健康光與教育照明
健康光與教育照明
從白熾燈、熒光燈、鹵素燈、節能燈、到LED,隨著科技的發展,光源的特性早已揭開了神秘的面紗。得益于LED的發明,人們現在可以輕松地調節光的各項參數。解決了用光的基本需求以后,如何把光用好成為了各大廠家、學者、設計師的首要關心的問題。
LED與藍光危害
眾所周知,自然界的光是由各種不同顏色的光譜組成。不同波長的光的穿透力是不一樣的,對眼睛有傷害的光以高能量短波光為主,比如紫外線、藍光和紫光。藍紫光穿透力較短波紫外線強,在可見光譜中能量相對高,能夠穿透角膜、晶狀體,到達視網膜,而視網膜一旦受損,將會造成不可逆的傷害。所以,自然界中對人眼損傷最大的就是中短波的、能量相對高的紫外線和藍紫光。
由于LED的發光原理導致LED燈泡通常比其他類型的燈泡發出更多的藍光波長,因此不少人對LED燈發出的藍光可能危害健康表示擔憂。
圖一、LED光譜分布
最受人們關注的是LED光譜分布的短波長藍光區域(400-500nm范圍),峰值在440 nm左右。雖然“藍光危害”一詞聽起來很可怕,但藍光對普通人日常活動的風險非常低,而老年性黃斑變性則是與長期、極端暴露藍光有關。
正所謂“拋開劑量談毒性就是耍流氓”,我們要將短期影響和中長期影響區分開來。
根據中國照明學會蔡建奇研究員及其工作室的實驗和研究表明,人的視網膜對455nm以下的藍光耐受性很低,在這個狀態下,約200-300lx的等效照度,在2-8小時內就會使視網膜產生光損傷。但是現在LED的光譜峰值主要集中在450-460nm的范圍,440nm以下的光譜能量分布相對較低,基本上占比4%-20%,因此常規的環境以450-480nm范圍作為峰值光譜,是沒有問題的。
在2016年,中國照明學會蔡建奇研究員及其工作室與中科院團隊對藍光進行了中長期損傷的研究。研究表明,在常規LED的光譜能量分布模式下,750lx以下的照度是在藍光中長期影響方面比較穩妥的。
我們需要注意的藍光危害并不是對眼睛的損傷,而是睡眠干擾。藍光波長在白天是有益于人類的,其可提升注意力、反應速度和情緒。但研究表明,在傍晚和夜間,藍光暴露會抑制我們體內褪黑素(睡眠激素)的釋放,進而可能會打亂晝夜節律,這可能與某些疾病的風險增加有關。
藍光對生物節律的影響
根據美國國家自然科學研究院的臨床試驗結果表明短波長光會抑制褪黑素的分泌,從而影響人體的晝夜節律。
來自世界各國的大量證據表明,這種技術使用對睡眠的負面影響。而電子設備發出的短波長光可能是罪魁禍首,因為實驗表明,人工光照射會產生警覺效應,抑制褪黑激素,并使生物鐘發生偏移。
圖二、閱讀電子書致使晝夜節律鐘時間推遲
我們將睡前幾個小時內在電子設備上閱讀電子書與閱讀印刷書籍的生物效應進行比較。與閱讀印刷書籍相比,閱讀電子書的參與者需要更長的時間才能入睡,晚間困倦感降低,褪黑激素分泌減少,晝夜節律鐘的時間推遲,第二天早上的警覺性降低。這些結果表明,晚上接觸電子設備會使生物鐘延遲,急性抑制褪黑素。
圖三、是否使用電子設備對褪黑素水平影響顯著
光與教育照明
關于光與人體健康,在教育照明領域的關注度也很高。各大廠商都紛紛開發護眼臺燈,著重強調健康的光對視力的好處。國家也出臺了閱讀臺燈相關的行業標準,如國家推薦性標準GB/T 9473-2017制定了A級、AA級照度等級標準。A級、AA級照度等級標準看重臺燈的照度和均勻度。
表一、國家推薦性標準GB/T 9473-2017的A級 AA級照度等級
深圳市計量質量檢測研究院(SMQ)于2019年制定了產品檢測認證,最高等級為AAA級。AAA認證對讀寫臺燈的光質量考察更加全面,除了考察臺燈的照度、均勻度外,它還將視網膜藍光危害、閃爍、功率因數、色品容差、顯色指數和全光譜光譜相似度作為考察對象。
表二、深圳市計量質量檢測研究院(SMQ)制定的產品檢測認證
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