Vägar, gator och omgivande områden är upplysta av gatubelysning för att förbättra säkerheten för fotgängare och bilister. Högtrycksurladdningslampor, oftast högtrycksnatrium (HPS) och metallhalogenlampor, används i äldre gatubelysningssystem. Dessa ljuskällor var tidigare kända för att ge den mest belysning per watt förbrukad effekt. Det blir avgörande att spara fossila bränslen och skapa nya, eviga energikällor eftersom naturresurser och energi till slut kommer att ta slut. Människor över hela världen arbetar mot offentliga strukturer på detta sätt som ett resultat. Energieffektivitet samt ett antal ytterligare fördelar, såsom ökad produktlivslängd, minskade underhållskostnader och mindre miljöpåverkan, är det som underblåser efterfrågan på energieffektiv LED-belysning.
Den försumliga preferensen
På grund av den naiva önskan om den upplevda känslan av "svalare" eller "vitare" används ofta kallvita CCT (korrelerad färgtemperatur) ljuskällor i utomhusbelysning. Människor väljer lampor med höga färgtemperaturer som ger dem en känsla av svalka eftersom klimatet är varmt i länder med låga breddgrader. Vissa individer har vant sig vid belysningens kalla vithet som ett resultat av lysrörs popularitet under de senaste decennierna. De har uppfattningen att synen förbättras av "vitare" ljus. Men borde individer fortfarande basera sina beslut på känslor i LED-belysningens tid? Aldrig mer! American Medical Association (AMA) publicerade ett formellt policyuttalande om gatubelysning den 14 juni 2016. När det gäller de negativa effekterna av högintensiva LED-lampor väckte de allvarlig oro.
Hur vitt ljus produceras
Eftersom vitt ljus i huvudsak är en blandning av ljus av två eller flera färger (eller våglängder), och lysdioder är nästan monokromatiska ljuskällor som avger ljus av en enda färg, den mest populära metoden för att göra vitt ljus från en LED-modul på momentet är att använda en enfärgad lysdiod (vanligtvis en blå lysdiod) och ett våglängdsomvandlingselement (som vanligtvis är en gul fosfor). Ämnet som en lysdiod är gjord av påverkar ofta färgen den avger. En förpackning som innehåller ett blått LED-chip konstruerat av galliumnitrid (GaN) täckt med en fosfor, oftast yttriumaluminiumgranat (YAG), som fungerar som ett våglängdsomvandlingselement (WCE) för att producera en vit färg med önskad färgtemperatur, tjänar som en representativ representation av en vit LED. Den vita ljusfärgen kan justeras genom att justera fyllnadsfraktionens sammansättning eller viktprocent. För många belysningstillämpningar är möjligheten att producera vitt ljus över ett brett färgområde användbar.
Rött ljus fara
Högintensiva LED-gatljus genererar en betydande mängd blått ljus, som ser vitt ut med blotta ögat och orsakar mer ogynnsamt kvällsbländning än konventionell belysning, trots fördelarna med energiekonomi. Exponering för blått ljus, som oftast sker mellan våglängderna 400 och 500 nm, kan vara farligt eller resultera i fotokemiskt orsakad näthinneskada. På grund av de extra blå och gröna utsläppen från fosforbelagda lysdioder, som sprider sig mer i ögat och har negativ inverkan på miljön och bländning, blir det mer ljusföroreningar.
Vid övergång till LED-belysning som mildrar negativa hälso- och miljökonsekvenser, rekommenderar den nya AMA-rådgivningen att man ägnar stor uppmärksamhet åt lämplig design och tekniska aspekter. De uppmärksammar särskilt det faktum att blårik LED-belysning kan försämra synen och säkerheten, skapa oro och utgöra en fara på vägen. För att spara energi och pengar på sikt skjuts nu vita LED-gatljus till städer över hela världen. När de nyligen bytte från HPS till LED för sin gatubelysning valde flera nationer CCT mellan 4000K och 6500K. Det mänskliga ögat tolkar blått ljus, vilket är 29 procent av spektrumet av 4000K LED-belysning, som en klar vit färg. Förutom att ha en effekt på förare, kör blårika LED-gatljus med en våglängd som dämpar melatonin allvarligast på natten. Jämfört med traditionell gatubelysning har vita LED-lampor fem gånger större effekt på dygnssömnmönster.
biologisk effekt
Högintensiva LED-lampor har ett spektrum med en hög topp vid den våglängd som dämpar melatonin mest kraftfullt på natten. Tallkottkörteln, en liten körtel med tallkotte som ligger nära hjärnans mitt, utsöndrar hormonet melatonin. Tallkottkörteln håller den inre klockan i kontroll över de biologiska cyklerna genom att frigöra melatonin. Melatonin påverkar en mängd olika mänskliga fysiologiska processer. Detta hormon påverkar immunsystemet, uppmuntrar sömn, påverkar humöret, ökar mognad och reproduktion och påverkar sömnen. Produktionen och utsöndringen av melatonin påverkas främst av ljus, enligt studier. Melatonin är känsligare för ljus under färgljus med korta våglängder, medan det är mindre känsligt för ljus under färgljus med långa våglängder. Baserat på undertryckandet av melatonin, tros det att fosforbelagd LED-belysning är minst fem gånger effektivare än högtrycksnatriumbelysning när det gäller att påverka dygnsfysiologin.
En hög CCT kommer att förbättra synligheten
Färgsensorer i ögat reagerar på elektromagnetisk strålning som reflekteras från ett föremål för att bestämma färgen som människor ser. Det mänskliga ögat är mer känsligt för ljus med korta våglängder när man tittar under mesopiska förhållanden. Därför skulle fosforbelagda vita lysdioder med en större andel blått ljus ha en bättre ljuseffektivitet när de ses genom en mesopisk lins än när de ses med en fotopisk lins. Denna egenskap har tidigare listats som en fördel med vita lysdioder. Minskad transmission i dimma eller dis är dock kopplad till större CCT. Ljus kan inte sändas fullständigt genom dimma eller dis på grund av Mie och Rayleighs spridning. Eftersom gatubelysning används för att belysa vägen under dimmiga eller disiga förhållanden, är deras förmåga att tränga igenom dimma en avgörande faktor. Gult ljus penetrerar i allmänhet dimman mer effektivt än vitt ljus. De flesta vita lysdioder har en begränsad förmåga att tränga igenom dimma. På grund av molekylär (Rayleigh) och aerosol (Mie) spridning leder begränsad dimpenetrationskapacitet också till ökad urban skyglow-förorening från vita lysdioder. Förutom att minska markens ljus och göra det svårt att se föremål på marken (vilket gör vägen ännu mindre säker), har en sådan spridning också en negativ inverkan på astronomiska studier och natthimlens övergripande attraktionskraft.
En viktig aspekt som bidrar till trafikolyckor på natten är ineffektiv mörkeranpassning. Låg färgtemperaturbelysning används ofta som belysning i ett försök att påskynda processen att vänja sig vid mörkret och öka körsäkerheten och effektiviteten. Den längsta mörka anpassningstiden och en relativt hög andel blåljuskomponenter ses i LED-belysning med kallvit eller dagsljus CCT. Å andra sidan har varmvita lysdioder snabba mörka anpassningsvaraktigheter på grund av deras låga CCT och stora andel långa våglängdskomponenter. Vägbelysning bör ta hänsyn till mörkeranpassning under designen, och tunnelbelysning är ganska avgörande.
Lämplig belysning
För exteriörinstallationer som vägar rekommenderar AMA att du använder lampor med en färgtemperatur på 3000K eller lägre. Även om ljuset är något varmare i tonen och har cirka 21 procent av sin emission i den blåa delen av spektrumet vid 3000K, ser det mänskliga ögat det fortfarande som "vitt". Även om utgången fortfarande är relativt blå för en nattmiljö, är det ändå en betydande förbättring jämfört med 4000K belysning eftersom det minskar obehag och bländning för personer med funktionshinder. På grund av olika beläggningar är 3000K-belysning bara 3 procent mindre energieffektiv än 4000K-belysning, men den är också mycket mer estetiskt behaglig för människor och har mindre inverkan på djur. Dessutom bör all LED-belysning vara lämpligt isolerad för att minska bländning och negativ påverkan på människor och miljö, och ansträngningar bör göras för att utnyttja LED-belysningens kapacitet för att minskas under lågtrafik.
Det mänskliga ögat har rimlig mörkeranpassning och färgsärskiljande förmåga under LED-belysning på cirka 3000K CCT. LED-ljuset på denna CCT har också jämförelsevis hög ljuseffekt och mindre negativ inverkan på vårt fysiska och mentala välbefinnande. Även om det finns avvägningar i ljusdesign, är det tydligt att hög CCT LED-belysning inte bör användas för gatubelysning. Luminans, färgåtergivningsindex (CRI), CCT, bländningskontroll, flimmer, mesopisk visionsbelysning, mörkeranpassning, blåttljusfara, färguppfattning, dimma och skyglow-föroreningar är alla viktiga faktorer som måste beaktas när man utvärderar ett projekt .
