База знаний

LED – и его опасности, про которые не все говорят

LED – это Light Emitting Diode, в дословном переводе светоизлучающий диод, или СИД. Эффект впервые был обнаружен уже более 100 лет назад, но до практического применения в осветительных целях человечество довело технологии только к 1997 году, когда изобрели синий светодиод. А вот почему синий, объясняю. Всего известно три способа получения белого цвета:

1. Взять ультрафиолетовый светодиод и намазать сверху жирно люминофором. Традиция пошла от люминесцентных ламп, т. к. они по определению испускают только ультрафиолет, причем достаточно «злой», но люминофором на внутренней поверхности лампы этот ультрафиолет смещается в видимый спектр. Со светодиодами не прокатило – очень дорого и малоэффективно.

2. Взять три светодиода, красный, зеленый, синий, и включить их одновременно. Это так называемый RGB свет, аддитивная цветовая модель и все такое. Кому любопытно, подойдите с лупой к телевизору или монитору, когда там будет отображаться белая картинка, сильно удивитесь. Эффект тот же – дорого, технически сложно, малоэффективно

3. Единственный вариант, который прижился – взять синий светодиод, и обмазать его жирненько желтым люминофором. Почему так сложно? Нуу, попроще пока ничего не придумали, а для пытливых дам подсказку – белого света не существует. Белый – это совокупность всех цветов, так же как и черный – отсутствие каких-либо цветов. Приходится изобретать.

Едем далее. Что из этого следует. А следует в основном то, что современный осветительный светодиод это монохромный источник света. Люминофором его, конечно разбавляют, но «уши» синего торчат, не открутишься. Если сравнить со спектром солнечного света, а это самый оптимальный для глаза свет в эволюционном плане, у любого светодиода есть сильный всплеск в районе 450 нанометров (синий). Причем у светодиода холодного свечения (более 6000К), этот пик чуть повыше, а у теплого (до 4000К) пониже, но все равно он есть. Взял ближайшую картинку, ДНаТ тут ни причем - это вообще оптическая диверсия для глаз.
Теперь разберем, что такое синий свет для человека. В процессе эволюции максимально синий свет наблюдается поздним утром и до обеда при чистом небе и на трезвый глаз (порядка 5700К, это, кстати говоря, температура поверхности солнца). По биологическим ритмам этот свет на нас воздействует возбуждающим образом (повышается работоспособность, скорость реакции, внимательность), далее наступает вечер и цветовая температура падает вплоть до 2000-3000К (но это не солнце охлаждается, а свет заходит в атмосферу по касательной) – в это время нервная система начинает успокаиваться, отдыхать и готовиться ко сну. Это нормально, так мы развивались тысячелетиями, по циклам, с изменение освещенности и цветовой температуры (пока говорим только о цвете и свете).

Что же мы имеем по факту. А по факту у нас имеется выбор цветовой температуры, но выбираем мы ее весьма странно. Лет 5-10 назад технологически самые эффективные диоды были холодные, это 6500К (люминофор более бледный, светопотери ниже), поэтому Китай гнал в основном такие. Благо Китайские светильники долго не живут и страна постепенна избавляется от такого выбора. Еще есть история, при которой работодатели еврейского происхождения ставят в цеха и офисы светильники с цветовой температурой 6500К в надежде, на повышенную работоспособность своих подопечных, ну и да, получают некоторое ее повышение на пару-тройку процентов (ну вот я бы такое даже замерять не стал бы) сроком на 3-5 месяцев (на одно лето), а потом способности подопечных возвращаются к нормальным, а свет-то остается. И получают они то, что и дает синий свет – круглогодично перевозбужденную нервную систему со всеми вытекающими. Есть, конечно, и более научные объяснения этого явления, взять хотя бы ГОСТ 62471-2013 «Фотобиологическая опасность ламп и ламповых систем». Ну не совсем уж хочу отговорить всех от использования холодного света, но, тем не менее, стоит задуматься. В конце концов светодиоды 6500К по сей день производят и у нас на сайте они тоже есть, так, для ассортимента. Есть еще и 7000К, но это для аквариумных водорослей. Это не всем продаем, только страждущим.

В доказательство всего вышеописанного стоит добавить, что у детей сетчатка глаза формируется, и, например, в школьных и дошкольных учреждениях светодиоды с цветовой температурой более 4000К ставить нельзя (Письмо Г.Г. Онищенко 01/11157-12-32 от 01.10.2012 – до сих пор не отменено, видимо эволюция не такая быстрая, как наше законодательство). Своим клиентам в школах постоянно это разъясняем, но, тем не менее, встречаем в школах холодный свет и по сей день.

Вторая опасность светодиода – это его яркость. Если взять обычный светодиод 2835 0,5Вт 75лм (сейчас таких большинство), перевести люмены в канделы, сила света будет 23,9 кандел, при этом площадь кристалла светодиода (как раз кристалл и создает свет) – примерно 0,5 кв. мм. Переводим в квадратные метры, множим, делим, получаем примерно 48 млн. кд/кв. м. Это конечно не солнце в зените (около 1,95 млрд кд/кв. м.) и не сварка (около 150 млн кд/кв. м.) Но солнце далеко, а сварка без сварочной маски бесполезна для здоровья. Но этого вполне хватает, чтобы наловить себе солнечных «зайчиков», простонародье – офтальмия.

Если принимать в расчет все тот же ГОСТ 62471-2013 «Фотобиологическая опасность ламп и ламповых систем», то п. 4.11 его гласит, что при яркости более 10000 кд/кв. м. может быть превышена предполагаемая предельная доза облучения глаз. Именно по этому «центровой» ГОСТ 34819-2021 всех осветителей в п. 5.4.2. требует производить светильники с габаритной яркостью не более 5000 кд/кв. м., а в некоторых случаях и 2000 кд/кв. м. Впрочем, это не касается промышленных светильников, которые вешаются обычно высоко, прожекторов и некоторых других.

Яркость светодиодов достаточно легко лечится. Первое это применением рассеивателей (по ГОСТ 34819-2021раздел 5.4 Слепящее воздействие светильников). И второе – это правильное расстояние от светодиода до рассеивателя. Если светодиод будет очень близко к рассеивателю, скажем при использовании призмы и высоты корпуса 19 мм раздел 5.4 ГОСТ 34819-2021 обеспечить невозможно в силу законов геометрии. Не хочу валять в грязи Китайские светильники с высотой корпуса 19 мм, но вы, ребята, чтите наши госты в нашей стране, и никто слова вам поперек не скажет. Опять же для пытливых любителей геометрии подскажу. При количестве светодиодных модулей на стандартный светильник 595х595мм, с шагом этих модулей 120мм – минимальная высота корпуса составляет 40 мм. Больше – лучше, улучшается показатель по неравномерности яркости, меньше нельзя – не по ГОСТу это как-то. По этой невероятной причине, почти все наши светильники имеют высоту 40 мм и более.