Klasseromslysdesign LED-lysarmaturer for skoler og utdanningsinstitusjoner

Belysningens rolle i kunnskapsinnhenting og læringsprosessen er grunnleggende. Det muliggjør visuell utforskning av de fysiske egenskapene til studiefagene samt oppdagelse av konsepter fra skriftlige og grafiske visninger på papir, datamaskin og projeksjon. Belysning setter også scenen for lytting, verbal kommunikasjon, utvikling av sosiale ferdigheter og forståelse av situasjoner. Som et kritisk element i designet som i stor grad påvirker hvor godt rommet møter behovene til studenter og instruktører, bør klasseromsbelysning støtte helse, trivsel og ytelse ved å gi et komfortabelt, attraktivt miljø for studenter og instruktører. I tillegg til å øke beboernes tilfredshet og støtte den pedagogiske opplevelsen i det opplyste rommet, bør belysning i skoler og utdanningsanlegg leveres innenfor strengere kodebegrensninger.

Læringsmiljøet

Utdanningsfasiliteter spenner fra grunnskoler, ungdomsskoler, videregående skoler, til universiteter og høyskoler. Selv om disse fasilitetene har forskjellige typer rom, er det felles for dem alle at de fleste lærings- og studieaktivitetene foregår i klasserom. Et klasserom for generell bruk har et gulvareal på minst 32 kvadratmeter (350 sq.ft) og har plass til mellom 20 og 75 elever. Et typisk klasserom har en rektangulær planløsning som gir bedre siktlinjer enn en kvadratisk plan. Undervisningsrommet er utformet med siktlinjer parallelt med vinduer som gir dagslys (takvindu) inn i rommet og gir sansestimulering og visuell kontakt med omverdenen. Kontrollmedier som skjermer eller persienner brukes til å redusere utvendig luminans slik at de er i balanse med indre luminans, eller for å eliminere dagslys når det ikke er nødvendig. Sidebelysning med dagslys gjennom vinduer gir generell belysning store deler av skoledagen. Imidlertid spiller kunstig belysning en nøkkelrolle når et balansert, konsistent og kontrollerbart visuelt miljø er nødvendig.

Utformingen av et klasserom er generelt delt inn i en elevsone og en pedagogsone. Elevsonen krever alltid generell belysning, mens pedagogsonen krever tilleggsbelysning for å levere vertikal belysning på undervisningstavler og gi god modellering for instruktørens menneskelige trekk. Det vanligste instruksjonsverktøyet i klasserom er undervisningstavler, som inkluderer mørkegrå og grønne tavler (tavler) og tørrslettetavler som tavler og grå tavler. Videoskjermer for presentasjon av projiserte medier brukes ofte til datainstruksjon. Dette krever at belysningsstyrken på projeksjonsskjermen minimeres samtidig som tilstrekkelig omgivelseslys bør gis over elevsonen for å ta notater. Et klasserom kan være et datastyrt miljø der minimering av skjermrefleksjoner av videodisplayterminaler (VDT-er) vil være hovedproblemet. Skjermens lesbarhet kan reduseres av reflekterte bilder produsert av armaturer, vinduer og omkringliggende overflater med høy luminans.

Hensyn til lysdesign

Klasseromsbelysning kan anses av høy kvalitet hvis den gjør det mulig for studenter og instruktører å utføre visuelle oppgaver nøyaktig og komfortabelt. Grunnlaget for lysdesign er å integrere menneskelige behov, arkitektur og økonomi og miljø. Prioriteten til klasseromsbelysning er å tilfredsstille menneskelige behov som synlighet, oppgaveutførelse, visuell komfort, sosial kommunikasjon, helse, sikkerhet og velvære. Disse ulike menneskelige behovene må være riktig balansert for å dyrke et stimulerende læringsmiljø, samtidig som det tas økonomiske, miljømessige og arkitektoniske hensyn i betraktning. Å oppnå kvalitetsbelysning innebærer mer enn å gi riktige belysningsstyrker for å synliggjøre en gitt oppgave. Det er mange faktorer som påvirker menneskers evne til å se og utføre oppgaver, de syv viktigste er gjenskinn, belysningsstyrkeensartethet, luminanskontrast, flimmer, fargeutseende, modellering av ansikter og objekter og slørrefleksjoner.

Ensartet belysningsstyrke

Belysningsstyrke er mengden lys som faller inn på en overflate. De vanligste oppgavene og applikasjonene i klasserom krever en skrivebordsbelysningsstyrke i området 150 lx til 250 lx. Ensartet horisontal belysningsstyrke i elevsonen eliminerer skygger som påvirker oppgavens synlighet og tillater fleksibilitet i plassutnyttelsen under reposisjonering av oppgaveplasseringer. I klasserom, spesielt pedagogsonen, er vertikal belysningsstyrke og belysningsstyrken på andre plan mellom horisontal og vertikal også svært viktig. Forholdet mellom minimumsbelysningsstyrke og gjennomsnittlig belysningsstyrke over oppgaveoverflaten, f.eks. horisontal belysningsstyrke på skrivebord og vertikal belysningsstyrke på undervisningstavler, bør ikke være lavere enn 1:1,4.

Luminanskontrast

Luminans er mengden lys som kommer fra en overflate eller et punkt. Det er en funksjon av overflatebelysningen og overflatereflektansen, noe som betyr at luminansen kan økes ved å øke mengden lys som treffer en arbeidsflate eller øke reflektiviteten til overflaten. For å opprettholde akseptabel kontrast for krittmerker, bør tavlereflektansen holdes innenfor 5 prosent til 20 prosent. Til sammenligning krever en tavle 70 prosent refleksjon for å gjøre seg selv til et fokus for oppmerksomhet. Refleksjonsevnen til arbeidsflater (skrivebord) bør falle innenfor området 25 til 40 prosent slik at en komfortabel luminansbalanse kan oppnås. Vegger og tak kommer vanligvis med lyse matte overflater. De skaper innbyrdes refleksjoner av lys som kan sikre effektiv utnyttelse av lys for forbedret horisontal og vertikal belysningsstyrke samtidig som reflektert gjenskinn minimeres. Det menneskelige øye reagerer på lysstyrke, ikke lysstyrke. Det er luminans som fører til følelsen av lysstyrke. Evnen til å se detaljer er sterkt påvirket av forholdet mellom luminansen til et objekt og dets umiddelbare bakgrunn. Passende kontrast mellom oppgavedetaljene og bakgrunnen kan skape visuell interesse og gi visuelle signaler. Imidlertid vil luminansvariasjoner som er for store skape tilpasningsvansker og visuelt ubehag. Den øvre grensen for luminansforhold mellom en oppgave og umiddelbare omgivelser er 3:1 (mørkere omgivelser) eller 1:3 (lyse omgivelser).

Fargeutseende

Farge er et kritisk element i belysning. Den har et integrert forhold til lys når det gjelder visuelle, emosjonelle og biologiske effekter. I hvilken grad visuell ytelse, humør, atmosfære, helse og velvære påvirkes av lys avhenger av den spektrale kraftfordelingen (SPD) til lys som sendes ut av en lyskilde. En lyskilde kan karakteriseres av dens fargetemperatur og av dens fargegjengivelsesytelse, som begge bestemmes av SPD. Fargeutseendet til objekter som ikke er selvlysende er et produkt av samspillet mellom lyskildens SPD og objekters spektrale reflektansfunksjon. Enkelte klasserom kan kreve belysning som gjengir farger nøyaktig. Fargegjengivelse er bare ett aspekt ved belysning. Det er viktigere å se på en spektral kraftfordeling av lys og intuitivt forstå hvordan lysets farge vil påvirke atferd, tilfredshet, psykologiske reaksjoner og helse. Fargen på lyskilder - enten den er "varm" eller "kjølig" i utseende har enorme effekter på menneskers helse, produktivitet og velvære.

Blending

Blending oppstår når luminanser, eller luminansforhold, er overdrevent høyere enn luminansene eller luminansforholdet som øynene er tilpasset. Konsekvensene av blending inkluderer funksjonshemming (reduksjon i synlighet og visuell ytelse) og ubehag (ubehagelig følelse av lysstyrke som ikke nødvendigvis forstyrrer visuell ytelse eller synlighet). Blending kan være et resultat av lys som når øyet direkte fra en lyskilde (direkte gjenskinn) eller forårsaket av refleksjoner av høy luminans fra en reflekterende overflate (reflektert gjenskinn). Overheadlysarmaturer kan tildeles en Unified Glare Rating (UGR) eller Visual Comfort Probability (VCP) for å forutsi ubehagsblending i interiørapplikasjoner. Maksimal UGR på 19 eller minimum VCP på 70 anses som akseptabel for lesing, skriving og datamaskinbaserte oppgaver. Når et høyere nivå av visuell komfort ønskes, bør armaturer med en UGR på 16 eller en VCP på 80 velges.

Flimmer

Flimmer er amplitudemodulering av lys som er distraherende og har en rekke negative konsekvenser. Både lysrør og LED-armaturer som drives av strømforsyninger av dårlig kvalitet, kan produsere ved dobbelt så høy strømlinjefrekvens (dvs. 120 Hz eller 100 Hz). Flimmer er generelt merkbart ved frekvenser høyere enn 70 Hz. Imidlertid kan flimmer som ikke er merkbart for det menneskelige øyet fortsatt produsere en nervesystemrespons. Både synlig og umerkelig flimmer gir bekymring. Ulikt fra person til person kan eksponering for flimmer føre til anstrengelse av øynene, ubehag, kvalme, redusert synsevne, panikkanfall, hodepine, migrene, epileptiske anfall og tegn på forverrende autistiske tilstander. I utdanningsinstitusjoner hvor barn eller unge oppholder seg over lengre tid hver dag, bør det utøves streng flimmerkontroll. Prosenten flimmer bør helst ikke overstige 4 prosent ved 120 Hz eller 3 prosent ved 100 Hz, noe som er ekstremt trygt for alle populasjoner. Maksimal tillatt verdi 10 prosent ved 120 Hz eller 8 prosent ved 100 Hz.

Tilslørende refleksjoner

Tilsløringsrefleksjoner er flekker med høy luminans (lyse bilder av en lyskilde) som reflekteres av speilende overflater som dataskjermer eller glanset lesemateriale. Tilsløringsrefleksjoner fra enten primære lyskilder (enker eller armaturer) eller sekundære lyskilder (reflektert) reduserer kontrasten til en oppgave og skjuler detaljer. For å sikre at ingen lyskilder skaper speilende eller diffus refleksjon i en persons øyne, plasser dataskjermer i en posisjon vinkelrett på lyskilden, eller spesifiser en armatur med en lysfordeling som har minimalt med lys som sendes ut i problemvinkler.

Modellering av ansikter og gjenstander

Ansikts- og objektmodellering er en viktig belysningshensyn i utdanningsinstitusjoner. Samspillet mellom lys og skygge i et ansikt kan hjelpe lærer-elev kommunikasjon ved å gjøre leppene lettere å lese og ansiktsbevegelsene lettere å tolke. Belysning kan legge til form og dybde til en visuell scene, avsløre tekstur og detaljer i objekter, skape et ønskelig mønster og få frem høydepunkter og visuelle interesser. Sterk retningsbelysning kan forårsake lite flatterende dyp skyggelegging, mens ekstremt diffus belysning får ansikter eller gjenstander til å virke flate eller uinteressante. En riktig blanding av retningsbestemt og diffus belysning er derfor ønskelig.

Generell belysning

Generell belysning er hovedkilden til belysning i klasserom. Den gir plassen generell belysning samtidig som den fungerer som den primære kilden til arbeidsbelysning. Generell belysning i klasserom kan oppnås ved bruk av takmonterte lyssystemer med direkte, indirekte eller kombinasjon direkte/indirekte fordeling. Direkte belysning leverer uavbrutt lys fra armaturen til et horisontalt oppgaveplan. Indirekte belysning fordeler lyset mot et tak, som igjen reflekterer lyset nedover. Direkte/indirekte belysning gir lysfordelinger både nedover og oppover. Direkte lyssystemer er effektive i å levere lys, men kan skape harde skygger, slørrefleksjoner og uønskede visuelle effekter som mørke tak og kamskjell på øvre veggflater. Med belysning rettet mot tak, fordeler indirekte belysningssystemer lys jevnt til overdreven luminans i synsfeltet. Indirekte belysning får imidlertid et rom til å virke matt og tomt for høydepunkter og visuelle interesser. Direkte/indirekte belysning kombinerer fordelene med direkte og indirekte belysning for å gi balanserte lysfordelinger for forbedret visuell komfort, jevn belysning på horisontale arbeidsflater, og forsterket inntrykk av plass, årvåkenhet og visuell klarhet.

Til tross for bekymringen for å produsere gjenskinn og huleeffekt, er direkte belysning nesten et universelt valg i klasserom ganske enkelt fordi de fleste undervisningsrom har lav takhøyde. Direkte belysning leveres vanligvis i form av innfelt belysning, innfelt belysning eller hengende belysning. Direkte lysarmaturer kan utformes i forskjellige former og størrelser. I utdanningsinstitusjoner er lysarmaturer i vanlig bruk rektangulære troffere designet for installasjon i gittertak og lineære lysarmaturer designet for innfelte, overflatemonterte og innfelte installasjoner. Troffere er tilgjengelige i form av volumetriske troffere, parabolske troffere, diffuse/linsede troffere og kantbelyste LED-paneler. Lineære lysarmaturer kommer i standard lengde seksjoner, for eksempel 4, 8 eller 12 fot seksjoner, eller i en kontinuerlig løpskonfigurasjon.

Lysteknologi

I løpet av de siste tiårene hadde belysning av klasserom og andre pedagogiske rom vært en nesten eksklusiv provins for lysstoffrørsteknologi. En fluorescerende lampe bruker elektrisitet til å eksitere kvikksølvdamper i et glassrør. Kvikksølvdampen slippes ut for å avgi ultrafiolett (UV) lys som deretter får et fosforbelegg til å fluorescere, og produsere lys i det synlige spekteret. Lysrør fikk utstrakt bruk på grunn av deres høye lyseffektivitet, diffuse lysfordeling og lange levetid. Bruken av fluorescerende lamper er imidlertid kontroversiell. Fluorescerende lamper har mange ulemper som ultrafiolett stråling, lang oppstartstid, radiointerferens, høy skjørhet, harmoniske forvrengninger, begrenset driftstemperaturområde og redusert levetid på grunn av hyppig svitsjing. Likevel er den mest negative effekten av fluorescerende belysning at den reduserte kvaliteten på interiørbelysningen betydelig og utgjorde helserisiko. En overdreven mengde fokus på lyseffektivitet førte til at flertallet av fluorescerende lysarmaturer presterte dårlig i fargegjengivelse og leverte en for høy fargetemperatur (6000 K - 6500 K) som kunne ha en forstyrrende effekt på den menneskelige døgnrytmen og reiste bekymringen for blålysfare. Fordi en fluorescerende lampe krever en ballast for å regulere strømmen som leveres via elektrodene til lampen, oppstår problemet med flimmer. Når det gjelder lyskvalitet, er lysrør en spesielt dårlig start i historien til kunstig belysning for innvendige rom.

Solid state belysning basert på lysemitterende diode (LED) teknologi vinner raskt popularitet. LED har blitt den dominerende lyskilden for alle tenkelige belysningsapplikasjoner. En LED er en halvlederenhet som konverterer elektrisk energi direkte til fotoner. Halvlederanordningen har en pn-overgang dannet av motsatt dopede lag av et halvledermateriale som indiumgalliumnitrid (InGaN). Når pn-krysset er forspent i retning fremover, injiseres elektroner og hull i det aktive området og rekombineres for å generere lys. LED-teknologi adresserte mange av ulempene ved konvensjonelle teknologier og tilbyr løftet om høy effektivitet, lang levetid, høy spektral allsidighet, eksepsjonell kontrollerbarhet (på/av/dimmes), høy fleksibilitet i optisk design og høy motstand mot støt og vibrasjoner. LED produserer strålingseffekt bare i det synlige spekteret (vanligvis fra 400 til 700 nm). Fravær av ultrafiolett (UV) og infrarød (IR) stråling gjør denne teknologien spesielt godt egnet for bruk av personer med en spesifikk følsomhet eller i situasjoner der den optiske strålingen fra tradisjonelle lyskilder vil utgjøre en risiko for mennesker.

LED lysarmaturer

Lang levetid og høy energieffektivitet er kjennetegnende fordeler med LED. Dette fører til en vanlig misforståelse om at den lange levetiden og høye lyseffekten til LED-lyssystemer er en selvfølge. En fluorescerende armatur bruker et sett med lamper, f.eks. den lineære T5 (5/8 tomme diameter), T8 (1 tomme diameter) og T12 (11/2 tomme diameter), standardisert i hele industrien og på tvers av produsenter med lignende levetid , lyseffekter og vedlikehold av lumen. Armaturet fungerer i utgangspunktet som monteringsramme for lampene og gir begrenset kontroll over lysfordelingen. I motsetning til dette er en LED-armatur generelt et høyt konstruert system som helhetlig integrerer LED med termiske, elektriske og optiske undersystemer for å gi et akseptabelt produkt. Systemeffektiviteten og levetiden til en LED-armatur er i stor grad avhengig av systemdesign og konstruksjon. Levetiden til en LED-armatur er basert på den første gangen armaturen krever vedlikehold, noe som sannsynligvis skyldes forringelse av lumen, fargeskift, funksjonsfeil eller til og med brå feil i LED-drivere.

LED er den mest effektive lyskilden som er tilgjengelig i dag. Imidlertid omdannes fortsatt mer enn halvparten av den elektriske kraften til LED-er til varme. I motsetning til glødelamper og halogenlamper som stråler varme ut av lampene i form av infrarød energi, er varme som genereres av lysdioder fanget inne i halvlederpakkene og må spres gjennom selve armaturen. Overflødig varmeoppbygging i LED-ene kan akselerere nedbrytningsprosessen av brikken, fosforet og emballasjematerialene. Forhøyede overgangstemperaturer har vist seg å forårsake mange feilmekanismer som kjernedannelse og vekst av dislokasjoner i det aktive området av dioden, nedbrytning av fosforkvanteeffektivitet og misfarging av innkapslings- og plasthus. Effektiv termisk styring er derfor avgjørende for at LED-er skal kunne fungere til deres nominelle levetid. Termisk design er den viktigste delen av armaturdesign. Alle materialene og komponentene i den termiske banen fra halvlederformen gjennom kretskortet (PCB) til omgivelsesmiljøet må ha lav termisk motstand. Effektiviteten til en termisk design avhenger i hovedsak av kjøleribbens evne til å spre varme gjennom termisk ledning og konveksjon. Overhead lysarmaturer som troffere og lineære pendler gir vanligvis tilstrekkelig volum for å skape tilstrekkelig overflate som letter varmeveksling.

Oftere enn ikke er poenget med feil eller feil i et LED-system LED-driveren. Siden LED-er er følsomme for selv svært små endringer i strøm og spenning, må LED-driverkretsene konfigureres til å regulere utgangen ved en konstant strøm under forsyningsspenning eller lastvariasjoner. Drift av lysdioder med riktig drivstrøm er også en del av termisk styring. Å overstyre det en LED er vurdert for vil øke overgangstemperaturen og redusere intern kvanteeffektivitet til LED. Nøkkelytelsesmålingene til sjåfører fokuserer på deres evne til å regulere strømmen til en LED eller en streng (eller strenger) av LED-er hensiktsmessig og effektivt, samtidig som de leverer høy effektfaktor og lav total harmonisk forvrengning (THD) over et bredt inngangsspenningsområde . Føreren må også sørge for beskyttelsesfunksjoner mot overbelastning, åpen- og kortslutningsforhold, samt forbigående spenningsdemping og intelligent overtemperaturbeskyttelse. Noen belysningsprodusenter kutter imidlertid kostnadene ubønnhørlig ved å underdesigne driverkretsene. Dette fører ikke bare til at påliteligheten til driverkretsen blir kompromittert, men gjør også flimring til et problem fordi lavprisdrivere ofte gir ufullstendig krusningsundertrykkelse. Det er generelt uakseptabelt at krusningsverdien til utgangsstrømmen overstiger ±10 prosent.

Optisk design blir en høy prioritet i design av LED-systemer. Ensartet belysningsstyrke over et stort område eller oppgaveplan krever bruk av et stort antall mid-power lysdioder. Den høye intensiteten til disse miniatyrlyskildene gjør blendingsdemping til en forrang. LED-armaturer kommer i en rekke fordelingsegenskaper som oppnås ved hjelp av optiske komponenter som diffusorer, linser, reflektorer og lameller. Direkte gjenskinn fra lysdioder kan dempes ved å spre lysstyrken over store overflater. Linser som inneholder en rekke små prismer kan redusere luminansen til armaturen ved synsvinkler nær horisontale. Refleksjon er en ofte brukt teknikk for å regulere lysstrøm fra LED. Volumetriske troffere er en type "reflekterte direkte" armaturer som reflekterer lys fra den indre overflaten av et innfelt hus, mens LED-modulene som sender ut lys oppover er skjermet eller skjult i metallkurver bakket med diffus akryl. Kantbelyste LED-panellys sprøyter lys inn i en lyslederplate (LGP) som deretter fordeler lyset jevnt mot en diffusor gjennom total intern refleksjon (TIR). Evnen til å levere jevn belysning uten å skape for høy luminans gjør disse innfelte armaturene til en arbeidshest i utdanningsinstitusjoner.

Fargegjengivelse

Som med fluorescerende belysning, har avveiningen mellom fargekvalitet og lyseffektivitet holdt seg i LED-belysningens tid. Hvite lysdioder er vanligvis fosforkonverterte lysdioder som bruker lys med kort bølgelengde som sendes ut fra lysdioder for å pumpe fosfor (luminescerende materialer). De fleste fosforkonverterte lysdioder er blå pumpelysdioder som delvis konverterer elektroluminescensen. En blå pumpe-LED med høy fargegjengivelse krever at en veldig stor del av lyset med kort bølgelengde konverteres ned. Denne prosessen med å konvertere pumpelys til fosforlys (fotoluminescens) innebærer en stor mengde Stokes energitap. Konvertering av lyseffektivitet av stråling (LER) ved øyefølsomhet er ineffektiv over spektralfordelingen av lys med lengre bølgelengde. Når disse effektene kombineres, er lyseffekten til lysdioder med høy fargegjengivelse som har en SPD mer jevnt spredt over hele det synlige spekteret relativt lav enn lysdioder med lav fargegjengivelse som er overmettede i de blå og grønne bølgelengdene.

Som et resultat av å gå mot høyeffektiv belysning og redusere kostnadene, har de fleste LED-armaturer som brukes i utdanningsinstitusjoner LED-er med en fargegjengivelsesindeks (CRI) på 80, noe som er akseptabelt (men langt fra bra). Spesielt er lys som sendes ut fra disse armaturene mangelfull i bølgelengder som gjengir mettede farger. For at et klasserom skal ha en behagelig følelse og for at farger skal virke naturlige, må lyskilden være i stand til å utløse visuell respons på alle bølgelengder i det synlige spekteret. Utdanningsfasiliteter fortjener belysning med høy fargekvalitet, f.eks. en CRI på 90. Mens blå pumpe-LED-er kan utformes for å gi overlegen fargegjengivelse, har fiolette pumpe-LED-er blitt utviklet spesielt for å produsere bredspektret hvitt lys som leverer strålende kraft ganske bredt på tvers av det synlige spekteret.

Vitenskapen bak lysets farge

Den korrelerte fargetemperaturen (CCT) til en lyskilde er ment å karakterisere fargen på lys (f.eks. varm eller kjølig). Hvitt lys som viser en varm tone har en CCT i området 2700 K til 3200 K. Hvitt lys med en CCT i området 3500 K til 4100 K blir ofte referert til som å ha et "nøytralt hvitt" utseende. Hvitt lys med en CCT over 4100 K omtales som å ha et "kjølig hvitt" utseende. Ikke alt hvitt lys er like, enten utseendet til hvitt lys er varmt eller kjølig, påvirker ikke bare vår oppfatning visuelt og følelsesmessig humøret vårt, men har også effekter på en rekke nevroendokrine og nevroatferdsreaksjoner. Generelt tilsvarer kjøligere hvitt en relativt høy prosentandel av blått lys i spekteret og varmhvitt indikerer en lav blå komponent i spekteret.

Forskning har fastslått at blått lys kan stimulere de iboende fotosensitive retinal ganglioncelle (ipRGC) fotoreseptorene i ganglioncellelaget på netthinnen. ipRGC-ene transduserer lys til nevrale signaler for den biologiske klokken. Den biologiske klokken som ligger i de suprachiasmatiske kjernene (SCN) regulerer deretter kroppstemperaturen og frigjør endokrine hormoner, som melatonin og kortisol. En tilstrekkelig høy dose bioaktivt blått lys vil utløse den biologiske hovedklokken til å programmere menneskekroppen for dagmodus. Eksponering for blå stråling ble oppdaget for å stimulere produksjonen av hormoner som kortisol for stressrespons og årvåkenhet; serotonin for impulskontroll og karbohydrattrang; og dopamin for nytelse, årvåkenhet og muskelkoordinering. Mens man simulerer en fysiologisk respons på dagtid, resulterer eksponering for bioaktivt blått lys også i undertrykkelse av det søvnfremmende hormonet melatonin. Siden den støtter konsentrasjon, årvåkenhet og ytelse, brukes derfor ofte sterkt hvitt lys med høye blå komponenter i timer med læring.

Vanligvis er kjølig hvitt lys med en CCT rundt 4100 K valgt for dagslys i undervisningsrom. Maksimal CCT for innvendig belysning generelt bør ikke overstige 5400 K, som er den tilsynelatende fargetemperaturen til sollys som skinner direkte fra hodet. Introduksjonen av lysrør fulgte imidlertid med en kraftig økning i fargetemperaturer for interiørbelysning. Lyskilder som produserer hvitt lys med bølgelengder akkumulert i den blå enden av spekteret har den høyeste lyseffekten på grunn av minimal fotoluminescens involvert og høy øyefølsomhet over dette spektralbåndet. Dette gjør CCT-er i 6000 K til 6500 K-serien til et vanlig valg for pedagogisk belysning. Imidlertid virker optisk stråling med en så ekstremt høy CCT hard og forårsaker ofte fargeforvrengning på grunn av de manglende bølgelengdene for å gjengi mettede farger. Det viktigste er at eksponering for blå stråling i en ekstremt høy dose gjennom dagen kan overbelaste menneskekroppen og gjøre det vanskelig å opprettholde jevne døgnrytmer.

Studenter fortsetter vanligvis å motta høy intensitet blå stråling i løpet av timene med nattcoaching, noe som resulterer i feil undertrykkelse av melatonin om kvelden. Den nattlige frigjøringen av melatonin fra 21.00 til 07.30 er en viktig beskyttelsesmekanisme som støtter essensiell regenerering og undertrykker utviklende kreftceller i kroppen vår. Om kvelden, minst to timer før leggetid, bør høy CCT og høyintensitetsbelysning unngås. Moderate nivåer av varmt hvitt lys, definert som 60 lux, er tilstrekkelig for mindre visuelle oppgaver uten døgnforstyrrelser.

Justerbar hvit belysning

Effektene av belysning på menneskers helse, velvære og ytelse fikk belysningsindustrien til å utvikle en løsning som kan fremkalle spesielle menneskelige biologiske responser for økt konsentrasjon, årvåkenhet og ytelse, samtidig som den støtter en gunstig døgnrytme. Justerbar hvit belysning tillater modulering av fargetemperaturen til hvitt lys, med lysintensitet kontrollert uavhengig. Denne teknologien gjør det mulig å levere et dynamisk lysskjema gjennom hele dagen og gjør det mulig å tilpasse belysningen til behovene til ulike målgrupper. Justerbar hvit belysning basert på LED-teknologi er drivkraften bak den akselererte distribusjonen av menneskesentrisk belysning (HCL). Menneskelig sentrisk belysning er designet for å forsterke kroppens døgnrytme og den naturlige syklusen av biologiske funksjoner. Det gir bevisst kontroll over hormonelle prosesser og læringsmiljø gjennom en helhetlig utforming av de visuelle, biologiske og emosjonelle effektene av lys. Mengden og spekteret av interiørbelysning kan tilpasses for å reflektere egenskapene til naturlig dagslys i løpet av dagen.

Fotobiologisk sikkerhet

Lenestoleksperter har gjort oppstyr om faren for blått lys ved LED-belysning. De hevder at blå pumpe-LED inneholder høyere deler av blå bølgelengder og dermed har mer potensial enn andre typer lyskilder til å utgjøre en risiko for blått lys. Faren med blått lys er en fotokjemisk indusert netthinneskade forårsaket av strålingseksponering ved bølgelengder primært mellom 400 nm og 500 nm. Bare fordi hvite lysdioder bruker blå emittere til å pumpe ned fosforomformere og det kan være en tydelig blå topp i SPD-ene deres, betyr det ikke nødvendigvis at lysdioder har større potensiale til å forårsake fotokjemiske skader på netthinnen. Hvitt lys med ulik farge er i utgangspunktet et resultat av ulike kombinasjoner av lange og korte bølgelengder. Det er en sterk korrelasjon mellom CCT og blått lys, uavhengig av hva hvitt lys sendes ut fra. Farevektingsfunksjonen for blått lys strekker seg over en rekke bølgelengder. Det er viktig å vurdere rekkevidden av farlig stråling, snarere enn noen lokal topp. Den totale mengden blå bølgelengder i den spektrale sammensetningen av lys som sendes ut av lysdioder er generelt det samme som lys som sendes ut av en hvilken som helst annen lyskilde ved samme fargetemperatur.

For å gjenta: LED er ikke fundamentalt forskjellige fra lyskilder som bruker tradisjonelle teknologier når det kommer til fotobiologisk sikkerhet. Det som bør klandres er bruken av ekstremt høy CCT i interiørbelysning. Hvitt lys med en CCT over 6000 K inneholder en betydelig mengde blått lys og er mer sannsynlig å forårsake fotokjemisk skade på netthinnen enn hvitt lys som sendes ut av lyskilder med lav CCT. Terskelbelysningsstyrken for risikogruppeklassifisering som RG2 eller høyere er 1000 lux for en lyskilde med en CCT på 6000 K, 1600 lux for en lyskilde med en CCT på 4000 K, og 3200 lux for en lyskilde med en CCT på 2700 K. En fareklassifisering for blått lys av risikogruppe 2 og 3 er imidlertid svært usannsynlig for alle typer hvite lyskilder ganske enkelt fordi den maksimale belysningsstyrken for pedagogiske bruksområder sjelden overstiger 300 lux. Viktigere er at et produkt også må overskride terskelen for at luminansforholdene skal anses som farlige (10 mcd/k2 ved 6000K, 16 mcd/k2 ved 4000K, 30 mcd/k2 ved 2700K for risikogruppe 2). Selv når det er fare fra risikogruppe 2 eller 3, vil aversjonsreaksjonene til mennesker redusere faren, så blålysfaren er ingenting for folk å bekymre seg for.

Populære tags: Klasseromslysdesign LED lysarmaturer for skoler og utdanningsanlegg, Kina, leverandører, produsenter, fabrikk, kjøp, pris, best, billig, til salgs, på lager, gratis prøve