Veier, gater og omkringliggende områder er opplyst av gatebelysning for å forbedre fotgjengers og bilisters sikkerhet. Høytrykksutladningslamper, oftest høytrykksnatrium (HPS) og metallhalogenlamper, brukes i eldre gatelyssystemer. Disse lyskildene var tidligere kjent for å gi mest belysning per watt forbrukt strøm. Det blir avgjørende å spare fossilt brensel og skape nye, evige energikilder siden naturressurser og energi til slutt vil gå tom. Folk over hele verden jobber mot offentlige strukturer på denne måten som et resultat. Energieffektivitet samt en rekke tilleggsfordeler, som økt produktlevetid, reduserte vedlikeholdskostnader og mindre miljøeffekt, er det som driver etterspørselen etter energieffektiv LED-belysning.
Den forsømmelige preferansen
På grunn av det naive ønsket om den oppfattede følelsen av "kjøligere" eller "hvitere", brukes kjølig hvit CCT (korrelert fargetemperatur) lyskilder ofte i utendørsbelysning. Folk velger lys med høye fargetemperaturer som gir dem en følelse av kjølighet siden klimaet er varmt i nasjoner med lave breddegrader. Noen individer har blitt akklimatisert til den kalde hvitheten av belysning som et resultat av fluorescerende lampers popularitet de siste tiårene. De har den oppfatningen at synet forbedres av "hvitere" lys. Men bør enkeltpersoner fortsatt basere sine beslutninger på følelser i LED-belysningens tid? Aldri en gang mer! American Medical Association (AMA) publiserte en formell policyerklæring om gatebelysning 14. juni 2016. Når det gjelder de negative virkningene av høyintensive LED-lys, vakte de alvorlig bekymring.
Hvordan hvitt lys produseres
Siden hvitt lys i hovedsak er en blanding av lys av to eller flere farger (eller bølgelengder), og lysdioder er nesten monokromatiske lyskilder som sender ut lys i en enkelt farge, er den mest populære metoden for å lage hvitt lys fra en LED-modul på øyeblikket er å bruke en enkelt farge LED (vanligvis en blå LED) og et bølgelengdekonverterende element (som vanligvis er en gul fosfor). Stoffet som en LED er laget av påvirker ofte fargen den avgir. En pakke som inneholder en blå LED-brikke laget av galliumnitrid (GaN) dekket med en fosfor, oftest yttriumaluminiumgranat (YAG), som fungerer som et bølgelengdekonverteringselement (WCE) for å produsere en hvit farge med ønsket fargetemperatur, tjener som en representativ representasjon av en hvit LED. Den hvite lysfargen kan justeres ved å justere fyllfraksjonssammensetningen eller vektprosenten. For mange belysningsapplikasjoner er evnen til å produsere hvitt lys over et bredt kromatisk rom nyttig.
Fare for rødt lys
LED-gatelys med høy intensitet genererer en betydelig mengde blått lys, som ser hvitt ut med det blotte øye og forårsaker mer ugunstig kveldsblending enn vanlig belysning, til tross for fordelene med energiøkonomi. Eksponering for blått lys, som for det meste skjer mellom bølgelengdene 400 og 500 nm, kan være farlig eller resultere i fotokjemisk forårsaket netthinneskade. På grunn av de ekstra blå og grønne utslippene fra fosforbelagte lysdioder, som sprer seg mer i øyet og har negativ innvirkning på miljøet og blending, er det mer lysforurensning.
Ved overgang til LED-belysning som reduserer negative helse- og miljøkonsekvenser, anbefaler de nye AMA-rådene å være nøye med riktig design og tekniske aspekter. De trekker spesielt frem det faktum at blårik LED-belysning kan svekke syn og sikkerhet, vekke bekymringer og utgjøre en fare på veien. For å spare energi og penger på sikt, skyves nå hvite LED-gatelys til byer og tettsteder over hele verden. Da de nylig byttet fra HPS til LED for gatebelysningen, valgte flere nasjoner CCT mellom 4000K og 6500K. Det menneskelige øyet tolker blått lys, som er 29 prosent av spekteret til 4000K LED-belysning, som en klar hvit farge. I tillegg til å ha en effekt på sjåfører, kjører blårike LED-gatelys med en bølgelengde som undertrykker melatonin mest om natten. Sammenlignet med tradisjonell gatebelysning har hvite LED-lamper fem ganger større effekt på døgnsøvnmønsteret.
biologisk effekt
LED-lys med høy intensitet har et spektrum med en høy topp på bølgelengden som undertrykker melatonin mest om natten. Pinealkjertelen, en liten kjertel med en kongleform som ligger nær sentrum av hjernen, skiller ut hormonet melatonin. Pinealkjertelen sørger for at den indre klokken kontrollerer de biologiske syklusene ved å frigjøre melatonin. Melatonin påvirker en rekke menneskelige fysiologiske prosesser. Dette hormonet påvirker immunsystemet, oppmuntrer til søvn, påvirker humøret, øker modning og reproduksjon, og påvirker søvnen. Produksjonen og utskillelsen av melatonin påvirkes først og fremst av lys, ifølge studier. Melatonin er mer følsomt for lys under fargelys med korte bølgelengder, mens det er mindre følsomt for lys under fargelys med lange bølgelengder. Basert på undertrykkelsen av melatonin, antas det at fosforbelagt LED-belysning er minst fem ganger mer effektiv enn høytrykksnatriumbelysning til å påvirke døgnfysiologien.
En høy CCT vil forbedre synligheten
Fargesensorer i øyet reagerer på elektromagnetisk stråling som reflekteres fra et objekt for å bestemme fargen som mennesker ser. Det menneskelige øyet er mer følsomt for lys med korte bølgelengder mens det ser under mesopiske forhold. Derfor vil fosforbelagte hvite lysdioder med en større andel blått lys ha en bedre lyseffektivitet når de sees gjennom en mesopisk linse enn når de sees med en fotopisk linse. Denne egenskapen har tidligere vært oppført som en fordel med hvite lysdioder. Imidlertid er redusert overføring i tåke eller dis knyttet til større CCT. Lys kan ikke sendes fullstendig gjennom tåke eller dis på grunn av Mie og Rayleigh-spredning. Fordi gatelys brukes til å lyse opp veien under tåkete eller disige forhold, er deres evne til å trenge gjennom tåke en avgjørende faktor. Gult lys trenger vanligvis gjennom tåke mer effektivt enn hvitt lys. De fleste hvite lysdioder har begrenset evne til å trenge gjennom tåke. På grunn av molekylær (Rayleigh) og aerosol (Mie) spredning, fører begrenset tåkepenetrasjonskapasitet også til økt urban skyglow-forurensning fra hvite lysdioder. I tillegg til å redusere bakkens lys og gjøre det vanskelig å se gjenstander på bakken (noe som gjør veien enda mindre trygg), har en slik spredning også en negativ innvirkning på astronomiske studier og nattehimmelens generelle attraktivitet.
Et vesentlig aspekt som bidrar til trafikkulykker om natten er ineffektiv mørketilpasning. Belysning med lav fargetemperatur brukes ofte som belysning i et forsøk på å fremskynde prosessen med å akklimatisere seg til mørket og øke kjøresikkerheten og effektiviteten. Den lengste mørketilpasningsperioden og en relativt høy andel blålyskomponenter sees i LED-belysning med kjølig hvit eller dagslys CCT. På den annen side har varmhvite LED-er raske mørketilpasningsvarigheter på grunn av deres lave CCT og store andel av komponenter med lang bølgelengde. Veibelysning bør ta hensyn til mørketilpasning under design, og tunnelbelysning er ganske avgjørende.
Egnet belysning
For utvendige installasjoner som veier, anbefaler AMA å bruke lys med 3000K eller lavere fargetemperatur. Selv om lyset er noe varmere i tone og har rundt 21 prosent av emisjonen i det blå området av spekteret ved 3000K, ser det menneskelige øyet det fortsatt som "hvitt". Selv om utgangen fortsatt er relativt blå for en nattinnstilling, er det likevel en betydelig forbedring i forhold til 4000K belysning siden det reduserer ubehag og gjenskinn for funksjonshemmede. På grunn av ulike belegg er 3000K-belysning bare 3 prosent mindre energieffektiv enn 4000K-belysning, men det er også langt mer estetisk behagelig for mennesker og har mindre innvirkning på dyr. I tillegg bør all LED-belysning være hensiktsmessig isolert for å redusere gjenskinn og negative påvirkninger på mennesker og miljø, og det bør arbeides for å utnytte LED-belysningens kapasitet for å reduseres i lavkonjunkturer.
Det menneskelige øyet har rimelig mørk tilpasning og fargediskrimineringsevne under LED-belysning på omtrent 3000K CCT. LED-lyset på denne CCT har også relativt høy lyseffekt og mindre negativ innvirkning på vårt fysiske og mentale velvære. Selv om det er avveininger i lysdesign, er det klart at LED-belysning med høy CCT ikke bør brukes til gatebelysning. Luminans, fargegjengivelsesindeks (CRI), CCT, blendingskontroll, flimmer, mesopisk synsbelysning, mørketilpasning, blått lysfare, fargeoppfatning, tåkepenetrering og skyglødforurensning er alle viktige faktorer som må tas i betraktning når man evaluerer ethvert prosjekt .
