Какая лампа менее вредна для человеческого глаза?
О результатах исследования и сравнения светодиодной лампы, лампы накаливания и энергосберегающей лампы. Как производят светодиоды и почему такая большая гарантия на светодиодные лампы?
Каждый вечер, приходя домой, мы включаем свет. Образ ночного города изменяется, загораются подсветки домов, музеев, памятников, включается освещение магистралей и проспектов. А вы задумывались, что человечество тратит только на освещение около тридцати процентов добытой на всей планете энергии?
Светотехническая отрасль постоянно прогрессирует. Технологии не стоят на месте, ведущие производители осветительных приборов работают над созданием энергоэффективных ламп и светильников, стараются приблизить спектр излучения источников к солнечному свету. В авангарде самых современных технологий на сегодняшний день находятся светодиоды. и светильники постепенно вытесняют лампы накаливания и люминесцентные «энергосберегающие» лампы.
В рамках поставленного эксперимента специалисты лаборатории исследования светодиодных технологий, расположенной в Москве, сокращенно Л.И.С.Т., произвели замеры параметров светодиодной лампы, лампы накаливания и «энергосберегающей» лампы. Замеры провели на специальном поворотном стенде.
Включенную лампу поворачивали под разными углами и измеряли различные параметры. Затем полученные данные с датчиков стенда занесли в компьютер и обработали с помощью специальной программы. Основным показателем для сравнения выбрали параметр углового распределения света в пространстве. Результатом эксперимента должна была стать оценка эффективности и ответ на вопрос: Какая лампа менее вредна для человеческого глаза? Показатель углового распределения света в пространстве позволяет оценить эффективность исследуемой лампы. Результаты получились следующие:
1.Распределение света от лампы накаливания равномерно во всех направлениях.
2. Излучение от «энергосберегающей» лампы неравномерное, это показал график, построенный компьютером, есть провалы и пики. Спектр «энергосберегающей» ламп сильно отличается. У «энергосберегающей» люминесцентной лампы спектр более бедный и менее наполнен составляющими по сравнению с лампой накаливания. Это сказывается на зрительной нагрузке. При чтении и длительной нагрузке под светом «энергосберегающей» люминесцентной лампы можно перестать различать некоторые цвета. Можно не увидеть оттенки и полутона различных цветов. Глаз получает неполную информацию и его нагрузка увеличивается.
3. Светодиодная лампа имеет гораздо более богатый спектр излучения, чем «энергосберегающая» лампа, свет от светодиодной лампы по спектральному составу гораздо ближе к лампам накаливания и соответственно к солнечному свету, к которому привык наш глаз. Под воздействием именно солнечного света и сформировалось наше зрение.
В отличие от «энергосберегающих» ламп содержащих ртуть, в светодиодах отсутствуют вредные вещества. Кроме того, светодиодные лампы и светильники самые . Основной частью светодиода является кристалл, в котором электрический ток преобразуется в свет. Выращивание светодиодного кристалла очень сложный, технологичный и наукоемкий процесс. Выращивание кристалла, по сути, создание неживой природы. При изготовлении кристалла светодиода создаются слои за слоями из различных атомов, так что бы при приложении электрического тока электрон, частица заряда, несущий с собой энергию, пробегал так, как надо. Выращенные слои обладают разной энергетической структурой. И именно эта разная энергетическая структура определяет поведение электрона, бегущего по кристаллу. Когда электрон бежит по кристаллу он естественно следует этой самой энергетической структуре. Термин «выращивание» применяется потому что процесс создания слоя – это «насаживание» одного атома на другой. Выращивание кристалла происходит в стерильных условиях и под строжайшим контролем. Для выращивания кристалла используют сапфировую пластину.
В специальном реакторе на поверхность сапфировых пластин напыляют газы содержащие Галлий, Азот и Индий. Взаимодействие газов образует один слой за другим. Для того, что бы повторить создание слоя, необходимы знания квантовой механики и зонной инженерии. Оборудование позволяет выстраивать практически любые комбинации и посылать для напыления огромное количество разных газов. Для поиска нужной комбинации без обладания нужных знаний, путем подбора, можно потратить миллиарды лет. Только знание и понимание физики позволяют предсказывать, что получиться в результате. После напыления слоев на сапфировые пластины с выращенными кристаллами наносят защитный слой и крепят электрические контакты, так формируются светодиодные чипы. Далее сформированные чипы проходят тесты на качество и попадают на участок монтажа.
На участке монтажа чип соединяется с внешними контактами светодиодного корпуса и заливается силиконом или эпоксидным гелем. Эту операцию делает робот-автомат. На выходе автомат выдает кассету, где уже в каждом индивидуальном корпусе находится светодиодный чип. После этой операции происходит контроль качества.
Следующая операция, которая производится, когда уже чип находится внутри корпуса, к нему, к корпусу приваривается тончайший провод. Толщина провода всего 25 микрон. Провод может порваться или некачественно привариться, поэтому специальный стенд проверяет провод на отрыв. Таким образом, исключается один из возможных дефектов светодиода – некачественный контакт. Теперь светодиод готов к пропуску через него электрического тока. Светодиод будет вырабатывать свет неприятного для человеческого глаза синего цвета. Теперь, что бы светодиод можно было использовать на него необходимо нанести хитрую гелиевую смесь с содержанием люминофора. Это следующий технологический процесс. На этой операции происходит преобразование синего света, который выходит из светодиодного чипа в белый свет определенного спектра.
От химического состава гелиевой смеси с содержанием люминофора будет зависеть оттенок белого света. Общепринятые выпускаемые оттенки:
1. «Холодный свет», подходящий для технических помещений, где не нужна зрительная нагрузка.
2. «Нейтральный свет», близкий к дневному, согласно исследованиям самый полезный для человека.
3. «Теплый свет», почти желтый, максимально похожий на свет лампы накаливания.
Кроме того, гель должен выдерживать определенную температуру и влажность. Качество гелиевой смеси влияет не только на цвет светодиода, но и на срок службы.
Далее каждый светодиод тестируют согласно технологии. На заводе проверяют светодиоды по разным параметрам, яркости и цвету излучения. Такой контроль позволяет снизить процент брака к ничтожно-малому значению. Затем проверенные светодиоды распределяют по параметрам, крепят на пластиковую ленту и упаковывают. Эти процессы также автоматизированы. На последнем этапе светодиоды снова проверяют. Ленты сворачивают и упаковывают. Именно в таком виде светодиоды поступают к производителям светодиодных ламп и светильников. От соблюдения технологии производства каждого из процессов зависит качество готового светодиода.
В лаборатории исследования светодиодных технологий находится стенд исследований, где представлены большинство производимых в мире светодиодов. Исследуемые светодиоды были включены, на этом стенде, более 7 лет назад и не выключаются по сей день.
Такой эксперимент позволяет проводить периодические исследования характеристик, которые изменяются в процессе непрерывного горения светодиода. Тем самым прогнозируется срок службы с высокой степенью вероятности. Именно поэтому производители светодиодных ламп и светильников гарантируют такой .
Из-за длительного срока службы и большей энергоэффективностью по сравнению с другими источниками света светодиоды начинают активно использовать в освещении. После установки уличных светодиодных светильников становиться снижаются затраты на оплату электроэнергии, увеличивается долговечность светильников, что дополнительно снижает временные и материальные затраты на обслуживание освещения. К примеру, установленные 100 светодиодных уличных светильников вместе потребляют 12 кВт в час. Примерно столько электроэнергии расходуется в загородном доме, если включить одновременно все бытовые приборы и лампы накаливания.
О преимуществах светодиодного освещения , но пожалуй, самым главным достижением светодиода является его энергосбережение.
Попробуем на частных примерах объективно ответить на этот вопрос лишь с небольшой долей пропаганды новых технологий и всеобщего обуревающего желания энергосбережения. Будем сравнивать между собой 4 вида ламп, используемых в быту: лампа накаливания (ЛН), галогеновая лампа накаливания (ГЛН), компактная люминесцентная лампа (КЛЛ) и светодиодная лампа (LED) по нескольким параметрам.
Яркость света лампы (по-научному, количество света или световой поток)
При одной и той же мощности галогеновая лампа накаливания светит ярче обычной ЛН на 20% (т.е. в 1,2 раза ярче). Компактная люминесцентная лампа светит ярче обычной ЛН в 5 раз. Светодиодная LED лампа светит ярче обычной ЛН в 6-10 раз.
Почему такой разбег? Да потому, что LED лампа самая технологически сложная в своей конструкции из всех перечисленных, и качество того или иного компонента прямым образом отражается на яркости лампы.
Таким образом, светодиодная лампа лидирует по параметру «яркость». И если развивать эту мысль глубже, то можно говорить и о том, что самым эффективным и энергосберегающим решением на сегодня будет использование LED (светодиодных) ламп.
Качество света лампы (по-научному цветовая температура и цветопередача)
Не вдаваясь в подробности протекающих биохимических процессов в сетчатке нашего глаза, можно сразу сказать: для домашнего использования самым приятным светом является желтоватый свет галогеновой лампы. Он ближе всех к эталонному солнечному свету, и только при нем среднестатистический человек ощущает себя наиболее комфортно в своем любимом кресле с бутербродом и газетой в руках.
Все остальные типы ламп также могут применяться в быту. Но чуть дальше всех следовало бы отодвинуть КЛЛ: ее свет наименее подходящий для жизни.
Для офисного освещения правильным будет считаться белый, но не желтый свет люминесцентных либо светодиодных ламп, с точки зрения качества света - без разницы. Но люминесцентные лампы должны быть нового поколения (с индексом цветопередачи не ниже 8, если кому интересно).
Срок службы ламп
Самая спорная характеристика, если учитывать воздействие внешних факторов (качество напряжения, условия эксплуатации и прочее), а также само качество производимого товара. Если не учитывать, то ответ простой: впереди планеты всей по долгожительству должны быть LED лампы. Срок службы их должен быть в среднем 50.000 часов. Далее должны следовать КЛЛ со сроком 8.000 часов. Затем галогенки – 2.000 часов. И в конце списка плетутся «лампочки Ильича» - 1.000 часов.
Теперь самое интересное: перевернем список наоборот. И это будет правдой на сегодняшний день. Кто-нибудь видел светодиодную лампу включенной 50.000 часов (это почти 14 лет при использовании лампы 10 часов в день)? Если видели, позвоните нам – принимаем свидетельские показания.
А вот лампу накаливания, которая работает уже более 100 лет, видели многие американцы. Факт есть факт: в пожарной части американского города Ливермор живет и умирать не собирается практически обычная (на 1900 год) лампочка. Конечно, без фокусов не обошлось: напряжение на этой лампе значительно меньше номинального. Наши русские кулибины этот фокус знают не хуже американцев, поэтому переделанные лампы накаливания (с диодом) в подъездах тоже горят годами.
Но это всего лишь забавный момент, не будем ориентироваться на него в повседневной жизни. Срок службы лампы накаливания действительно невысок.
А вот чтобы галогенная лампа отслужила положенные 2000 часов в реальных условиях, требуется дополнительно приобретать стабилизатор напряжения. Либо приобретать светильники (лампы) на 12 Вольт с трансформатором.
Срок службы КЛЛ и LED ламп также очень зависят от качества напряжения. Если оно «скачет», лампы долго не продержатся. Еще одним важным критерием для люминесцентных ламп является частота включения-выключения. Если любите щелкать выключателем, КЛЛ не Ваш вариант.LED лампы этого недостатка лишены. Но у них другая слабость: они боятся перегрева. Перегрев из-за высокой температуры внутри помещения, перегрев самой лампы из-за некачественной сборки светильника или лампы убивают такую лампу в считанные дни.
Таким образом, только при соблюдении правил использования качественных ламп в качественной среде заявленные сроки их службы будут актуальны, и в лидерах окажется опять-таки светодиодная лампа.
Воздействие на человека и безопасность использования
В первую очередь, когда говорится о вредном воздействии на человека света той или иной лампы, подразумевается воздействие выделяемого ультрафиолетового излучения на его органы зрения, кожный покров и пр. Спешим успокоить: в современных лампах общего применения количество это ничтожно мало и опасности не представляет.
Значит, ответственным гражданам, обладателям перегоревших КЛЛ, коим не безразлично свое здоровье и здоровье последующих поколений, следует с некоторой периодичностью посещать места приемки этих вредных ламп.
Еще важный пункт для владельцев офисных и магазинных «совковых» светильников с линейными (в виде длинных трубок) люминесцентными лампами: свет этих ламп из-за его мерцания вреден для глаз и психического состояния сотрудников. Побеспокойтесь о своем здоровье, здоровье рабочего коллектива, ну и, наконец, о своих деньгах. Контролирующие органы все равно заставят Вас перейти на «правильные» светильники с отсутствием мерцания.
Про опасности использования ламп накаливания и светодиодных сказать по сути нечего. Основная опасность для человека в использовании галогенных ламп и ламп накаливания состоит в том, что их нельзя пачкать, подвергать вибрации в процессе свечения, вставлять в светильник под напряжением. Колба лампы может с громким хлопком лопнуть. Особенно это касается ГЛН. Приятного мало - полет со стремянки мягким не будет.
Подытожим этот раздел: Самыми безопасными считаются опять-таки LED лампы, а в явных аутсайдерах оказываются люминесцентные лампы.
Нюансы использования
В силу простоты конструкции и, как следствие, неприхотливости, а также низкой цены самой употребляемой лампой можно назвать лампу накаливания.
Галогенка, как младшая сестра ЛН, также используется практически везде, где нет явных перепадов напряжения, а с трансформатором (стабилизатором) – везде.
КЛЛ имеет одну особенность: использование этих ламп в уличных светильниках в холода становится затруднительным или даже невозможным.
Применение в быту LED ламп пока еще ограничено дизайном ламп при приемлемой мощности (яркости). То есть Вы не получите ту же освещенность от люстры с открытыми галогенными лампами, заменив их на светодиодные. Либо получите, но это будет странное или даже ужасное зрелище. Однако, установка светодиодных ламп в точечные светильники или светильники закрытого типа (плафоны) будет удачным решением.
В целом, LED лампы с электронным блоком, как и КЛЛ выгодно использовать лишь при качественном питающем напряжении. Еще нюанс в работе КЛЛ и LED ламп: эти лампы проблематично использовать с простыми (дешевыми) датчиками движения, светорегуляторами, а также выключателями с подсветкой.
Подводя черту под все вышесказанное, резюмируем: на сегодняшний день самыми яркими, безопасными, «живучими» источниками света являются светодиодные лампы хороших качественных производителей. Использование таких ламп со стабилизаторами напряжения (блоками питания) при качественном освещении позволит Вам экономить на:
- потребляемой электроэнергии;
- времени на замену и возможной оплате наемных работников, нанятых для замены;
- и еще раз на электроэнергии уже систем кондиционирования, так как LED лампы выделяют тепла в разы меньше традиционных ламп.
У компактных люминесцентных ламп и ламп накаливания «прогноз неблагоприятный»: производство их будет снижаться. Особенно быстро это будет происходить в «благополучных» странах, куда очень хотелось бы занести лет через десять и нашу с Вами страну.
Галогенные лампы подвержены эволюции больше, нежели КЛЛ и ЛН. Новые разработки компаний Osram, Philips и других производителей-лидеров неуклонно поднимают качество и способности этих ламп. Тем не менее, ощущение такое, что лампы этого типа со временем будут предназначаться лишь для эстетов или в какой-либо профессиональной деятельности.
Современный рынок светильников настолько разнообразен, что выбрать лампочку, которая бы выглядела стильно и не навредила нашему здоровью, бывает совсем не просто. В сентябре 2009 года во всех странах Евросоюза перестали продавать лампочки накаливания мощностью 100 Вт и более, а до сентября текущего года должны быть изъяты с продажи все виды ламп накаливания.
Ограничения продаж ламп накаливания , которыми люди успешно пользовались с 1879 года, привело к тому, что все больше людей сегодня отдают предпочтение энергосберегающим лампам. Однако немногие из нас могут позволить себе использование дорогих энергосберегающих лампочек и отказаться от дешевых ламп накаливания, несмотря на то, что привычные нам лампочки неэкономичны, так как большую часть электроэнергии они переводят в тепло. В помещениях, где источником света являются лампы накаливания, электричество расходуется в основном на отопление помещения, а не на выработку тепла.
Наука не стоит на месте и ученые решили , что современный человек должен иметь лампы, которые светят ярче и работают дольше. Сокращать расходы электричества должны помочь люминесцентные энергосберегающие лампы, которые работают по другому принципу и строение их коренным образом отличается от "лампочки Ильича". Энергосберегающие лампы святятся за счет газа, а не из-за проволочки, как в лампе накаливания.
Потребляют они электроэнергию на 30% меньше, а срок их службы в 10 раз больше обычных лампочек. Энергосберегающие лампы можно применять в пластиковых светильниках, в настольных лампах и люстрах не опасаясь того, что светильник может расплавиться. Теплоотдача у них значительно ниже, чем у традиционных лампочек. Популярность энергосберегающих ламп заключается и в том, что они смотрятся более модно и стильно, благодаря разнообразию форм. Это позволяет применять их даже в самых оригинальных светильниках и люстрах, как предмет декора. Энергосберегающие лампы освещают помещение равномернее и мягче, что больше соответствует естественному освещению и сохраняет здоровье глаз.
Новое всегда с трудом пробивает дорогу , не стали исключением из этого правила и энергосберегающие лампы. Немецкий врач Александер Вунш на основании проведенных исследований влияния электрических источников света на здоровье человека пришел к выводу, что лампы накаливания являются наиболее приближенными к естественному свету, а энергосберегающие лампы могут нанести серьезный вред здоровью и привести к гормональным изменениям в организме.
"При несоблюдении правил обращения с энергосберегающими лампами у человека может развиться любое , в том числе сахарный диабет, остеопороз, нарушения работы сердечной и иммунной системы" - предупреждает Александер Вунш. По его мнению, энергосберегающие лампы повышают риск развития простаты и рака груди, а использование ртути в этих лампах повышает их уровень вредности для здоровья во много раз.
Исследования ученых ассоциации Британских дерматологов также подтвердили опасность для здоровья энергосберегающих ламп. От модных лампочек могут пострадать люди с повышенной чувствительностью кожи, так как энергосберегающие лампы излучают более интенсивный свет, чем лампы накаливания. У людей с фоточувствительной кожей от освещения энергосберегающих ламп могут обостриться уже имеющие кожные заболевания, а также наблюдаться частые головные боли и головокружения у больных эпилепсией. Уровень ультрафиолетового излучения, вырабатываемого энергосберегающими лампами, может также оказывать негативное влияние на здоровье, как и воздействие солнца на улице. Чтобы исключить это воздействие, ученые советуют использовать энергосберегающие лампы с защитными от ультрафиолета экранами.
Каких бы выводов
не делали ученые, в скором времени мы будем вынуждены заменить лампы накаливания на энергосберегающие лампы. Как же их выбрать и эксплуатировать, чтобы они причиняли наименьший вред нашему здоровью? Самое главное условие при использовании энергосберегающих ламп - это соблюдение расстояния: дистанция от глаз до энергосберегающей лампочки не должна быть менее 30 см. Электромагнитные поля ламп нового поколения способны оказать негативное влияние на здоровье только на расстояние менее 30 см. Мощность энергосберегающих ламп может быть от 3 до 85 Ватт.
Чем мощнее лампа
, тем больше он потребляет энергию.
Мощность ламп накаливания больше мощности энергосберегающих ламп в 5 раз. Например, если вы привыкли пользоваться лампой накаливания в 100 Ватт, то энергосберегающая лампа в 20 Ватт обеспечит вам такое же освещение. При покупке энергосберегающей лампы обращайте внимание на размеры, лампа должна свободно умещаться в светильнике или люстре. Энергосберегающие лампы имеют два основных вида цоколей: Е27 и Е14.
Если лампа с цоколем Е27 подходит практически на все потолочные люстры, то лампы с Е14 применяются лишь в небольших бра и светильниках. Освещение энергосберегающих ламп не зависит от их формы, а сама форма лампы определяет их стоимость. Спиралевидные лампы более сложно изготовить, поэтому они намного дороже ламп U- образного вида. При выборе энергосберегающих ламп учитывайте также цветовую температуру лампы и срок ее службы. Лампы теплого света, близкие по цвету к лампам накаливания, располагают к уюту и их лучше установить в комнате отдыха. Холодные цвета с температурой выше 3500К, наоборот, повышают работоспособность и лучше всего подходят для рабочего кабинета. В жилых помещениях рекомендуют установить лампы с температурой от 2700 до 4200К, которые дают равномерное и теплое освещение, наиболее подходящее для домашней обстановки.