Качество света

Качество света

Свет, как воздух и вода, является фундаментальной частью жизни. Качественное освещение способствует повышению качества жизни. Людям удается дышать свежим воздухом и пить чистую воду, но они редко обращают внимание на качество света. Долгое время толчком к инновациям в светотехнической индустрии была эффективность продукта. И зачастую эффективность достигается за счет ухудшения качества спектра. Коммерциализация осветительных технологий неизбежно сопровождается дешевыми конструкциями, которые еще больше ухудшают качество света. Для большинства людей высококачественное электрическое освещение может уйти в прошлое, когда освещение обеспечивали лампы накаливания и галогенные лампы. Свет, излучаемый вольфрамовыми нитями, равномерно распределяет мощность излучения по видимой части электромагнитного спектра, обеспечивая спектральное качество, сопоставимое с естественным дневным светом. При освещении лампами накаливания мерцание никогда не было проблемой, потому что радиаторы с вольфрамовой нитью имеют относительно долгую стойкость.

Все изменилось флуоресцентное освещение. Люминесцентные лампы излучают видимый свет за счет флуоресценции люминофорного покрытия ультрафиолетовым светом накачки. Теоретически с помощью этой технологии можно получить свет с превосходным спектральным качеством. Но навязчивая погоня за световой эффективностью вознаграждает свет с более короткой длиной волны, а не свет с большей длиной волны. Это связано с тем, что преобразование люминофора с понижением частоты для более длинноволнового света связано с высокими стоксовыми потерями энергии, а светочувствительность глаза в этой спектральной области очень низкая. В результате коммерчески доступные люминесцентные лампы поставляются со спектральным распределением мощности (SPD), которое содержит высокий процент коротковолнового света в синем спектральном диапазоне. Непоследовательное распределение мощности излучения в видимом спектре значительно снижает качество цветопередачи источника света. Типичная лампа накаливания имеет индекс цветопередачи (CRI) больше 95, а общий CRI люминесцентных ламп находится в диапазоне 75–85. CRI - это ошибочная метрика, поскольку она не отражает распределение длин волн источника света по всему видимому спектру. УЗИ люминесцентных ламп обычно не имеет ключевых длин волн, необходимых для передачи насыщенных цветов. При флуоресцентном освещении цвета объектов или окружающей среды могут сильно искажаться и казаться неестественными.

В то время как типичный индекс цветопередачи 80 для источника света приемлем для большинства визуальных задач, агрессивное продвижение люминесцентных ламп с чрезвычайно высокой коррелированной цветовой температурой (CCT) для ночного освещения действительно неэтично. Подобно источнику света с высоким индексом цветопередачи, потери преобразования из-за стоксова сдвига очень высоки для источника света с теплым белым или низким CCT, и значительная часть мощности излучения находится в спектральных областях, где глаз имеет небольшую чувствительность. Чем выше цветовая температура источника света, тем выше его световая отдача. Это приводит к заполнению рынка люминесцентными лампами 6000 K - 6500 K. Высокая цветовая температура связана с большим количеством синего излучения. Белый свет с CCT в диапазоне от 6000 K до 6500 K содержит очень высокое содержание синего в спектральном составе. Воздействие насыщенного синего света примерно через 90 минут ночью может привести к резкому подавлению мелатонина, что мешает восстановительному сну.

Флуоресцентное освещение также принесло человеческому миру еще один фактор риска для здоровья - мерцание. Мерцание может вызвать утомление глаз и головные боли. У уязвимых групп населения он может даже вызвать эпилептические припадки и усугубить аутистические состояния. Газоразрядные лампы по своей природе обладают очень коротким сроком службы, а это означает, что их балласты должны быть спроектированы так, чтобы обеспечивать стабильную или высокочастотную мощность для работы без мерцания. Однако контроль мерцания никогда не был обязательной метрикой производительности. Это заставляет светотехническую промышленность игнорировать этот показатель для экономии на схемах точного регулирования нагрузки. Хотя видимое мерцание обычно подавляется, незаметное высокочастотное мерцание все же оказывает негативное влияние на здоровье. Люминесцентные лампы, работающие с недорогими балластами, часто демонстрируют более 30-процентное мерцание при 120 Гц, что недопустимо для значительного числа людей.