Ignorantna preferencija s temperaturom boje
Postoji široko rasprostranjena primjena vanjske rasvjete koja uključuje hladno bijele CCT (korelirane temperature boja) izvore svjetlosti zbog ignorantske preferencije u percipiranom osjećaju "hladnije" ili "bjelje". U zemljama s niskim geografskim širinama klima je vruća i ljudi preferiraju svjetla s visokom temperaturom boje koja im daje osjećaj hladnoće. Dominacija fluorescentnih svjetiljki u posljednjih nekoliko desetljeća neke je ljude navikla na hladnu bjelinu rasvjete. Oni vjeruju da je "svjetlo bjelje", "jasnija" vidljivost. Međutim, trebaju li ljudi u području LED rasvjete i dalje birati na temelju toga kako se osjećaju? Nikad više! 14. lipnja 2016. Američka liječnička udruga (AMA) objavila je službenu izjavu o politici ulične led rasvjete. Izrazili su ozbiljnu zabrinutost zbog štetnih učinaka LED rasvjete visokog intenziteta.
Kako se stvara bijela svjetlost
Budući da su diode koje emitiraju svjetlost gotovo monokromatski izvori svjetlosti koji emitiraju svjetlost koja ima jednu boju, dok je bijela u biti mješavina svjetlosti dviju ili više boja (ili valnih duljina), trenutno je najpoželjniji put za stvaranje bijele svjetlosti iz LED-a modul koristi jednu LED diodu u jednoj boji (uglavnom plavu LED) i element za pretvaranje valne duljine (koji je obično žuti fosfor). Boja koju emitira LED dioda obično je određena materijalom od kojeg je napravljena. Reprezentativna ilustracija bijelog LED-a sastoji se od paketa plavog LED čipa, izrađenog od galij nitrida (GaN), obloženog fosforom, ponajviše itrijevim aluminijskim granatom (YAG) koji radi kao element za pretvaranje valne duljine (WCE) za generiranje bijele boje željene temperature boje. Promjenom sastava udjela punjenja ili težine postotka, boja bijele svjetlosti može se podesiti. Karakteristike za generiranje bijele svjetlosti u velikom prostoru kromatike su korisne za različite primjene rasvjete.
Opasnost od plavog svjetla
Unatoč prednostima energetske učinkovitosti, LED rasvjeta visokog intenziteta emitira znatnu količinu plave svjetlosti koja se golim okom čini bijelom i proizvodi više nepoželjnog noćnog odsjaja od konvencionalne rasvjete. Plavo svjetlo predstavlja potencijalnu opasnost ili fotokemijski induciranu ozljedu mrežnice kao posljedicu izloženosti zračenju na valnim duljinama pretežno između 400 nm i 500 nm. Prekomjerna plava i zelena emisija iz fosforom obloženih LED dioda rezultira povećanim svjetlosnim onečišćenjem, jer se te valne duljine više raspršuju unutar oka i na kraju imaju štetne učinke na okoliš i odsjaj.
Nove smjernice AMA-e zahtijevaju da se obrati pažnja na optimalni dizajn i inženjerske značajke pri prelasku na LED rasvjetu koja umanjuje štetne učinke na zdravlje i okoliš. Oni posebno ističu da LED rasvjeta bogata plavom bojom može smanjiti vidnu oštrinu i sigurnost, što dovodi do zabrinutosti i stvara opasnost na cesti. Bijela LED ulična svjetla trenutno se promoviraju u gradovima i mjestima diljem svijeta u ime energetske učinkovitosti i dugoročne uštede troškova. CCT između 4000K i 6500K bio je izbor za mnoge zemlje koje su nedavno retrogradirale svoju uličnu rasvjetu s HPS na LED. Međutim, 29 posto spektra 4000K LED rasvjete emitira se kao plava svjetlost, koju ljudsko oko percipira kao oštru bijelu boju. Osim utjecaja na vozače, LED ulična svjetla bogata plavom bojom rade na valnoj duljini koja najnegativnije potiskuje melatonin tijekom noći. Bijele LED svjetiljke imaju 5 puta veći utjecaj na cirkadijalni ritam spavanja od konvencionalnih uličnih svjetiljki.
Fiziološki utjecaj
LED svjetla visokog intenziteta imaju spektar koji dolazi sa snažnim skokom na valnoj duljini koja najučinkovitije suzbija melatonin noću. Melatonin je hormon koji luči pinealna žlijezda, mala žlijezda u obliku šišarke koja se nalazi blizu središta mozga. Otpuštanjem melatonina, epifiza održava unutarnji sat regulirajući prirodne ritmove tjelesnih funkcija. Melatonin ima nekoliko utjecaja na fiziološke funkcije čovjeka. Ovaj hormon potiče san, utječe na emocije, potiče zrelost i reprodukciju te ima utjecaj na imunološke funkcije. Istraživanja su otkrila da na proizvodnju i izlučivanje melatonina prvenstveno utječe svjetlost - melatonin ima veću osjetljivost na svjetlost pod svjetlima u boji kratkih valnih duljina; s druge strane, melatonin ima nižu svjetlosnu osjetljivost pod svjetlima u boji dugih valnih duljina. Procjenjuje se da je fosforom obložena LED lampa najmanje 5 puta snažnija u utjecaju na cirkadijalnu fiziologiju od visokotlačne natrijeve svjetlosti koja se temelji na supresiji melatonina.
Visoki CCT ≠ bolja vidljivost
Ljudska percepcija boje objekta potječe od senzora za boju u oku koji reagiraju na elektromagnetsko zračenje koje se odbija od objekta. Pod mezopičnim vidom, ljudsko oko je osjetljivije na svjetlo kratke valne duljine. Stoga bi bijele LED diode obložene fosforom koje imaju veću komponentu plave svjetlosti imale veću svjetlosnu učinkovitost pod mezopičkim vidom nego pod fotopičkim vidom. Ova osobina je u prošlosti opisivana kao prednost bijelih LED dioda. Ipak, viši CCT povezan je s manjim prijenosom u magli ili izmaglici. Budući da postoji Rayleighovo i Mieovo raspršenje, svjetlost ne uspijeva u potpunosti proći kroz maglu ili izmaglicu. Sposobnost prodiranja kroz maglu neizostavno je razmatranje iz razloga što se ulična svjetla koriste za osvjetljavanje ceste po maglovitom ili maglovitom vremenu. Općenito govoreći, žuto svjetlo ima bolje mogućnosti prodiranja magle od bijelog svjetla. Sposobnost prodiranja magle kod većine bijelih LED dioda je loša. Niska sposobnost prodiranja magle također rezultira većim onečišćenjem neba u gradu od bijelih LED dioda zbog molekularnog (Rayleigh) i aerosolnog (Mie) raspršenja. Takvo raspršivanje ne samo da smanjuje osvijetljenost tla i čini objekte na tlu teško uočljivima (i time kolnik čini još manje sigurnim), sjaj neba od raspršivanja također ima nepoželjan učinak na astronomska istraživanja i nepovoljno utječe na opću estetiku neba. noću.
Neučinkovita prilagodba mraku jedan je od važnih čimbenika koji uzrokuje prometne nesreće tijekom noći. U pokušaju da se prilagodba na tamu učini bržom i poboljša sigurnost i učinkovitost vozačeve vožnje, za osvjetljenje se obično koristi osvjetljenje niske temperature boje. LED rasvjeta s hladnom bijelom ili dnevnom svjetlošću CCT ima relativno veliku količinu komponenti plavog svjetla i najduže vrijeme prilagodbe na tamu. Naprotiv, tople bijele LED diode imaju relativno nisku CCT i veliku količinu komponenti dugih valnih duljina, pa stoga imaju kratka vremena prilagodbe na tamu. Prilagodba tame trebala bi biti važno razmatranje dizajna za rasvjetu kolnika i ključna je za rasvjetu tunela.
Zdrava rasvjeta
AMA potiče upotrebu rasvjete od 3000K ili niže za vanjske instalacije kao što su ceste. Na 3000 K, ljudsko oko još uvijek percipira svjetlost kao "bijelu", ali je umjereno toplijeg tona i ima približno 21 posto svoje emisije u plavom dijelu spektra. Ovo zračenje i dalje ostaje vrlo plavo za noćno okruženje, ali predstavlja značajno poboljšanje u odnosu na osvjetljenje od 4000K s obzirom na činjenicu da smanjuje neugodu i odsjaj od onesposobljenosti. Zahvaljujući različitim premazima, energetska učinkovitost rasvjete od 3000K samo je 3 posto manja od 4000K, ali svjetlo je znatno ugodnije za ljude i ima manji utjecaj na divlje životinje. Nadalje, sva LED rasvjeta trebala bi biti pravilno zaštićena kako bi se minimalizirao odsjaj i štetni učinci na ljude i okoliš, a trebalo bi uložiti napore da se iskoristi sposobnost LED rasvjete da bude prigušena za cikluse izvan vršnog opterećenja.
Pod LED osvjetljenjem od oko 3000K CCT, ljudsko oko ima pristojno vrijeme prilagodbe na tamu i sposobnost razlikovanja boja, LED svjetlo na ovom CCT-u također ima relativno visoku svjetlosnu učinkovitost i manje negativan učinak na naše fizičko i mentalno blagostanje. Odgovor je očit da treba izbjegavati visoku CCT LED rasvjetu za uličnu rasvjetu, iako postoje kompromisi u dizajnu rasvjete, u kojem su svjetlina, indeks reprodukcije boja (CRI), CCT, kontrola odsjaja, titranje, osvjetljenje mezopičnog vida, prilagodba tame, plava svjetlosna opasnost, percepcija boja, prodor magle i zagađenje nebeskim sjajem sastavni su dijelovi svake procjene projekta koji određuju prikladnost svjetla za uličnu rasvjetu.
