Είναι τα Φώτα LED Ασφαλή; Είναι Επιβλαβή για την Υγεία σας;
Μετάφραση: Απολλόδωρος
6 Δεκεμβρίου 2018 | Waveform lighting | Διαβάστε το εδώ.
Μπορείτε να κάνετε εφάπαξ ή επαναλαμβανόμενες δωρεές μέσω του Ko-Fi:
Τα φώτα LED εξελίσσονται με ταχείς ρυθμούς στην καθιερωμένη τεχνολογία φωτισμού σε πολλές εφαρμογές και σε πολλές περιοχές έχουν γίνει η μόνη επιλογή καθώς οι επιλογές φωτισμού πυρακτώσεως και CFL καταργούνται σταδιακά.
Τα LED είναι βέβαια ενεργειακά αποδοτικά, διαρκούν πολλές φορές περισσότερο και επομένως είναι προτιμότερα από περιβαλλοντική άποψη, δεν αναφέρονται πολλά σε σχέση με την ανθρώπινη και καταναλωτική πλευρά των πραγμάτων - ειδικά όταν πρόκειται για την ασφάλεια και τις επιπτώσεις του ίδιου του εκπεμπόμενου φωτός στην υγεία.
Οι ανησυχίες σχετικά με την ηλεκτρική ενέργεια και την τοξικότητα των LED είναι γενικά σύμφωνες ή ανώτερες σε σύγκριση με τους λαμπτήρες πυρακτώσεως και φθορισμού. Οι περισσότερες κυβερνητικές αρχές συνέχισαν να προσαρμόζουν τους υφιστάμενους κώδικες δόμησης και ασφάλειας για την αποφυγή κινδύνων πυρκαγιάς και ηλεκτροπληξίας - και φυσικά, είναι πάντα μια έξυπνη ιδέα να εφαρμόζετε πάντα τη βασική ηλεκτρική ασφάλεια.
Ωστόσο, υπάρχουν πολύ λίγα πράγματα όσον αφορά την κατανόηση ή τους κανονισμούς για την ποιότητα και την ασφάλεια του φωτός που εκπέμπεται από τους λαμπτήρες LED. Σε αυτό το άρθρο, συζητάμε τις επιπτώσεις του φωτός που εκπέμπεται από τους λαμπτήρες LED στην υγεία - ειδικότερα, το "μπλε φως" ("blue light") σε σχέση με το φάσμα των LED, καθώς και την επίδραση του τρεμοπαίγματος (flicker) που είναι διαδεδομένο στους λαμπτήρες LED.
Ο Κίνδυνος από το Μπλε Φως στα Φώτα LED
Οι λαμπτήρες LED δεν εκπέμπουν υπεριώδες φως, αλλά τα τελευταία χρόνια, το "μπλε φως" είναι ένας από τους πιο συχνά συζητούμενους κινδύνους και κινδύνους που περιβάλλουν τα φώτα LED και τις οθόνες που χρησιμοποιούν οπίσθιο φωτισμό LED (smartphones, tablets, τηλεοράσεις κ.λπ.).
Το μπλε φως είναι γνωστό ότι διεγείρει την παραγωγή μελανοψίνης, μιας ορμόνης στα μάτια μας που προάγει την εγρήγορση. Το φυσικό φως της ημέρας έχει άφθονη περιεκτικότητα σε μπλε φως και πιστεύεται ότι η μελανοψίνη μας βοηθά να ρυθμίσουμε τους κιρκάδιους ρυθμούς μας, καθώς η μέρα ξημερώνει και αρχίζει η έκθεση στο φυσικό φως της ημέρας.
Εικόνα 1: Γράφημα που δείχνει την καμπύλη ευαισθησίας για την απόκριση της μελανοψίνης. Η φωτεινή ενέργεια σε αυτή τη ζώνη μήκους κύματος προάγει την εγρήγορση.
Τα φώτα LED και οι συσκευές μας περιέχουν σημαντική ποσότητα μπλε φωτός (αλλά με σημαντικές επιφυλάξεις και προϋποθέσεις - βλ. παρακάτω), και η ανησυχία είναι ότι η υπερβολική χρήση κατά τις βραδινές ώρες θα προκαλέσει στο σώμα μας να συνεχίσει την παραγωγή μελανοψίνης, δυσκολεύοντας τη φυσική μας ύπνωση.
Κατά τη διάρκεια των βραδινών ωρών, η φυσική προσδοκία του σώματός μας είναι η έκθεση στο μπλε φως να μειώνεται, αλλά συνεχίζοντας να χρησιμοποιούμε συσκευές LED πλούσιες σε μπλε φως, μεταβάλλουμε το φυσικό βιολογικό ρολόι του σώματός μας.
Είναι λοιπόν το μπλε φως στους λαμπτήρες LED ανησυχητικό για την υγεία; Ναι, αλλά μια ποικιλία παραγόντων θα επηρεάσει τη σοβαρότητα του κινδύνου:
Η ένταση του φωτός των LED - τοποθετώντας έναν λαμπτήρα κοντά στο πρόσωπό σας θα εκτίθεστε σε πολύ περισσότερο μπλε φως από ό,τι αν καθίσετε πιο μακριά από αυτόν
Το χρονικό διάστημα που εκτίθεστε στο φως LED - όσο περισσότερο εκτίθεστε στο μπλε φως, τόσο πιο σημαντική είναι η παραγωγή μελανοψίνης.
Η συγκεκριμένη ώρα της νύχτας που χρησιμοποιείτε τα φώτα LED - η έκθεση κατά τις πρώτες βραδινές ώρες θα έχει πολύ μικρότερο κίνδυνο από την έκθεση αργά το βράδυ λίγο πριν πάτε για ύπνο
Ο τύπος του φωτός LED που χρησιμοποιείτε - η θερμοκρασία χρώματος, ο δείκτης CRI και το φάσμα του φωτός μπορούν να επηρεάσουν τη σχετική ποσότητα μπλε φωτός στο φάσμα ενός φωτός. Για περισσότερες πληροφορίες, ανατρέξτε στην ενότητα αναλογία M/P.
Οι τρεις πρώτοι παραπάνω παράγοντες είναι αρκετά αυτονόητοι και πρόκειται για απλές ενέργειες που μπορείτε να κάνετε για να μειώσετε την έκθεσή σας στο μπλε φως. Όταν πρόκειται για την επιλογή του σωστού τύπου λαμπτήρα LED για χρήση κατά τις βραδινές ώρες, ίσως να θέλετε να αναζητήσετεέναν λαμπτήρα που έχει σχεδιαστεί με γνώμονα την κιρκάδια υγεία.
Σε γενικές γραμμές, θα πρέπει να αναζητήσετε λαμπτήρες που παρέχουν περισσότερη κόκκινη ενέργεια και λιγότερη μπλε ενέργεια, στο αντίστοιχο φάσμα φωτός τους. Η κόκκινη ενέργεια (μεγάλο μήκος κύματος) είναι άφθονη στο φως που εκπέμπουν τα κεριά και οι φλόγες - είδη "φωτός" στα οποία το σώμα μας έχει ήδη συνηθίσει να εκτίθεται τη νύχτα και δεν επηρεάζει τους κιρκάδιους ρυθμούς.
Μπορεί να θέλετε να λάβετε υπόψη σας τους ακόλουθους παράγοντες:
Επιλέξτε έναν λαμπτήρα με θερμοκρασία χρώματος 2700Κ ή χαμηλότερη, κατά προτίμηση 2400Κ. Αυτοί οι λαμπτήρες χαρακτηρίζονται συνήθως ως "θερμό λευκό", αλλά η επιβεβαίωση της ακριβούς θερμοκρασίας χρώματος μπορεί να είναι προτιμότερη. Αποφύγετε τα φώτα LED άνω των 3000K ή/και τα φώτα που φέρουν τις ενδείξεις "φωτεινό λευκό", "ουδέτερο λευκό", "ψυχρό λευκό" ή "λευκό φως ημέρας", καθώς αυτά τα φώτα έχουν γενικά ένα τραχύ, έντονο λευκό χρώμα. Τα LED με αυτό το χρώμα φωτός περιέχουν σημαντική ποσότητα μπλε φωτός στο φάσμα τους.
Επιλέξτε έναν λαμπτήρα με υψηλό CRI. Κατά τα άλλα, ένας υψηλότερος CRI υποδηλώνει λιγότερο μπλε φως και περισσότερο κόκκινο φως. Ακόμη και για το ίδιο χρώμα φωτός 2700K, για παράδειγμα, ένας λαμπτήρας LED με υψηλότερο CRI θα έχει λιγότερη μπλε και περισσότερη κόκκινη ενέργεια.
Εάν ο κατασκευαστής το παρέχει, αναζητήστε την αναλογία M/P, η οποία παρέχει πληροφορίες σχετικά με τη σχετική ποσότητα μπλε φωτός στο φάσμα ενός φωτός. Ιδανικά, χρησιμοποιήστε λαμπτήρες με αναλογία M/P 0,4 ή χαμηλότερη για να ελαχιστοποιήσετε την έκθεση στο μπλε φως.
Είναι λοιπόν το μπλε φως στους λαμπτήρες LED επιβλαβές για την υγεία σας και αποτελούν κίνδυνο για την ασφάλεια; Ναι - σίγουρα το κάνουν - αλλά οι κίνδυνοι και οι ανησυχίες αφορούν ειδικά την υπερβολική έκθεση στο μπλε φως κατά τις βραδινές ώρες και μπορούν να διαχειριστούν και να ελεγχθούν αποτελεσματικά. Το μπλε φως είναι παρόμοιο με την καφεΐνη και πρέπει να λαμβάνονται παρόμοιες προφυλάξεις κοινής λογικής. Για παράδειγμα, δεν θα θέλατε να κατεβάσετε έναν διπλό εσπρέσο μια ώρα πριν πάτε για ύπνο!
Εικόνα 2: Γραφική απεικόνιση των διαφορών στη θερμοκρασία χρώματος. Οι θερμότερες θερμοκρασίες χρώματος (2700K και κάτω) είναι πιο ευεργετικές για την προώθηση της χαλάρωσης και της ξεκούρασης.
Δίνοντας προσοχή στις προδιαγραφές των λαμπτήρων LED, λαμβάνοντας τις κατάλληλες προφυλάξεις και χρησιμοποιώντας κάποια βασική κοινή λογική, μπορείτε να ενσωματώσετε με ασφάλεια τα φώτα LED στο σπίτι σας χωρίς αρνητικές επιπτώσεις στην υγεία από τον "κίνδυνο μπλε φωτός".
Πλεονεκτήματα του μπλε φωτός (Δεν είναι όλα άσχημα!)
Παρά όλο το θόρυβο γύρω από το μπλε φως ως κίνδυνο, είναι σημαντικό να θυμάστε ότι οι κίνδυνοι για την υγεία από το μπλε φως είναι πολύ συγκεκριμένοι για την υπερβολική έκθεση κατά τις βραδινές ώρες.
Στην πραγματικότητα, το μπλε φως είναι ένα ουσιαστικό μέρος των κιρκαδιανών ρυθμών μας, καθώς η έκθεση κατά τις πρωινές και ημερήσιες ώρες παρέχει μια ένδειξη στο σώμα μας ότι είναι μέρα και ώρα να είμαστε σε εγρήγορση.
Εικόνα 3: Μια φωτεινή, ηλιόλουστη ημέρα με γαλάζιο ουρανό έχει άφθονο έντονο, περιεκτικότητα σε μπλε φως.
Ο καλύτερος τρόπος για να διατηρήσετε την τακτική, υγιή και κατάλληλη έκθεση στο μπλε φως είναι να αξιοποιείτε το φυσικό φως της ημέρας όσο το δυνατόν περισσότερο. Φυσικά, πολλοί από εμάς ζούμε σε τοποθεσίες που δεν έχουν πρόσβαση στο φυσικό φως της ημέρας για διάφορους παράγοντες - είτε αυτοί είναι αρχιτεκτονικοί, είτε κλιματολογικοί, είτε γεωγραφικοί.
Προκαταρκτικές έρευνες δείχνουν ότι η έλλειψη έκθεσης στο μπλε φως μπορεί να έχει επιζήμιες επιπτώσεις στην υγεία. Καταστάσεις υγείας όπως η SAD (Εποχιακή Συναισθηματική Διαταραχή) έχει προταθεί ότι προκαλούνται από την έλλειψη έκθεσης στο φυσικό φως, ιδιαίτερα συχνή κατά τους χειμερινούς μήνες.
Σε τέτοιες περιπτώσεις, η αμέσως καλύτερη λύση είναι να εξετάσετε το ενδεχόμενο φωτοθεραπείας με χρήση φωτισμού πλήρους φάσματος - μάθετε περισσότερα εδώ.
Τρεμόπαιγμα LED και κίνδυνοι για την υγεία
Όπως και τα πρώτα συστήματα φωτισμού φθορισμού, τα συστήματα LED είναι επιρρεπή στην παραγωγή γρήγορου τρεμοπαίγματος ή στροβοσκοπικών φαινομένων και αυτό αποτελεί σημαντικό πεδίο ανησυχίας όσον αφορά τον φωτισμό LED και την υγεία.
Εικόνα 4: Οι κάθετες ζώνες σε μια απλή φωτογραφία smartphone δείχνουν ότι η πηγή LED δεν είναι μια σταθερή ροή φωτός - αντίθετα, εκπέμπονται σε σύντομες εκρήξεις.
Πολλοί λαμπτήρες LED παράγουν τρεμόπαιγμα - μια γρήγορη εναλλαγή μεταξύ των καταστάσεων ενεργοποίησης και απενεργοποίησης. Επειδή το τρεμόπαιγμα συμβαίνει με πολύ γρήγορο ρυθμό - τυπικά 120 φορές ανά δευτερόλεπτο ή και ταχύτερα - δεν είναι άμεσα παρατηρήσιμο στους ανθρώπους και μας φαίνεται ως ένας λαμπτήρας σταθερής και σταθερής φωτεινότητας.
Το τρεμόπαιγμα είναι μια δύσκολη πτυχή του φωτισμού για να παρατηρηθεί και να μετρηθεί, καθώς δεν είναι άμεσα αντιληπτό ή αισθητό, αλλά προκαταρκτικές έρευνες δείχνουν ότι μπορεί να έχει επιζήμιες επιπτώσεις στην υγεία και την ασφάλεια.
Με άλλα λόγια, ακριβώς επειδή το τρεμόπαιγμα δεν είναι άμεσα εμφανές ή αντιληπτό από τα μάτια μας, το σώμα μας μπορεί να αντιδράσει υποσυνείδητα και να ανταποκριθεί σε αυτό που ουσιαστικά είναι ένα πολύ γρήγορο στροβοσκοπικό φως. Το τρεμόπαιγμα έχει συσχετιστεί με καταπόνηση των ματιών, κόπωση, πονοκεφάλους, ακόμη και αυξημένους κινδύνους επιληπτικών κρίσεων.
Ακόμα και χωρίς την υποστήριξη σημαντικών ιατρικών ή επιστημονικών ερευνών, είναι δύσκολο να υποστηρίξει κανείς τα θετικά οφέλη του τρεμοπαίγματος για την υγεία - απλά δεν είναι ένας φυσικός τρόπος έκθεσης του ανθρώπου στο φως. Το φυσικό φως της ημέρας, τα κεριά, ακόμη και οι (περισσότεροι) λαμπτήρες πυρακτώσεως παρέχουν μια σταθερή ροή φωτός χωρίς τρεμοπαίξιμο. Ειδικά για τους πληθυσμούς που είναι ευαίσθητοι στο τρεμόπαιγμα - όπως οι ηλικιωμένοι και όσοι πάσχουν από ορισμένες ιατρικές παθήσεις - το τρεμόπαιγμα είναι ένα ζήτημα που είναι πάντα καλύτερο να αποφεύγεται.
Πώς να προσδιορίσετε ή να μετρήσετε το τρεμόπαιγμα
Για ορισμένους λαμπτήρες LED με πιο σοβαρό τρεμόπαιγμα, τα αντικείμενα σε κίνηση μπορεί να φαίνεται ότι έχουν στροβοσκοπικό αποτέλεσμα. Το κούνημα του χεριού κάτω από ένα LED, για παράδειγμα, μπορεί να δημιουργήσει την ψευδαίσθηση ασυνεχούς κίνησης.
Ένα συνηθισμένο φαινόμενο που μπορεί να έχετε παρατηρήσει είναι οι σκοτεινές λωρίδες που εμφανίζονται στην κάμερα του τηλεφώνου σας. Αν και ορισμένα σύγχρονα smartphones έχουν αρχίσει να ενσωματώνουν λογισμικό που προσπαθεί να μετριάσει αυτό το φαινόμενο, αυτό αποτελεί άλλη μια σίγουρη ένδειξη ότι ένας λαμπτήρας LED τρεμοπαίζει.
Αν και ο πιο σίγουρος τρόπος για να μετρήσετε το τρεμόπαιγμα είναι να χρησιμοποιήσετε εξειδικευμένο εξοπλισμό μέτρησης, όπως παλμογράφο, υπάρχει ένας γρήγορος και αποτελεσματικός τρόπος στις περισσότερες κάμερες smartphone.
Απλώς χρησιμοποιήστε την εφαρμογή κάμερας του smartphone σας για να καταγράψετε ένα σύντομο βίντεο κλιπ σε αργή κίνηση. Τα περισσότερα smartphones, όπως τα iPhone, θα είναι σε θέση να καταγράψουν βίντεο σε ταχύτητα έως και 240 fps - ένας ρυθμός καρέ αρκετά γρήγορος για να καταγράψει το τρεμόπαιγμα που εμφανίζεται στην περιοχή 120 -360 Hz, η οποία είναι και η πιο προβληματική συχνότητα όταν πρόκειται για τις επιπτώσεις του τρεμοπαίγματος στην υγεία.
Αιτίες του τρεμοπαίγματος του φωτός LED και πώς να το αποφύγετε
Σε γενικές γραμμές, υπάρχουν δύο τύποι τρεμοπαίγματος στα φώτα LED. Παρακάτω, θα τις αναλύσουμε και τι πρέπει να προσέξετε όταν προσπαθείτε να τις αποφύγετε.
Τρεμόπαιγμα που προκαλείται από εναλλασσόμενο ρεύμα και ανεπαρκή φιλτράρισμα
Ο πρώτος τύπος τρεμοπαίγματος προκαλείται από την κυματομορφή εναλλασσόμενου ρεύματος (AC) που χρησιμοποιείται στη μετάδοση ισχύος. Η ηλεκτρική ενέργεια που ρέει μέσα από τα καλώδια στα σπίτια και τα γραφεία μας κυμαίνεται στην πραγματικότητα σε μια ημιτονοειδή κυματομορφή με αλλαγή πολικότητας 50-60 φορές ανά δευτερόλεπτο (εξ ου και ο όρος Εναλλασσόμενο ρεύμα). Σε ένα σύστημα εναλλασσόμενου ρεύματος, το ηλεκτρικό ρεύμα αλλάζει στην πραγματικότητα μεταξύ των καταστάσεων ενεργοποίησης και απενεργοποίησης, καθώς και της κατεύθυνσης ροής του ρεύματος (από + σε -) 50-60 φορές ανά δευτερόλεπτο.
Οι λυχνίες LED είναι συσκευές συνεχούς ρεύματος και δεν μπορούν να αντιστραφεί η πολικότητά τους, και ως εκ τούτου είναι ασύμβατες με συστήματα εναλλασσόμενου ρεύματος χωρίς τους κατάλληλους οδηγούς και τροφοδοτικά LED. Ο σχεδιασμός των οδηγών LED και των τροφοδοτικών υπαγορεύει τον βαθμό στον οποίο ένα LED θα τρεμοπαίζει.
Ο πιο βασικός οδηγός LED απλώς ανορθώνει το σήμα εναλλασσόμενου ρεύματος χωρίς εξομάλυνση και απλώς παρέχει στο LED το αντίστροφο του σήματος εναλλασσόμενου ρεύματος όταν αλλάζει η πολικότητα. Επειδή το σήμα εναλλασσόμενου ρεύματος πηγαίνει στο 0% 2x φορές ανά κύκλο όταν αλλάζει η πολικότητα, το αποτέλεσμα είναι μια εκπομπή φωτός που μεταβαίνει μεταξύ του μέγιστου (100%) και του ελάχιστου (0%) 100-120 φορές ανά δευτερόλεπτο (@ 50-60 Hz AC), δημιουργώντας ένα σχετικά σημαντικό φαινόμενο τρεμοπαίγματος.
Με πιο προηγμένους οδηγούς LED, εκτός από την ανόρθωση του σήματος εναλλασσόμενου ρεύματος, χρησιμοποιούνται πρόσθετοι πυκνωτές για την εξομάλυνση του φάσματος κατά την εναλλαγή πολικότητας σε ένα σήμα εναλλασσόμενου ρεύματος.
Οι περισσότεροι κατασκευαστές λαμπτήρων LED, δυστυχώς, δεν δημοσιεύουν προδιαγραφές τρεμοπαίγματος. Όταν είναι διαθέσιμοι, αναζητήστε λαμπτήρες LED με ονομασία flicker free, μαζί με ποσοστό τρεμοπαίγματος κάτω από 5%, δείκτη τρεμοπαίγματος μικρότερο από 0,02.
Τρεμούλιασμα που προκαλείται από ρυθμιστές φωτισμού
Η δεύτερη συνήθης αιτία τρεμοπαίγματος σε ένα σύστημα LED είναι τα συστήματα dimming. Τα LED είναι ψηφιακές συσκευές και, ως εκ τούτου, ο έλεγχος της εξόδου είναι πιο πρακτικός με τη χρήση PWM (διαμόρφωση εύρους παλμών). Η PWM παράγει ένα τετραγωνικό κύμα είτε της κατάστασης "on" είτε της κατάστασης "off" σε σχετικά γρήγορη συχνότητα.
Οι ροοστάτες LED χρησιμοποιούν PWM για να δημιουργήσουν την αντίληψη της εξασθένισης ρυθμίζοντας τις σχετικές χρονικές διάρκειες μεταξύ των καταστάσεων "on" και "off", αλλά το κάνουν σε διάφορες συχνότητες. Οι βασικοί ροοστάτες LED PWM λειτουργούν στα 300 Hz ή χαμηλότερα, ενώ οι ροοστάτες LED χωρίς τρεμοπαίξιμο λειτουργούν στα 25.000 Hz ή υψηλότερα. Με την αύξηση της συχνότητας σε τόσο υψηλά ποσοστά (π.χ. 25.000 φορές ανά δευτερόλεπτο), ο ρυθμός εναλλαγής γίνεται τόσο γρήγορος που ξεπερνά κατά πολύ το όριο ακόμη και της υποσυνείδητης αντίληψης για το ανθρώπινο σώμα.
Οι λαμπτήρες LED με δυνατότητα ρύθμισης πρέπει να συνδυάζουν την ερμηνεία του σήματος εξασθένισης μιας κυματομορφής εναλλασσόμενου ρεύματος και να εξάγουν ένα αντίστοιχο σήμα PWM, και αυτό οδηγεί συχνότερα σε πολύ υψηλούς ρυθμούς τρεμοπαίγματος.
Όταν είναι δυνατόν, αποφύγετε εντελώς τη χρήση ροοστάτη, καθώς εισάγει έναν πρόσθετο παράγοντα κινδύνου όσον αφορά το τρεμόπαιγμα. Εάν ο δυναμικός έλεγχος της φωτεινότητας είναι απαραίτητος, αποφύγετε τους λαμπτήρες LED με δυνατότητα ρύθμισης της φωτεινότητας και επιλέξτε ρυθμιστές PWM με υψηλές συχνότητες < 25 kHz και βεβαιωθείτε ότι χρησιμοποιούνται με τροφοδοτικά χωρίς τρεμοπαίξιμο.
Τελικό συμπέρασμα
Οι λυχνίες LED είναι μια νέα και συναρπαστική τεχνολογία φωτισμού, αλλά δεν είναι απαλλαγμένες από κινδύνους για την υγεία και την ασφάλεια. Γνωρίζοντας το φασματικό περιεχόμενο καθώς και τις μετρήσεις τρεμοπαίγματος, μπορείτε να είστε σίγουροι ότι θα ελαχιστοποιήσετε τους κινδύνους του φωτισμού LED για την υγεία και την ευημερία σας.
Αν σας άρεσε αυτό το άρθρο και θα θέλατε να βοηθήσετε να στηρίξετε το συνεχές έργο μου, ο παρακάτω σύνδεσμος είναι μια επιλογή.
Παρακαλώ βοηθήστε να στηρίξετε το έργο μου. 🙏
---Δικτυογραφία:
Are LED Lights Safe? Are They Harmful to Your Health? | Waveform Lighting
https://www.waveformlighting.com/human-centric/are-led-lights-safe-are-they-harmful-to-your-health