Kennsluljósahönnun LED ljósabúnaður fyrir skóla og menntaaðstöðu

Hlutverk lýsingar í þekkingaröflun og námsferli er grundvallaratriði. Það gerir sjónræna könnun á eðliseiginleikum námsgreinanna sem og uppgötvun hugtaka úr rituðum og myndrænum skjám á pappír, tölvu og vörpun. Lýsing setur einnig vettvang fyrir hlustun, munnleg samskipti, þróun félagslegrar færni og skilning á aðstæðum. Sem mikilvægur þáttur í hönnuninni sem hefur mikil áhrif á hversu vel rýmið uppfyllir þarfir nemenda og leiðbeinenda, ætti lýsing í kennslustofum að styðja við heilsu, vellíðan og frammistöðu með því að bjóða upp á þægilegt, aðlaðandi umhverfi fyrir nemendur og leiðbeinendur. Fyrir utan að auka ánægju farþega og styðja við fræðsluupplifunina í upplýstu rýminu, ætti lýsing í skólum og fræðsluaðstöðu að vera afhent innan strangra reglna.

Námsumhverfið

Menntaaðstaða er allt frá grunnskólum, miðskólum, framhaldsskólum, til háskóla og framhaldsskóla. Þó að þessi aðstaða hafi mismunandi gerðir af rýmum, eiga þau öll sameiginlegt að meirihluti náms og náms fer fram í kennslustofum. Almenn kennslustofa er að minnsta kosti 32 fermetrar að flatarmáli (350 fm) og rúmar á milli 20 og 75 nemendur. Dæmigerð kennslustofa er með ferhyrnt gólfplan sem leyfir betri sjónlínur en ferningur. Kennslurýmið er hannað með sjónlínum samsíða gluggum sem veita dagsbirtu (loftljós) inn í rýmið og veita skynörvun og sjónræn snertingu við umheiminn. Stjórnunarmiðlar eins og sólgleraugu eða blindur eru notaðir til að draga úr ytri birtu þannig að þau séu í jafnvægi við innri birtu, eða til að útiloka dagsbirtu þegar þess er ekki þörf. Hliðarlýsing með dagsbirtu í gegnum glugga gefur almenna lýsingu stóran hluta skóladagsins. Hins vegar gegnir gervilýsing lykilhlutverki þegar þörf er á jafnvægi, stöðugu og stjórnanlegu sjónrænu umhverfi.

Skipulag kennslustofu er almennt skipt í nemendasvæði og kennarasvæði. Nemendasvæðið krefst alltaf almennrar lýsingar, en kennarasvæðið þarf viðbótarlýsingu til að skila lóðréttri lýsingu á kennslutöflur og veita góða líkan fyrir mannlega eiginleika kennarans. Algengasta kennslutæki í kennslustofum eru kennslutöflur, sem innihalda dökkgráar og grænar krítartöflur (svartatöflur) og þurrhreinsunartöflur eins og töflur og gráar töflur. Myndbandsskjáir til kynningar á vörpuðum miðlum eru oft notaðir við tölvukennslu. Þetta krefst þess að lýsingin á skjávarpinu sé lágmarkuð á meðan nægilegt umhverfisljós ætti að vera yfir nemendasvæðinu til að taka minnispunkta. Kennslustofa getur verið tölvustýrt umhverfi þar sem lágmarka skjáspeglun myndbandsskjástöðva (VDT) verður aðal áhyggjuefnið. Skjálæsileiki getur minnkað vegna endurkastsmynda sem framleiddar eru af ljóskerum, gluggum og yfirborði með mikilli birtu í kring.

Ljósahönnunarsjónarmið

Lýsing í kennslustofum getur talist hágæða ef hún gerir nemendum og leiðbeinendum kleift að framkvæma sjónræn verkefni á nákvæman og þægilegan hátt. Grunnur lýsingarhönnunar er að samþætta mannlegar þarfir, arkitektúr og hagfræði og umhverfi. Forgangsverkefni lýsingar í kennslustofum er að fullnægja þörfum manna eins og sýnileika, frammistöðu verkefna, sjónræn þægindi, félagsleg samskipti, heilsu, öryggi og vellíðan. Þessar margvíslegu mannlegu þarfir verða að vera í réttu jafnvægi til að rækta hvetjandi námsumhverfi, en taka jafnframt tillit til efnahagslegra, umhverfislegra og byggingarfræðilegra sjónarmiða. Að ná gæðalýsingu felur í sér meira en að veita rétta lýsingu til að gera tiltekið verkefni sýnilegt. Það eru margir þættir sem hafa áhrif á getu manna til að sjá og framkvæma verkefni, þeir sjö mikilvægustu eru glampi, einsleitni birtustigs, birtuskil, flökt, litaútlit, líkön af andlitum og hlutum og blæjuendurkast.

Einsleitni birtustigs

Ljósstyrkur er magn ljóss sem fellur á yfirborð. Algengustu verkefnin og forritin í kennslustofum krefjast lýsingarstyrks á borði á bilinu 150 lx til 250 lx. Samræmd lárétt lýsing á nemendasvæðinu útilokar skugga sem hafa áhrif á sýnileika verkefnisins og leyfir sveigjanleika í plássnýtingu við endurstillingu verkefna. Í kennslustofum, sérstaklega kennarasvæðinu, er lóðrétt lýsing og lýsing á öðrum planum á milli lárétts og lóðrétts einnig mjög mikilvæg. Hlutfall lágmarksbirtustyrks og meðallýsings yfir verkflötinn, td lárétt birtustig á borðtölvum og lóðrétt birtustig á kennslutöflum, ætti ekki að vera lægra en 1:1,4.

Birtuskil

Lýsing er magn ljóss sem kemur frá yfirborði eða punkti. Það er fall af yfirborðslýsingu og yfirborðsendurkasti, sem þýðir að hægt er að auka birtustig með því að auka ljósmagnið sem lendir á yfirborði verkefnisins eða auka endurskin yfirborðsins. Til að viðhalda ásættanlegum birtuskilum fyrir krítarmerki ætti endurspeglun krítartöflunnar að vera innan 5 prósenta til 20 prósenta. Til samanburðar þarf tafla 70 prósent endurkasts til að gera sig að athygli. Endurvarp vinnuflata (skrifborð) ætti að vera á bilinu 25 prósent til 40 prósent svo hægt sé að ná þægilegu birtujafnvægi. Veggir og loft eru venjulega með ljósum mattum áferð. Þeir skapa innbyrðis endurspeglun ljóss sem getur tryggt skilvirka nýtingu ljóss fyrir bætta lárétta og lóðrétta lýsingu á sama tíma og endurkasta glampa er lágmarkað. Mannlegt auga bregst við birtu, ekki birtu. Það er ljómi sem leiðir til tilfinningu fyrir birtustigi. Hæfni til að sjá smáatriði er undir sterkum áhrifum af tengslum milli birtustigs hlutar og nánasta bakgrunns hans. Viðeigandi andstæða milli smáatriði verkefnisins og bakgrunns þess getur skapað sjónrænan áhuga og gefið sjónrænar vísbendingar. Hins vegar mun birtustig sem er of mikið skapa aðlögunarerfiðleika og sjónræn óþægindi. Efri mörk birtuhlutfalls milli verkefnis og nánasta umhverfis eru 3:1 (dekkra umhverfi) eða 1:3 (ljósara umhverfi).

Litaútlit

Litur er mikilvægur þáttur í lýsingu. Það hefur óaðskiljanlegt samband við ljós hvað varðar sjónræn, tilfinningaleg og líffræðileg áhrif. Að hve miklu leyti sjónræn frammistaða, skap, andrúmsloft, heilsu og vellíðan hefur áhrif á ljós fer eftir litrófsaflsdreifingu (SPD) ljóss sem gefur frá sér ljósgjafa. Ljósgjafi má einkennast af litahitastigi hans og af frammistöðu litaflutnings, sem bæði eru ákvörðuð af SPD. Litaútlit hluta sem eru ekki sjálflýsandi er afurð samspils milli SPD ljósgjafans og litrófsendurkastsfalls hluta. Ákveðnar kennslustofur gætu þurft lýsingu sem skilar litum nákvæmlega. Litaútgáfa er aðeins einn þáttur lýsingar. Það er mikilvægara að skoða litrófsdreifingu ljóss og skilja á innsæi hvernig litur ljóssins mun hafa áhrif á hegðun, ánægju, sálfræðileg viðbrögð og heilsu. Litur ljósgjafa – hvort sem hann er „heitur“ eða „kaldur“ í útliti hefur gríðarleg áhrif á heilsu manna, framleiðni og vellíðan.

Glampi

Glampi á sér stað þegar birtustig, eða birtuhlutfall, er of hærra en birtustig eða birtuhlutfall sem augun eru aðlöguð að. Afleiðingar glampa eru meðal annars fötlun (minnkun á sýnileika og sjónrænni frammistöðu) og óþægindum (óþægileg tilfinning um birtu sem hefur ekki endilega áhrif á sjónræna frammistöðu eða sýnileika). Glampi getur stafað af ljósi sem berst beint til augans frá ljósgjafa (beinn glampi) eða af völdum endurkasts mikils ljóma frá endurkastandi yfirborði (endurspeglað glampi). Hægt er að úthluta ljósabúnaði í loftinu Unified Glare Rating (UGR) eða Visual Comfort Probability (VCP) til að spá fyrir um óþægindaglampa í innri notkun. Hámarks UGR 19 eða lágmarks VCP 70 er talið ásættanlegt fyrir lestur, ritun og tölvutengd verkefni. Þegar óskað er eftir meiri sjónþægindum ætti að velja ljósabúnað með UGR 16 eða VCP 80.

Flikka

Flicker er amplitude mótun ljóss sem er truflandi og hefur ýmsar neikvæðar afleiðingar. Bæði flúrljós og LED lampar sem eru knúnar af lélegum aflgjafa geta framleitt tvöfalda raflínutíðni (þ.e. 120 Hz eða 100 Hz). Flökt er almennt áberandi við hærri tíðni en 70 Hz. Hins vegar getur flökt sem er ekki áberandi fyrir mannsauga samt framkallað viðbrögð taugakerfisins. Bæði sýnilegt og ómerkjanlegt flökt er áhyggjuefni. Misjafnt eftir einstaklingum getur útsetning fyrir flökt valdið augnþreytu, vanlíðan, ógleði, skertri sjónrænni frammistöðu, kvíðaköstum, höfuðverk, mígreni, flogaveikiflogum og vísbendingum um versnandi einhverfu. Í menntastofnunum þar sem börn eða ungmenni dvelja í langan tíma á hverjum degi skal beita ströngu eftirliti með flöktum. Prósenta flöktsins ætti helst ekki að fara yfir 4 prósent við 120 Hz eða 3 prósent við 100 Hz, sem er mjög öruggt fyrir alla íbúa. Leyfilegt hámarksgildi 10 prósent við 120 Hz eða 8 prósent við 100 Hz.

Blæjuhugleiðingar

Blæjuendurkast eru blettir með háum birtu (björtum myndum af ljósgjafa) sem endurkastast af flötum eins og tölvuskjám eða gljáandi lesefni. Blæjuendurkast annað hvort frá aðal ljósgjafa (ekkjum eða ljósum) eða aukaljósgjafa (endurspeglað) draga úr birtuskilum verkefnis og byrgja smáatriði. Til að tryggja að engir ljósgjafar skapi spegilmynd eða dreifða endurspeglun í augu manns skaltu raða tölvuskjáum í stöðu hornrétt á ljósgjafann eða tilgreina ljósdreifingu sem hefur lágmarksljós sem gefur frá sér við vandamálahorn.

Líkan af andlitum og hlutum

Andlits- og hlutlíkön eru mikilvæg lýsingu í menntaaðstöðu. Samspil ljóss og skugga á andliti getur auðveldað samskipti kennara og nemanda með því að auðvelda lestur á vörum og auðveldara að túlka andlitsbendingar. Lýsing getur bætt lögun og dýpt við sjónræna senu, sýnt áferð og smáatriði hluta, búið til eftirsóknarvert mynstur og dregið fram hápunkta og sjónræn áhugamál. Sterk stefnuljós getur valdið djúpri skugga, en mjög dreifð lýsing gerir það að verkum að andlit eða hlutir virðast flötir eða óáhugaverðir. Rétt blanda af stefnuljósum og dreifðri lýsingu er því æskilegt.

Almenn lýsing

Almenn lýsing er helsta lýsingin í kennslustofum. Það veitir rýminu heildarlýsingu en þjónar jafnframt sem aðaluppspretta verklýsingar. Almenna lýsingu í kennslustofum er hægt að ná með því að nota ljósakerfi í lofti með beinni, óbeinni eða samsettri beinni/óbeinni dreifingu. Bein lýsing skilar samfelldu ljósi frá lampanum yfir í lárétt verkefni. Óbein lýsing dreifir ljósi í átt að lofti, sem aftur endurvarpar ljósi niður. Bein/óbein lýsing veitir ljósdreifingu bæði niður og upp. Bein lýsingarkerfi eru dugleg við að skila ljósi, en geta skapað sterka skugga, blæjuendurkast og óæskileg sjónræn áhrif eins og dökk loft og hörpuskel á efri veggfleti. Með lýsingu sem beint er að lofti dreifa óbein ljósakerfi ljósinu jafnt upp í óhóflega ljóma í sjónsviðinu. Óbein lýsing lætur hins vegar rými virðast dauft og tómt af hápunktum og sjónrænum áhugamálum. Bein/óbein lýsing sameinar kosti beinnar og óbeinnar lýsingar til að veita jafnvægi ljósdreifingar fyrir aukin sjónræn þægindi, einsleita lýsingu á láréttum verkflötum og styrkingu á rými, árvekni og sjónrænni skýrleika.

Þrátt fyrir áhyggjur af því að framleiða glampa og hellaáhrif er bein lýsing nánast alhliða val í kennslustofum einfaldlega vegna þess að flest kennslurými eru með lága lofthæð. Bein lýsing er venjulega veitt í formi innfelldri lýsingu, innfelldri lýsingu eða fjöðrunarlýsingu. Bein ljósabúnaður getur verið hannaður í ýmsum stærðum og gerðum. Í kennsluaðstöðu eru ljósabúnaður í almennri notkun rétthyrndur troffers hannaður til uppsetningar í ristalofti og línuleg ljósabúnaður sem hannaður er fyrir innfelldar, yfirborðsfestingar og innfelldar uppsetningar. Troffers eru fáanlegar í formi rúmmáls troffers, fleygboga troffers, diffused/linsed troffers og kantlýstra LED spjöldum. Línuleg ljósabúnaður kemur í stöðluðum lengdarhlutum, svo sem 4, 8 eða 12 feta hlutum, eða í samfelldri uppsetningu.

Ljósatækni

Undanfarna áratugi hafði lýsing á kennslustofum og öðrum fræðslurýmum verið nánast eingöngu hérað flúrljósatækni. Flúrljós notar rafmagn til að örva kvikasilfursgufur í glerröri. Kvikasilfursgufan rennur út og gefur frá sér útfjólubláu (UV) ljós sem síðan veldur því að fosfórhúð flúrljómar og framleiðir ljós í sýnilega litrófinu. Flúrperur fengu víðtæka notkun vegna mikillar birtuvirkni, dreifðrar ljósdreifingar og langrar endingartíma. Notkun flúrpera er hins vegar umdeild. Flúrperur hafa marga ókosti eins og útfjólubláa útgeislun, langan ræsingartíma, útvarpstruflanir, mikla viðkvæmni, harmóníska röskun, takmarkað svið vinnuhitastigs og minni líftíma vegna tíðra skipta. Engu að síður eru neikvæðustu áhrifin af flúrlýsingu að hún dró verulega úr gæðum innanhússlýsingar og hafði í för með sér heilsufarsáhættu. Óhófleg fókus á ljósvirkni olli því að meirihluti flúrljósa skilaði illa litaafritun og skilaði of háum litahita (6000 K - 6500 K) sem gæti haft truflandi áhrif á dægursveiflu mannsins og vakti áhyggjur af bláljósahættu. Vegna þess að flúrpera þarf kjölfestu til að stjórna straumnum sem berast um rafskaut lampans, kemur upp vandamálið með flökt. Þegar kemur að ljósgæðum er flúrlýsing sérstaklega slæm byrjun í sögu gervilýsingar fyrir innanrými.

Solid state lýsing byggð á ljósdíóða (LED) tækni nýtur ört vaxandi vinsælda. LED hafa orðið ríkjandi ljósgjafi fyrir hverja lýsingu sem hægt er að hugsa sér. LED er hálfleiðara tæki sem breytir raforku beint í ljóseindir. Hálfleiðarabúnaðurinn hefur pn tengi sem myndast af öfugum dópuðum lögum af hálfleiðara efni eins og indíum gallíumnítríði (InGaN). Þegar pn-mótið er beygt í áframhaldandi átt er rafeindum og göt sprautað inn í virka svæðið og sameinast aftur til að mynda ljós. LED tæknin tók á mörgum göllum hefðbundinnar tækni og býður upp á loforð um mikla afköst, langan líftíma, mikla litrófsfjölhæfni, einstaka stjórnhæfni (kveikt/slökkt/deyfð), mikla sveigjanleika í sjónhönnun og mikla mótstöðu gegn höggi og titringi. Ljósdíóðir framleiða aðeins geislunarorku á sýnilega litrófinu (venjulega frá 400 til 700 nm). Skortur á útfjólubláum (UV) og innrauðri (IR) geislun gerir þessa tækni sérstaklega vel hæfa til notkunar fyrir fólk með sérstakt næmni eða í aðstæðum þar sem sjóngeislun frá hefðbundnum ljósgjöfum myndi skapa hættu fyrir menn.

LED ljósabúnaður

Langur endingartími og mikil orkunýting eru aðalkostir LED. Þetta leiðir til algengs misskilnings að langur líftími og mikil birtuvirkni LED ljósakerfa sé sjálfsagður hlutur. Flúrljósarlampa notar sett af lömpum, td línulega T5 (5/8 tommu þvermál), T8 (1 tommu þvermál) og T12 (11/2 tommu þvermál), staðlaða um allan iðnaðinn og milli framleiðenda með svipaðan líftíma , ljósafleiðsla og viðhald á holrúmi. Festingin þjónar í grundvallaratriðum sem festingarrammi fyrir lampana og veitir takmarkaða stjórn á ljósdreifingu. Aftur á móti er LED ljósabúnaður almennt mjög hannað kerfi sem samþættir ljósdíóða heildrænt við varma-, rafmagns- og sjónundirkerfi til að veita ásættanlega vöru. Virkni kerfisins og endingartími LED-arma er að miklu leyti háð hönnun og smíði kerfisins. Lífsmat LED lampa byggist á því í fyrsta skipti sem lampinn þarfnast viðhalds, sem gæti líklega stafað af rýrnun ljóss, litabreytingar, bilunar eða jafnvel skyndilegra bilana í LED reklum.

LED eru skilvirkasta ljósgjafinn sem völ er á í dag. Hins vegar er enn meira en helmingur raforkunnar sem LED er færður umbreytt í hita. Ólíkt glóperum og halógenlömpum sem geisla varma út úr lömpunum í formi innrauðrar orku, er hiti sem myndast af ljósdíóðum fastur í hálfleiðurapökkunum og verður að dreifa í gegnum lampann sjálfan. Ofgnótt hitauppsöfnun innan ljósdíóða getur flýtt fyrir niðurbrotsferli flísar, fosfórs og umbúðaefna. Sýnt hefur verið fram á að hækkuð hitastig á mótum veldur mörgum bilunaraðferðum eins og kjarnamyndun og vexti tilfærslna á virka svæði díóðunnar, niðurbroti á fosfórskammtavirkni og mislitun á hlífðar- og plasthýsum. Þess vegna er skilvirk hitastjórnun mikilvæg til að stjórna ljósdíóðum til að endingartíma þeirra. Varmahönnun er mikilvægasti hluti hönnunar ljósa. Öll efni og íhlutir í hitaleiðinni frá hálfleiðara deyja í gegnum prentplötuna (PCB) til umhverfisins verða að hafa lágt hitauppstreymi. Skilvirkni varmahönnunar veltur í meginatriðum á getu hitavasksins til að dreifa hita með hitaleiðni og varmaleiðni. Ljósabúnaður til lofts eins og troffers og línulegir pendants veita venjulega nægilegt rúmmál til að búa til nægilegt yfirborð sem auðveldar hitaskipti.

Oftar en ekki er leiðin til að bila eða bila í LED kerfi LED bílstjórinn. Þar sem LED eru næm fyrir jafnvel mjög litlum breytingum á straumi og spennu, verður að stilla LED-drifrásirnar til að stjórna úttakinu við stöðugan straum undir framboðsspennu eða álagsbreytingum. Notkun LED með réttum drifstraumi er einnig hluti af hitastjórnun. Að ofkeyra það sem ljósdíóða er metin fyrir mun auka hitastig á mótum og draga úr innri skammtavirkni LED. Helstu frammistöðumælikvarðar ökumanna einbeita sér að getu þeirra til að stjórna afli til LED eða strengs (eða strengja) LED ljósdíóða á viðeigandi og skilvirkan hátt, á sama tíma og þeir skila háum aflstuðli og lágri heildarharmonískri röskun (THD) yfir breitt innspennusvið. . Ökumaður verður einnig að veita verndareiginleika gegn ofhleðslu, opnum og skammhlaupsaðstæðum, svo og skammvinnri spennubælingu og skynsamlegri yfirhitavörn. Hins vegar lækka sumir ljósaframleiðendur kostnað án afláts með því að vanhanna akstursrásirnar. Þetta veldur ekki aðeins því að áreiðanleiki ökumannsrásarinnar er í hættu, heldur gerir flökt einnig vandamál vegna þess að lágkostnaður ökumenn veita oft ófullkomna gárabælingu. Það er almennt óviðunandi að gáragildi útgangsstraums fari yfir ±10 prósent.

Optísk hönnun verður í forgangi í hönnun LED kerfa. Samræmd birtustig á stóru svæði eða verkefnaflugvél kallar á notkun fjölda ljósdíóða með meðalstyrk. Hár styrkleiki þessara litlu ljósgjafa gerir glampa í forgangi. LED ljósaperur eru með margvíslega dreifingareiginleika sem nást með því að nota sjónræna íhluti eins og dreifara, linsur, endurskinsmerki og lúgur. Hægt er að draga úr beinum glampa frá LED með því að dreifa birtu yfir stór yfirborð. Linsur sem innihalda röð lítilla prisma geta dregið úr birtu ljóssins við sjónarhorn nálægt láréttu. Speglun er almennt notuð tækni til að stjórna ljósstreymi frá LED. Volumetric troffers eru tegund af „endurspegluðum beinum“ ljósum sem endurkasta ljósi frá innra yfirborði innfellts húss, en LED einingarnar sem gefa frá sér ljós upp á við eru varðir eða huldar í málmkörfum sem eru bakaðar með dreifðu akrýlefni. Kantlýst LED spjaldljós dæla ljósi inn í ljósleiðaraplötu (LGP) sem dreifir ljósinu jafnt í átt að dreifari með heildar innri endurspeglun (TIR). Hæfni til að gefa samræmda lýsingu án þess að skapa of mikla birtu gerir þessar innfelldu armatur að vinnuhesti í kennsluaðstöðu.

Litaflutningur

Eins og með flúrlýsingu hefur skiptingin á milli litagæða og birtuvirkni haldist á tímum LED lýsingar. Hvítar LED eru venjulega fosfórumbreyttir LED sem nýta stuttbylgjulengd ljós frá LED deyjum til að dæla fosfórum (lýsandi efni). Flestar fosfórumbreyttar LED eru bláar dælur LED sem umbreyta rafljómun að hluta. Blá dæluljósdíóða með mikilli litagjöf krefst þess að mjög stór hluti af stuttbylgjulengdarljósi sé umbreytt niður. Þetta ferli við að breyta dæluljósi í fosfórljós (ljósljómun) felur í sér mikið magn af Stokes orkutapi. Umbreyting á ljósvirkni geislunar (LER) með augnnæmi er óhagkvæm yfir litrófsdreifingu ljóss með lengri bylgjulengd. Þegar þessi áhrif eru tekin saman er birtuvirkni ljósdíóða með mikilli litaendurgjöf sem hafa SPD jafnari dreift um allt sýnilega litrófið tiltölulega lágt en ljósdíóða með lágum litaflutningi sem eru ofmettuð í bláu og grænu bylgjulengdinni.

Vegna þess að hægt er að ná mikilli skilvirkni í lýsingu og draga úr kostnaði, eru flestar LED-lampar sem notaðar eru í kennsluaðstöðu með LED með litaendurgjöf (CRI) 80, sem er ásættanlegt (en langt frá því að vera gott). Sérstaklega er ljós frá þessum ljósum ábótavant í bylgjulengdum sem gefa mettaða liti. Til þess að kennslustofa hafi notalega tilfinningu og til að litir virki náttúrulegir verður ljósgjafinn að geta framkallað sjónræn viðbrögð við öllum bylgjulengdum í sýnilega litrófinu. Fræðsluaðstaða verðskuldar lýsingu með háum litagæðum, td CRI upp á 90. Þó að hægt sé að hanna bláa dæluljós til að veita yfirburða litaendurgjöf, hafa fjólubláir dæluljósdíóður verið þróaðar sérstaklega til að framleiða breitt litróf hvítt ljós sem skilar geislandi krafti nokkuð breitt yfir sýnilega litrófið.

Vísindin á bak við lit ljóssins

Fylgni litahitastig (CCT) ljósgjafa er ætlað að einkenna lit ljóss (td heitt eða kalt). Hvítt ljós sem sýnir hlýjan tón hefur CCT á bilinu 2700 K til 3200 K. Hvítt ljós með CCT á bilinu 3500 K til 4100 K er almennt nefnt sem „hlutlaust hvítt“ útlit. Hvítt ljós með CCT yfir 4100 K er nefnt sem „kaldhvítt“ útlit. Ekki er allt hvítt ljós jafnt, hvort sem útlit hvíts ljóss er heitt eða svalt hefur ekki aðeins sjónræn áhrif á skynjun okkar og tilfinningalega áhrif á skap okkar, heldur hefur það einnig áhrif á margvísleg taugainnkirtla- og taugahegðunarviðbrögð. Almennt samsvarar kaldara hvítt tiltölulega háu hlutfalli af bláu ljósi í litrófinu og heitt hvítt gefur til kynna lágan bláan hluta í litrófinu.

Rannsóknir hafa sýnt að blátt ljós getur örvað ljósnæma sjónhimnu ganglion cell (ipRGC) ljósnema í ganglion frumulagi sjónhimnunnar. ipRGCs umbreyta ljósi í taugamerki fyrir líffræðilegu klukkuna. Líffræðilega klukkan sem staðsett er í suprachiasmatic nuclei (SCN) stjórnar síðan líkamshita og losar innkirtlahormón, eins og melatónín og kortisól. Nægilega stór skammtur af lífvirku bláu ljósi mun kveikja á aðallíffræðilegu klukkunni til að forrita mannslíkamann fyrir dagstillingu. Útsetning fyrir blári geislun var uppgötvað til að örva framleiðslu hormóna eins og kortisóls fyrir streituviðbrögð og árvekni; serótónín fyrir hvatastjórnun og kolvetnalöngun; og dópamín fyrir ánægju, árvekni og vöðvasamhæfingu. Þó að líkja eftir lífeðlisfræðilegri svörun á daginn, leiðir útsetning fyrir lífvirku bláu ljósi einnig til bælingar á svefnhvetjandi hormóninu melatóníni. Þar sem það styður einbeitingu, árvekni og frammistöðu er bjart hvítt ljós með háum bláum hlutum því oft notað meðan á námi stendur.

Venjulega er kalt hvítt ljós með CCT um 4100 K valið fyrir dagslýsingu í kennslurýmum. Hámarks CCT fyrir innri lýsingu almennt ætti ekki að fara yfir 5400 K, sem er sýnilegur litahiti sólarljóss sem skín beint ofan í loftið. Hins vegar fylgdi innleiðing flúrljósa mikilli hækkun á litahita fyrir innanhússlýsingu. Ljósgjafar sem framleiða hvítt ljós með bylgjulengdum sem safnast saman við bláa enda litrófsins hafa mesta birtuvirkni vegna lágmarks ljósljómunar sem er um að ræða og mikil augnnæmi yfir þessu litrófsbandi. Þetta gerir CCT á bilinu 6000 K til 6500 K að algengu vali fyrir fræðslulýsingu. Hins vegar virðist sjóngeislun með svo mjög háan CCT sterk og veldur oft litabrenglun vegna þess að bylgjulengdir vantar til að gefa mettaða liti. Mikilvægast er að útsetning fyrir blárri geislun í mjög stórum skömmtum yfir daginn getur ofstreymt mannslíkamann og gert það erfitt að viðhalda sléttum dægursveiflu.

Nemendur halda venjulega áfram að fá hásterka bláa geislun á næturþjálfun, sem leiðir til óviðeigandi bælingar á melatóníni á kvöldin. Næturlosun melatóníns frá 21:00 til 07:30 er mikilvægur verndarbúnaður sem styður nauðsynlega endurnýjun og bælir krabbameinsfrumur í líkama okkar. Á kvöldin, að minnsta kosti tveimur tímum fyrir svefn, ætti að forðast háa CCT og hástyrka lýsingu. Hóflegt magn af heithvítu ljósi, skilgreint sem 60 lux, nægir fyrir minniháttar sjónræn verkefni án truflunar á sólarhring.

Stillanleg hvít lýsing

Áhrif lýsingar á heilsu manna, vellíðan og frammistöðu urðu til þess að ljósaiðnaðurinn þróaði lausn sem getur kallað fram sérstök líffræðileg viðbrögð manna til að auka einbeitingu, árvekni og frammistöðu, en styðja við hagstæðan sólarhringstakt. Stillanleg hvít lýsing gerir kleift að stilla litahitastig hvíts ljóss, með ljósstyrk stjórnað sjálfstætt. Þessi tækni gerir kleift að skila kraftmiklu ljósakerfi yfir daginn og gerir kleift að laga lýsingu að þörfum mismunandi markhópa. Stillanleg hvít lýsing byggð á LED tækni er drifkrafturinn á bak við hraðari dreifingu mannlegrar miðlægrar lýsingar (HCL). Mannleg miðlæg lýsing er hönnuð til að styrkja dægursveiflu líkamans og náttúrulega hringrás líffræðilegra virkni. Það veitir meðvitaða stjórn á hormónaferlum og námsumhverfi í heildrænni hönnun á sjónrænum, líffræðilegum og tilfinningalegum áhrifum ljóss. Hægt er að stilla magn og litróf innri lýsingar til að endurspegla eiginleika náttúrulegrar dagsbirtu yfir daginn.

Ljóslíffræðilegt öryggi

Sérfræðingar í hægindastólum hafa verið að grúska í bláljósahættu LED-lýsingar. Þeir halda því fram að blár dæluljós innihaldi hærri hluta af bláum bylgjulengdum og hafi því meiri möguleika en aðrar tegundir ljósgjafa til að skapa hættu á bláu ljósi. Bláa ljóshættan er ljósefnafræðilega af völdum sjónhimnuskaða af völdum geislunar á bylgjulengdum, aðallega á milli 400 nm og 500 nm. Bara vegna þess að hvít ljósdíóða notar bláa ljósgjafa til að dæla niður fosfórumbreytum og það gæti verið sérstakur blár toppur í SPD þeirra, þýðir það ekki endilega að LED hafi meiri möguleika á að valda ljósefnafræðilegum skemmdum á sjónhimnu. Hvítt ljós með mismunandi litaútliti er í grundvallaratriðum afleiðing af mismunandi samsetningum af löngum og stuttum bylgjulengdum. Það er sterk fylgni á milli CCT og innihalds blátt ljóss óháð því hvaða hvíta ljós er gefið út. Bláa ljóshættuvogunaraðgerðin nær yfir fjölda bylgjulengda. Mikilvægt er að huga að svið hættulegrar geislunar frekar en hvaða staðbundnu toppi sem er. Heildarmagn blárra bylgjulengda í litrófssamsetningu ljóss sem gefið er frá ljósdíóðum er almennt það sama og ljóss frá öðrum ljósgjafa við sama litahitastig.

Til að ítreka: LED eru ekki í grundvallaratriðum frábrugðin ljósgjöfum sem nota hefðbundna tækni þegar kemur að ljóslíffræðilegu öryggi. Það sem ber að kenna er notkun á mjög háum CCT í innri lýsingu. Hvítt ljós með CCT yfir 6000 K inniheldur umtalsvert magn af bláu ljósi og er líklegra til að valda ljósefnaskemmdum á sjónhimnu en hvítt ljós frá lágum CCT ljósgjöfum. Viðmiðunarmörk birtustigs fyrir flokkun áhættuhópa sem RG2 eða hærri er 1000 lux fyrir ljósgjafa með CCT 6000 K, 1600 lux fyrir ljósgjafa með CCT 4000 K og 3200 lux fyrir ljósgjafa með CCT 2700 K. Hins vegar er hættuflokkun blátt ljóss í áhættuhópi 2 og 3 mjög ólíkleg fyrir allar gerðir hvítra ljósgjafa einfaldlega vegna þess að hámarksbirtustyrkur fyrir kennsluefni fer sjaldan yfir 300 lux. Mikilvægt er að vara verður einnig að fara yfir þröskuldinn til að birtuskilyrði geti talist hættuleg (10 mcd/k2 við 6000K, 16 mcd/k2 við 4000 K, 30 mcd/k2 við 2700 K fyrir áhættuhóp 2). Jafnvel þegar hætta er á áhættuhópi 2 eða 3, munu andúðarviðbrögð manna draga úr hættunni, þannig að bláljós hættan er ekkert fyrir fólk að hafa áhyggjur af.

maq per Qat: Kennsluljósahönnun LED ljósabúnaður fyrir skóla og kennsluaðstöðu, Kína, birgja, framleiðendur, verksmiðju, kaup, verð, best, ódýrt, til sölu, á lager, ókeypis sýnishorn