva na imunske funkcije. Raziskave so odkrile, da na proizvodnjo in izločanje melatonina vpliva predvsem svetloba – melatonin ima višjo svetlobno občutljivost pri barvni svetlobi s kratkimi valovnimi dolžinami; po drugi strani pa ima melatonin nižjo svetlobno občutljivost pri barvnih svetlobah z dolgimi valovnimi dolžinami. Ocenjuje se, da je LED-svetilka, prevlečena s fosforjem, vsaj 5-krat močnejša pri vplivanju na cirkadiano fiziologijo kot visokotlačna natrijeva svetloba, ki temelji na supresiji melatonina.
Visok CCT ≠ Boljša vidljivost
Človeško zaznavanje barve predmeta izvira iz barvnih senzorjev v očesu, ki se odzivajo na elektromagnetno sevanje, ki se odbija od predmeta. Pri mezopičnem vidu je človeško oko bolj občutljivo na svetlobo kratke valovne dolžine. Zato bi imele s fosforjem prevlečene bele LED diode, ki imajo višjo komponento modre svetlobe, večjo svetlobno učinkovitost pod mezopičnim vidom kot pri fotopičnem vidu. Ta lastnost je bila v preteklosti opisana kot prednost belih LED. Kljub temu je višji CCT povezan z manjšim prenosom v megli ali megli. Ker obstajata Rayleighovo in Miejevo sipanje, svetloba ne prehaja v celoti skozi meglo ali meglico. Sposobnost prodiranja v meglo je nepogrešljiv vidik, ker se ulične luči uporabljajo za osvetlitev ceste v meglenem ali meglenem vremenu. Na splošno ima rumena svetloba boljše sposobnosti prodiranja megle kot bela svetloba. Sposobnost prodiranja megle pri večini belih LED je slaba. Nizka zmožnost prodiranja megle povzroči tudi večje onesnaženje mestnega neba zaradi belih LED diod zaradi molekularnega (Rayleigh) in aerosolnega (Mie) sipanja. Takšno razprševanje ne le zmanjša osvetlitev tal in oteži opazovanje zemeljskih objektov (in s tem naredi cestišče še manj varno), sij neba zaradi sipanja ima tudi neželen učinek na astronomske raziskave in negativno vpliva na splošno estetiko neba. ponoči.
Neučinkovito prilagajanje temi je pomemben dejavnik, ki povzroča prometne nesreče ponoči. V poskusu hitrejšega prilagajanja temi in izboljšanja varnosti in učinkovitosti voznikove vožnje se za osvetlitev običajno uporablja osvetlitev z nizko barvno temperaturo. LED osvetlitev s hladno belo ali dnevno svetlobo CCT ima relativno veliko komponent modre svetlobe in najdaljši čas prilagajanja temi. Nasprotno, toplo bele LED diode imajo razmeroma nizko CCT in veliko količino komponent dolge valovne dolžine, zato imajo kratke čase prilagoditve na temo. Temna prilagoditev bi morala biti pomemben dejavnik pri načrtovanju razsvetljave cest in je ključnega pomena pri razsvetljavi predorov.
Zdrava osvetlitev
AMA spodbuja uporabo osvetlitve 3000K ali manj za zunanje instalacije, kot so ceste. Pri 3000 K človeško oko še vedno zaznava svetlobo kot "belo", kljub temu pa je zmerno toplejšega tona in ima približno 21 odstotkov svoje emisije v modrem delu spektra. Ta emisija še vedno ostaja zelo modra za nočno okolje, vendar je precejšnja izboljšava v primerjavi z osvetlitvijo 4000K glede na dejstvo, da zmanjšuje nelagodje in bleščanje zaradi invalidnosti. Zaradi različnih premazov je energetska učinkovitost 3000K razsvetljave le 3 odstotke manjša od 4000K, vendar je svetloba bistveno bolj prijetna za ljudi in ima manjši vpliv na divje živali. Poleg tega bi morala biti vsa LED-osvetlitev ustrezno zaščitena, da bi čim bolj zmanjšali bleščanje ter škodljive vplive na ljudi in okolje, poleg tega pa si je treba prizadevati za izkoriščanje zmožnosti LED-osvetlitve, da se zatemni za cikle izven največje obremenitve.
Pod osvetlitvijo LED s približno 3000K CCT ima človeško oko spodoben čas prilagajanja na temo in zmožnosti razlikovanja barv, LED-luč pri tem CCT ima tudi razmeroma visoko svetlobno učinkovitost in manj škodljiv učinek na naše fizično in duševno počutje. Odgovor je očiten, da se je treba za ulično razsvetljavo izogibati LED-razsvetljavi z visokim CCT, čeprav obstajajo kompromisi pri načrtovanju razsvetljave, v katerem so svetilnost, indeks barvnega upodabljanja (CRI), CCT, nadzor bleščanja, utripanje, mezopična vidna osvetlitev, prilagajanje temi, modra nevarnost svetlobe, zaznavanje barv, prodiranje megle in onesnaženje s svetlobo so sestavni deli vsake ocene projekta, ki določajo primernost luči za ulično razsvetljavo.
