Dizajn rasvjete u učionici LED rasvjetna tijela za škole i obrazovne ustanove

Uloga rasvjete u stjecanju znanja i procesu učenja je temeljna. Omogućuje vizualno istraživanje fizičkih karakteristika predmeta studija kao i otkrivanje pojmova iz pisanih i grafičkih prikaza na papiru, računalu i projekciji. Rasvjeta također postavlja scenu za slušanje, verbalnu komunikaciju, razvoj društvenih vještina i razumijevanje situacija. Kao kritični element dizajna koji uvelike utječe na to koliko dobro prostor zadovoljava potrebe učenika i nastavnika, rasvjeta u učionici trebala bi podupirati zdravlje, dobrobit i izvedbu pružajući ugodno, privlačno okruženje za učenike i nastavnike. Osim povećanja zadovoljstva stanara i pružanja podrške obrazovnom iskustvu unutar osvijetljenog prostora, rasvjeta u školama i obrazovnim ustanovama trebala bi biti isporučena unutar strožih ograničenja kodeksa.

Okruženje za učenje

Obrazovni sadržaji se kreću od osnovnih (osnovnih) škola, srednjih škola, srednjih škola, do sveučilišta i koledža. Iako ovi objekti imaju različite vrste prostora, zajedničko im je da se većina aktivnosti učenja i proučavanja odvija u učionicama. Učionica opće namjene ima površinu od najmanje 32 kvadratna metra (350 kvadratnih stopa) i prima između 20 i 75 učenika. Tipična učionica ima pravokutni tlocrt koji omogućuje bolju vidljivost nego kvadratni tlocrt. Prostor za nastavu je osmišljen tako da su vizure paralelne s prozorima koji omogućuju ulaz dnevnog svjetla (svjetlarnika) u prostor i daju senzornu stimulaciju i vizualni kontakt s vanjskim svijetom. Kontrolni mediji poput sjenila ili sjenila koriste se za smanjenje vanjskog osvjetljenja tako da budu u ravnoteži s unutarnjim osvjetljenjem ili za uklanjanje dnevnog svjetla kada ono nije potrebno. Bočno osvjetljenje korištenjem dnevnog svjetla kroz prozore osigurava opću rasvjetu veći dio školskog dana. Međutim, umjetna rasvjeta igra ključnu ulogu kada je potrebno uravnoteženo, dosljedno i kontrolirano vizualno okruženje.

Raspored učionice općenito je podijeljen na zonu učenika i zonu odgajatelja. Zona učenika uvijek zahtijeva opću rasvjetu, dok zona odgajatelja zahtijeva dopunsku rasvjetu za isporuku vertikalnog osvjetljenja na nastavne ploče i osiguravanje dobrog modeliranja ljudskih crta nastavnika. Najčešći alat za podučavanje u učionicama su nastavne ploče, koje uključuju tamnosive i zelene ploče za kredu (crne ploče) i ploče za suho brisanje kao što su bijele i sive ploče. Videozasloni za prezentaciju projiciranih medija često se koriste za računalne upute. To zahtijeva da se osvjetljenje na projekcijskom platnu svede na najmanju moguću mjeru, dok se u zoni učenika treba osigurati dovoljno ambijentalnog svjetla za bilježenje. Učionica može biti kompjutorizirano okruženje u kojem će minimiziranje refleksije zaslona video terminala (VDT) biti glavna briga. Čitljivost zaslona može biti smanjena reflektiranim slikama koje stvaraju rasvjetna tijela, prozori i okolne površine visoke svjetlosti.

Razmatranja dizajna rasvjete

Rasvjeta u učionici može se smatrati visokokvalitetnom ako studentima i nastavnicima omogućuje točno i udobno obavljanje vizualnih zadataka. Temelj dizajna rasvjete je integracija ljudskih potreba, arhitekture, ekonomije i okoliša. Prioritet rasvjete učionice je zadovoljiti ljudske potrebe kao što su vidljivost, izvedba zadataka, vizualna udobnost, društvena komunikacija, zdravlje, sigurnost i dobrobit. Ove različite ljudske potrebe moraju biti pravilno uravnotežene kako bi se stvorilo poticajno okruženje za učenje, uzimajući u obzir i ekonomske, ekološke i arhitektonske aspekte. Postizanje kvalitetne rasvjete uključuje više od pružanja odgovarajućeg osvjetljenja kako bi određeni zadatak bio vidljiv. Mnogo je čimbenika koji utječu na sposobnost ljudi da vide i obavljaju zadatke, a sedam najvažnijih su odsjaj, ujednačenost osvjetljenja, kontrast osvjetljenja, titranje, pojavljivanje boja, modeliranje lica i predmeta i prikrivanje refleksija.

Jednolikost osvjetljenja

Osvijetljenost je količina svjetlosti koja pada na površinu. Najčešći zadaci i primjene u učionicama zahtijevaju osvjetljenje radne površine u rasponu od 150 lx do 250 lx. Ujednačeno horizontalno osvjetljenje u zoni učenika eliminira sjene koje utječu na vidljivost zadatka i dopušta fleksibilnost korištenja prostora tijekom premještanja mjesta zadataka. U učionicama, posebno u zoni odgajatelja, vertikalna rasvjeta i rasvjeta u drugim ravninama između horizontale i vertikale također su vrlo važni. Omjer minimalnog osvjetljenja i prosječnog osvjetljenja na radnoj površini, npr. horizontalno osvjetljenje na stolovima i okomito osvjetljenje na nastavnim pločama ne smije biti niže od 1:1,4.

Kontrast svjetline

Luminacija je količina svjetlosti koja dolazi s površine ili točke. To je funkcija površinskog osvjetljenja i površinske refleksije, što znači da se svjetlina može povećati povećanjem količine svjetlosti koja pada na radnu površinu ili povećanjem refleksije površine. Kako bi se održao prihvatljiv kontrast za tragove kredom, refleksiju ploče treba održavati unutar 5 posto do 20 posto. Za usporedbu, bijela ploča zahtijeva 70 posto refleksije kako bi bila u središtu pažnje. Refleksija radnih površina (stolnih stolova) trebala bi biti u rasponu od 25 posto do 40 posto kako bi se mogla postići ugodna ravnoteža osvjetljenja. Zidovi i stropovi obično imaju svijetlu mat završnicu. Oni stvaraju međuodraze svjetla koji mogu osigurati učinkovito korištenje svjetla za poboljšano vodoravno i okomito osvjetljenje, dok minimaliziraju reflektirani odsjaj. Ljudsko oko reagira na osvjetljenje, a ne na osvjetljenje. Osvjetljenje je ono što dovodi do osjećaja svjetline. Na sposobnost uočavanja detalja snažno utječe odnos između svjetline objekta i njegove neposredne pozadine. Odgovarajući kontrast između detalja zadatka i njegove pozadine može stvoriti vizualni interes i pružiti vizualne znakove. Međutim, varijacije osvjetljenja koje su prevelike stvorit će poteškoće prilagodbe i vizualnu nelagodu. Gornja granica omjera svjetline između zadatka i neposredne okoline je 3:1 (tamnija okolina) ili 1:3 (svjetlija okolina).

Izgled boje

Boja je ključni element rasvjete. Ima integralni odnos sa svjetlom u smislu vizualnih, emocionalnih i bioloških učinaka. Mjera u kojoj svjetlost utječe na vizualnu izvedbu, raspoloženje, atmosferu, zdravlje i dobrobit ovisi o spektralnoj distribuciji snage (SPD) svjetlosti koju emitira izvor svjetlosti. Izvor svjetlosti može se okarakterizirati temperaturom boje i izvedbom prikaza boja, a oba su određena SPD-om. Izgled boje objekata koji nisu samosvjetleći proizvod je interakcije između SPD izvora svjetlosti i funkcije spektralne refleksije objekata. Određene učionice mogu zahtijevati rasvjetu koja točno prikazuje boje. Prijenos boja samo je jedan aspekt rasvjete. Važnije je promatrati spektralnu raspodjelu snage svjetlosti i intuitivno razumjeti kako će boja svjetlosti utjecati na ponašanje, zadovoljstvo, psihološke reakcije i zdravlje. Boja izvora svjetlosti - bilo da je "topla" ili "hladna" u izgledu ima ogromne učinke na ljudsko zdravlje, produktivnost i dobrobit.

Odsjaj

Blještanje nastaje kada su osvjetljenja ili omjeri osvjetljenja pretjerano veći od osvjetljenja ili omjera osvjetljenja na koje su oči prilagođene. Posljedice blještanja uključuju invaliditet (smanjenje vidljivosti i vizualnih performansi) i nelagodu (neugodan osjećaj svjetline koji ne mora nužno ometati vidne performanse ili vidljivost). Blještanje može biti rezultat svjetlosti koja dopire do oka izravno iz izvora svjetlosti (izravno blještanje) ili uzrokovano refleksijom visoke svjetline od reflektirajuće površine (reflektirano blještanje). Svjetlosnim tijelima iznad glave može se dodijeliti Unified Glare Rating (UGR) ili Visual Comfort Probability (VCP) za predviđanje neugodnog blještanja u unutarnjim primjenama. Maksimalni UGR od 19 ili minimalni VCP od 70 smatra se prihvatljivim za čitanje, pisanje i računalne zadatke. Kada se želi viša razina vizualne udobnosti, treba odabrati svjetiljke s UGR od 16 ili VCP od 80.

Treperenje

Fliker je amplitudna modulacija svjetlosti koja ometa i ima niz negativnih posljedica. I fluorescentne i LED svjetiljke koje pokreću izvori struje loše kvalitete mogu proizvoditi na dvostruko većoj frekvenciji od električne mreže (tj. 120 Hz ili 100 Hz). Treperenje je općenito vidljivo na frekvencijama višim od 70 Hz. Međutim, treperenje koje nije vidljivo ljudskom oku ipak može izazvati odgovor živčanog sustava. Zabrinjavajuće je i vidljivo i neprimjetno treperenje. Različito od osobe do osobe, izloženost titranju može uzrokovati naprezanje očiju, malaksalost, mučninu, smanjenu sposobnost vida, napadaje panike, glavobolje, migrene, epileptične napadaje i dokaze pogoršanja autističnih stanja. U obrazovnim ustanovama u kojima djeca ili mladi borave dulje vrijeme svaki dan, treba provoditi strogu kontrolu treperenja. Poželjno je da postotak treperenja ne prelazi 4 posto na 120 Hz ili 3 posto na 100 Hz, što je izuzetno sigurno za sve populacije. Maksimalna dopuštena vrijednost 10 posto na 120 Hz ili 8 posto na 100 Hz.

Veo odraza

Veo refleksije su mrlje visoke svjetline (svijetle slike izvora svjetlosti) koje reflektiraju reflektirajuće površine kao što su zasloni računala ili sjajni materijali za čitanje. Prekrivajuće refleksije od primarnih izvora svjetlosti (udovice ili rasvjetna tijela) ili sekundarnih izvora svjetlosti (reflektirane) smanjuju kontrast zadatka i zamagljuju detalje. Kako biste osigurali da izvori svjetlosti ne stvaraju zrcalne ili difuzne refleksije u očima osobe, postavite zaslone računala okomito na izvor svjetlosti ili odredite svjetiljku s distribucijom svjetlosti koja ima minimalno emitirano svjetlo pod problematičnim kutovima.

Modeliranje lica i predmeta

Modeliranje lica i predmeta važno je pitanje osvjetljenja u obrazovnim ustanovama. Međuigra svjetla i sjene na licu može pomoći u komunikaciji učitelja i učenika tako što olakšava čitanje s usana i lakšu interpretaciju gesta lica. Rasvjeta može dodati oblik i dubinu vizualnoj sceni, otkriti teksturu i detalje objekata, stvoriti željeni uzorak i istaknuti istaknute dijelove i vizualne interese. Jaka usmjerena rasvjeta može uzrokovati neugodno duboko zasjenjenje, dok izrazito raspršena rasvjeta čini lica ili objekte ravnima ili nezanimljivima. Stoga je poželjna odgovarajuća kombinacija usmjerene i difuzne rasvjete.

Opća rasvjeta

Opća rasvjeta je glavni izvor rasvjete u učionicama. Prostoru daje cjelokupno osvjetljenje, a istovremeno služi i kao primarni izvor radne rasvjete. Opća rasvjeta u učionicama može se postići korištenjem stropnih sustava rasvjete s izravnom, neizravnom ili kombinacijom izravne/neizravne distribucije. Izravna rasvjeta isporučuje neprekinutu svjetlost od svjetiljke do vodoravne ravnine zadatka. Neizravna rasvjeta distribuira svjetlost prema stropu, koji zauzvrat reflektira svjetlost prema dolje. Izravna/indirektna rasvjeta pruža raspodjelu svjetlosti prema dolje i prema gore. Sustavi izravne rasvjete učinkoviti su u isporuci svjetla, ali mogu stvoriti oštre sjene, zastrte refleksije i neželjene vizualne efekte kao što su tamni stropovi i lukovi na gornjim zidnim površinama. S osvjetljenjem usmjerenim na stropove, neizravni sustavi rasvjete ravnomjerno raspoređuju svjetlost do prekomjerne svjetline u vidnom polju. Neizravno osvjetljenje, međutim, čini prostor dosadnim i praznim od istaknutih i vizualnih zanimljivosti. Izravno/neizravno osvjetljenje kombinira prednosti izravnog i neizravnog osvjetljenja kako bi se osigurala uravnotežena distribucija svjetla za poboljšanu vizualnu udobnost, ujednačeno osvjetljenje na horizontalnim radnim površinama i ojačani dojam prostora, budnosti i vizualne jasnoće.

Unatoč zabrinutosti od odsjaja i efekta špilje, izravna rasvjeta gotovo je univerzalan izbor u učionicama jednostavno zato što većina obrazovnih prostora ima nisku visinu stropa. Izravna rasvjeta obično se nudi u obliku ugradne rasvjete, ugradne rasvjete ili viseće rasvjete. Izravna rasvjetna tijela mogu biti dizajnirana u različitim oblicima i veličinama. U obrazovnim ustanovama, rasvjetna tijela koja se često koriste su pravokutni troferi dizajnirani za ugradnju u rešetkaste stropove i linearna rasvjetna tijela dizajnirana za ugradnju, površinsku montažu i ugradnju u ravnini. Troferi su dostupni u obliku volumetrijskih trofera, paraboličkih trofera, difuznih trofera/s lećama i LED panela s rubnim osvjetljenjem. Linearna rasvjetna tijela dolaze u dijelovima standardne duljine, kao što su dijelovi od 4, 8 ili 12 stopa, ili u kontinuiranoj konfiguraciji.

Tehnologija rasvjete

Posljednjih nekoliko desetljeća rasvjeta učionica i drugih obrazovnih prostora bila je gotovo isključiva oblast tehnologije fluorescentne rasvjete. Fluorescentna svjetiljka koristi elektricitet za pobuđivanje živinih para unutar staklene cijevi. Pare žive se ispuštaju i emitiraju ultraljubičasto (UV) svjetlo koje zatim uzrokuje fluoresciranje fosfornog sloja, proizvodeći svjetlost u vidljivom spektru. Fluorescentne svjetiljke dobile su široku primjenu zbog svoje visoke svjetlosne učinkovitosti, difuzne raspodjele svjetlosti i dugog radnog vijeka. Upotreba fluorescentnih svjetiljki je, međutim, kontroverzna. Fluorescentne svjetiljke imaju mnoge nedostatke kao što su ultraljubičasto zračenje, dugo vrijeme pokretanja, radio smetnje, velika krhkost, harmonijska izobličenja, ograničeni raspon radnih temperatura i smanjeni vijek trajanja zbog čestih prebacivanja. Ipak, najnegativniji učinak fluorescentne rasvjete je taj što je značajno smanjila kvalitetu unutarnje rasvjete i predstavljala rizik za zdravlje. Pretjerano fokusiranje na svjetlosnu učinkovitost uzrokovalo je da većina fluorescentnih rasvjetnih tijela ima lošu reprodukciju boja i isporučuje pretjerano visoku temperaturu boje (6000 K - 6500 K) koja bi mogla imati ometajući učinak na ljudski cirkadijalni ritam i izazvalo zabrinutost zbog opasnosti od plavog svjetla. Budući da fluorescentna svjetiljka zahtijeva prigušnicu za regulaciju struje koja se isporučuje preko elektroda svjetiljke, javlja se problem treperenja. Što se tiče kvalitete svjetla, fluorescentna rasvjeta je posebno loš početak u povijesti umjetne rasvjete za unutarnje prostore.

Solid state rasvjeta temeljena na tehnologiji svjetlosnih dioda (LED) brzo dobiva na popularnosti. LED diode su postale dominantan izvor svjetla za svaku zamislivu primjenu rasvjete. LED je poluvodički uređaj koji električnu energiju pretvara izravno u fotone. Poluvodički uređaj ima pn spoj formiran suprotno dopiranim slojevima poluvodičkog materijala kao što je indij galij nitrid (InGaN). Kada je pn spoj nagnut u smjeru prema naprijed, elektroni i rupe se ubrizgavaju u aktivno područje i rekombiniraju kako bi generirali svjetlost. LED tehnologija riješila je mnoge nedostatke konvencionalnih tehnologija i nudi obećanje visoke učinkovitosti, dugog vijeka trajanja, visoke spektralne svestranosti, iznimne mogućnosti upravljanja (uključeno/isključeno/zatamnjeno), visoke fleksibilnosti u optičkom dizajnu i visoke otpornosti na udarce i vibracije. LED diode proizvode snagu zračenja samo u vidljivom spektru (obično od 400 do 700 nm). Odsutnost ultraljubičastog (UV) i infracrvenog (IR) zračenja čini ovu tehnologiju posebno prikladnom za upotrebu od strane ljudi s specifičnom osjetljivošću ili u situacijama u kojima bi optičko zračenje iz tradicionalnih izvora svjetlosti predstavljalo rizik za ljude.

LED rasvjetna tijela

Dugi vijek trajanja i visoka energetska učinkovitost glavne su prednosti LED dioda. To dovodi do uobičajene zablude da su dug životni vijek i visoka svjetlosna učinkovitost LED rasvjetnih sustava nešto što se podrazumijeva. Fluorescentna svjetiljka koristi skup žarulja, npr. linearne T5 (promjer 5/8 inča), T8 (promjer 1 inča) i T12 (promjer 11/2 inča), standardizirane u cijeloj industriji i među proizvođačima sa sličnim životnim vijekom , svjetlosne izlaze i održavanje lumena. Uređaj u osnovi služi kao montažni okvir za svjetiljke i omogućuje ograničenu kontrolu distribucije svjetla. Nasuprot tome, LED rasvjetno tijelo općenito je visoko projektirani sustav koji holistički integrira LED diode s toplinskim, električnim i optičkim podsustavima kako bi se dobio prihvatljiv proizvod. Učinkovitost sustava i radni vijek LED rasvjetnog tijela uvelike ovise o dizajnu i konstrukciji sustava. Ocjena životnog vijeka LED svjetiljke temelji se na prvom slučaju kada svjetiljka treba održavanje, što bi vjerojatno bilo zbog smanjenja vrijednosti lumena, promjene boje, kvara ili čak naglog kvara LED pokretačkih programa.

LED diode su danas najučinkovitiji izvor svjetla. Međutim, još uvijek se više od polovice električne energije dovedene u LED diode pretvara u toplinu. Za razliku od žarulja sa žarnom niti i halogenih žarulja koje zrače toplinu iz lampi u obliku infracrvene energije, toplina koju generiraju LED diode zarobljena je unutar paketa poluvodiča i mora se raspršiti kroz samo rasvjetno tijelo. Prekomjerno nakupljanje topline unutar LED dioda može ubrzati proces degradacije čipa, fosfora i materijala za pakiranje. Pokazalo se da povišene temperature spoja uzrokuju mnoge mehanizme kvarova kao što su nukleacija i rast dislokacija u aktivnom području diode, degradacija kvantne učinkovitosti fosfora i promjena boje kućišta za kapsuliranje i plastike. Stoga je učinkovito upravljanje toplinom ključno za rad LED dioda do njihova nazivnog radnog vijeka. Toplinski dizajn je najvažniji dio dizajna svjetiljki. Svi materijali i komponente na toplinskom putu od poluvodičke matrice preko tiskane ploče (PCB) do okoline moraju imati nisku toplinsku otpornost. Učinkovitost toplinskog dizajna u biti ovisi o sposobnosti hladnjaka da raspršuje toplinu putem toplinske vodljivosti i konvekcije. Nadzemna rasvjetna tijela kao što su troferi i linearni visilice obično daju dovoljan volumen za stvaranje odgovarajuće površine koja olakšava izmjenu topline.

Češće nego ne, točka kvara ili kvara u LED sustavu je LED pokretački program. Budući da su LED diode osjetljive čak i na vrlo male promjene struje i napona, pogonski krugovi LED dioda moraju biti konfigurirani da reguliraju izlaz pri konstantnoj struji pod naponom napajanja ili varijacijama opterećenja. Rad LED dioda s odgovarajućom pogonskom strujom također je dio upravljanja toplinom. Prekoračenje onoga za što je LED dioda ocijenjena će povećati temperaturu spoja i smanjiti unutarnju kvantnu učinkovitost LED dioda. Ključna metrika performansi pokretača usredotočena je na njihovu sposobnost reguliranja napajanja LED-a ili niza (ili nizova) LED-a na odgovarajući i učinkovit način, uz isporuku visokog faktora snage i niskog ukupnog harmonijskog izobličenja (THD) u širokom rasponu ulaznog napona . Pokretač također mora osigurati značajke zaštite od preopterećenja, stanja otvorenog i kratkog spoja, kao i potiskivanje prolaznog napona i inteligentnu zaštitu od prekomjerne temperature. Međutim, neki proizvođači rasvjete nemilosrdno smanjuju troškove nedovoljnim dizajnom pogonskih krugova. Ovo ne samo da uzrokuje kompromitaciju pouzdanosti pogonskog kruga, već također čini problemom treperenja jer jeftini pokretači često pružaju nepotpuno potiskivanje valovitosti. Općenito je neprihvatljivo da vrijednost valovitosti izlazne struje prelazi ±10 posto.

Optički dizajn postaje visoki prioritet u dizajnu LED sustava. Ujednačeno osvjetljenje na velikom području ili ravnini zadatka zahtijeva upotrebu velikog broja LED dioda srednje snage. Izlaz visokog intenziteta ovih minijaturnih izvora svjetla čini ublažavanje odsjaja prioritetom. LED svjetiljke dolaze u različitim distribucijskim karakteristikama koje se postižu korištenjem optičkih komponenti kao što su difuzori, leće, reflektori i rešetke. Izravno odsjaj od LED dioda može se ublažiti raspršivanjem svjetline na velikim površinama. Leće koje sadrže niz malih prizmi mogu smanjiti osvjetljenje svjetiljke pri kutovima gledanja blizu horizontale. Refleksija je često korištena tehnika za regulaciju svjetlosnog toka LED dioda. Volumetrijski troferi su vrsta "reflektiranih izravnih" svjetiljki koje reflektiraju svjetlost s unutarnje površine udubljenog kućišta, dok su LED moduli koji emitiraju svjetlost prema gore zaštićeni ili zaklonjeni u metalnim košarama s podlogom od difuznog akrila. LED svjetla s rubnim osvjetljenjem ubrizgavaju svjetlost u ploču za usmjeravanje svjetla (LGP) koja zatim ravnomjerno raspoređuje svjetlost prema raspršivaču kroz potpunu unutarnju refleksiju (TIR). Sposobnost pružanja ujednačenog osvjetljenja bez stvaranja pretjerano visokog osvjetljenja čini ove ugradne svjetiljke radnim konjem u obrazovnim ustanovama.

Prikaz boja

Kao i kod fluorescentne rasvjete, kompromis između kvalitete boje i svjetlosne učinkovitosti ostao je u eri LED rasvjete. Bijele LED diode obično su LED diode pretvorene u fosfor koje koriste svjetlost kratke valne duljine emitiranu iz LED matrica za pumpanje fosfora (luminiscentnih materijala). Većina LED dioda koje su pretvorene u fosfor su plave LED diode koje djelomično pretvaraju elektroluminiscenciju. Plava crpka LED s visokom reprodukcijom boja zahtijeva vrlo veliki dio emitiranog svjetla kratke valne duljine da se pretvori u nižu vrijednost. Ovaj proces pretvaranja svjetla pumpe u svjetlo fosfora (fotoluminiscencija) uključuje veliki gubitak Stokesove energije. Pretvorba svjetlosne učinkovitosti zračenja (LER) pomoću osjetljivosti oka je neučinkovita u spektralnoj distribuciji svjetla veće valne duljine. Kada se kombiniraju ovi učinci, svjetlosna učinkovitost LED dioda s visokim prikazom boja koje imaju SPD ravnomjernije raspoređen po vidljivom spektru je relativno niska od LED dioda s niskim prikazom boja koje su prezasićene plavim i zelenim valnim duljinama.

Kao rezultat prelaska na rasvjetu visoke učinkovitosti i smanjenja troškova, većina LED svjetiljki koje se koriste u obrazovnim ustanovama uključuje LED s indeksom reprodukcije boja (CRI) od 80, što je prihvatljivo (ali daleko od dobrog). Konkretno, svjetlo koje emitira ova rasvjetna tijela ima manjak valnih duljina koje prikazuju zasićene boje. Da bi učionica imala ugodan dojam i da bi boje izgledale prirodno, izvor svjetlosti mora biti sposoban izazvati vizualni odgovor na sve valne duljine u vidljivom spektru. Obrazovne ustanove zaslužuju rasvjetu s visokom kvalitetom boje, npr. CRI od 90. Dok se plave pumpne LED diode mogu dizajnirati za vrhunski prikaz boja, ljubičaste pumpne LED diode razvijene su posebno za proizvodnju bijelog svjetla širokog spektra koje daje snagu zračenja prilično široko vidljivi spektar.

Znanost iza boje svjetlosti

Korelirana temperatura boje (CCT) izvora svjetlosti namijenjena je karakterizaciji boje svjetlosti (npr. topla ili hladna). Bijela svjetlost koja pokazuje topli ton ima CCT u rasponu od 2700 K do 3200 K. Bijelo svjetlo s CCT u rasponu od 3500 K do 4100 K obično se naziva "neutralno bijelim" izgledom. Bijelo svjetlo s CCT iznad 4100 K naziva se "hladno bijelim" izgledom. Nije sva bijela svjetlost jednaka, bez obzira na to je li bijela svjetlost topla ili hladna, ne samo da vizualno utječe na našu percepciju i emocionalno utječe na naše raspoloženje, već također utječe na niz neuroendokrinih i neurobihevioralnih reakcija. Općenito, hladnija bijela odgovara relativno visokom postotku plave svjetlosti u spektru, a topla bijela označava nisku plavu komponentu u spektru.

Istraživanje je utvrdilo da plavo svjetlo može stimulirati intrinzično fotoosjetljive fotoreceptore ganglijskih stanica mrežnice (ipRGC) u sloju ganglijskih stanica mrežnice. ipRGCs pretvaraju svjetlost u neuralne signale za biološki sat. Biološki sat koji se nalazi u suprahijazmatskim jezgrama (SCN) tada regulira tjelesne temperature i otpušta endokrine hormone, poput melatonina i kortizola. Dovoljno visoka doza bioaktivnog plavog svjetla pokrenut će glavni biološki sat da programira ljudsko tijelo za dnevni režim. Otkriveno je da izlaganje plavom zračenju potiče proizvodnju hormona kao što je kortizol za odgovor na stres i budnost; serotonin za kontrolu impulsa i želju za ugljikohidratima; i dopamin za zadovoljstvo, budnost i koordinaciju mišića. Dok simulira dnevnu fiziološku reakciju, izlaganje bioaktivnom plavom svjetlu također rezultira potiskivanjem hormona melatonina koji potiče san. Budući da podržava koncentraciju, budnost i performanse, jarko bijelo svjetlo s visokim plavim komponentama često se koristi tijekom sati učenja.

Obično se hladno bijelo svjetlo s CCT oko 4100 K odabire za dnevnu rasvjetu u obrazovnim prostorima. Maksimalna CCT za unutarnju rasvjetu općenito ne bi trebala prelaziti 5400 K, što je prividna temperatura boje sunčeve svjetlosti koja sija izravno iznad glave. Međutim, uvođenje fluorescentne rasvjete pratilo je nagli porast temperature boje za unutarnju rasvjetu. Izvori svjetlosti koji proizvode bijelu svjetlost s valnim duljinama akumuliranim na plavom kraju spektra imaju najveću svjetlosnu učinkovitost zbog minimalne uključene fotoluminiscencije i visoke osjetljivosti oka preko ovog spektralnog pojasa. To čini CCT u rasponu od 6000 K do 6500 K uobičajenim izborom za obrazovnu rasvjetu. Međutim, optičko zračenje s tako ekstremno visokim CCT-om djeluje oštro i često uzrokuje izobličenje boja zbog nedostatka valnih duljina za prikaz zasićenih boja. Ono što je najvažnije, izloženost plavom zračenju u iznimno visokim dozama tijekom dana može preopteretiti ljudsko tijelo i otežati održavanje glatkih cirkadijalnih ritmova.

Učenici obično nastavljaju primati plavo zračenje visokog intenziteta tijekom sati noćnog treniranja, što rezultira nepravilnim potiskivanjem melatonina u večernjim satima. Noćno oslobađanje melatonina od 21 do 7:30 ujutro vitalan je zaštitni mehanizam koji podržava esencijalnu regeneraciju i suzbija razvoj stanica raka u našem tijelu. Navečer, najmanje dva sata prije spavanja, treba izbjegavati visoku CCT i jaku rasvjetu. Skromne razine tople bijele svjetlosti, definirane kao 60 luksa, dovoljne su za manje vizualne zadatke bez cirkadijurnih poremećaja.

Podesiva bijela rasvjeta

Učinci rasvjete na ljudsko zdravlje, dobrobit i izvedbu potaknuli su industriju rasvjete da razvije rješenje koje može izazvati određene ljudske biološke reakcije za poboljšanu koncentraciju, budnost i izvedbu, dok podržava povoljan cirkadijalni ritam. Podesivo bijelo osvjetljenje omogućuje modulaciju temperature boje bijelog svjetla, s nezavisno kontroliranim intenzitetom svjetlosti. Ova tehnologija omogućuje dinamičnu shemu rasvjete koja se isporučuje tijekom dana i omogućuje prilagodbu rasvjete potrebama različitih ciljnih skupina. Podesiva bijela rasvjeta temeljena na LED tehnologiji pokretačka je snaga iza ubrzanog razvoja rasvjete usmjerene na čovjeka (HCL). Osvjetljenje usmjereno na čovjeka osmišljeno je za jačanje cirkadijalnog ritma tijela i prirodnog ciklusa bioloških funkcija. Omogućuje svjesnu kontrolu hormonalnih procesa i okruženja za učenje kroz holistički dizajn vizualnih, bioloških i emocionalnih učinaka svjetlosti. Količina i spektar unutarnjeg osvjetljenja može se prilagoditi tako da odražava karakteristike prirodnog dnevnog svjetla tijekom dana.

Fotobiološka sigurnost

Stručnjaci za fotelje dižu buku oko opasnosti od plavog svjetla LED rasvjete. Tvrde da plave LED diode pumpe sadrže veće dijelove plavih valnih duljina i stoga imaju veći potencijal od drugih vrsta izvora svjetlosti da predstavljaju rizik od opasnosti od plave svjetlosti. Opasnost od plavog svjetla je fotokemijski inducirana ozljeda mrežnice uzrokovana izlaganjem zračenju na valnim duljinama prvenstveno između 400 nm i 500 nm. Samo zato što bijele LED diode koriste plave emitere za pumpanje fosfornih pretvarača prema dolje i može postojati jasan plavi vrh u njihovim SPD-ovima, to ne znači nužno da LED diode imaju veći potencijal da izazovu fotokemijska oštećenja mrežnice. Bijela svjetlost različitih boja u osnovi je rezultat različitih kombinacija dugih i kratkih valnih duljina. Postoji jaka korelacija između CCT-a i sadržaja plave svjetlosti bez obzira na to iz koje se bijele svjetlosti emitira. Funkcija ponderiranja opasnosti plavog svjetla proteže se preko niza valnih duljina. Važno je uzeti u obzir raspon opasnog zračenja, a ne bilo koji lokalni vrhunac. Ukupna količina plavih valnih duljina u spektralnom sastavu svjetlosti koju emitiraju LED diode općenito je ista kao i svjetlost koju emitira bilo koji drugi izvor svjetlosti pri istoj temperaturi boje.

Da ponovimo: LED diode se bitno ne razlikuju od izvora svjetlosti koji koriste tradicionalne tehnologije kada je u pitanju fotobiološka sigurnost. Ono što treba zamjeriti je korištenje ekstremno visokog CCT-a u unutarnjoj rasvjeti. Bijelo svjetlo s CCT iznad 6000 K sadrži značajnu količinu plavog svjetla i vjerojatnije je da će uzrokovati fotokemijsko oštećenje mrežnice od bijelog svjetla koje emitiraju izvori svjetlosti s niskim CCT. Prag osvjetljenja za klasifikaciju rizične skupine u RG2 ili višu je 1000 luksa za izvor svjetlosti s CCT od 6000 K, 1600 luksa za izvor svjetlosti s CCT od 4000 K i 3200 luksa za izvor svjetlosti s CCT od 2700 K. Međutim, klasifikacija opasnosti od plavog svjetla u rizičnu skupinu 2 i 3 vrlo je malo vjerojatna za sve vrste izvora bijelog svjetla jednostavno zato što maksimalna osvijetljenost za obrazovne primjene rijetko prelazi 300 luksa. Važno je da proizvod također mora premašiti prag da bi se uvjeti osvjetljenja smatrali opasnima (10 mcd/k2 na 6000 K, 16 mcd/k2 na 4000 K, 30 mcd/k2 na 2700 K za Rizičnu skupinu 2). Čak i kada postoji opasnost iz Rizične skupine 2 ili 3, ljudske reakcije odbojnosti će ublažiti opasnost, tako da opasnost od plavog svjetla nije razlog za brigu.

Popularni tagovi: Dizajn rasvjete u učionici LED rasvjetna tijela za škole i obrazovne ustanove, Kina, dobavljači, proizvođači, tvornica, kupiti, cijena, najbolje, jeftino, na prodaju, na zalihama, besplatan uzorak