You are using an outdated browser. For a faster, safer browsing experience, upgrade for free today.

ДОСЛІДЖЕННЯ ПАРАМЕТРІВ СВІТЛОДІОДНИХ СВІТИЛЬНИКІВ ДЛЯ ЗОВНІШНЬОГО ОСВІТЛЕННЯ СТОСОВНО ЇХНЬОЇ ВІДПОВІДНОСТІ РЕКОМЕНДАЦІЯМ ІЗ ЗАПОБІГАННЯ СВІТЛОВОМУ ЗАБРУДНЕННЮ НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА

ДОСЛІДЖЕННЯ ПАРАМЕТРІВ СВІТЛОДІОДНИХ СВІТИЛЬНИКІВ ДЛЯ ЗОВНІШНЬОГО ОСВІТЛЕННЯ СТОСОВНО ЇХНЬОЇ ВІДПОВІДНОСТІ РЕКОМЕНДАЦІЯМ ІЗ ЗАПОБІГАННЯ СВІТЛОВОМУ ЗАБРУДНЕННЮ НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА

ISSN 2223-6775 Український журнал з проблем медицини праці Том.20, №4, 2024

https://doi.org/10.33573/ujoh2024.04.316

ДОСЛІДЖЕННЯ ПАРАМЕТРІВ СВІТЛОДІОДНИХ СВІТИЛЬНИКІВ ДЛЯ ЗОВНІШНЬОГО ОСВІТЛЕННЯ СТОСОВНО ЇХНЬОЇ ВІДПОВІДНОСТІ РЕКОМЕНДАЦІЯМ ІЗ ЗАПОБІГАННЯ СВІТЛОВОМУ ЗАБРУДНЕННЮ НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА

Сорокін В. М.1, Кожушко Г. М.2, Назаренко В. І.3, Пекур Д. В.1, Шпак С. В.4, Басова Ю. О.5

1 Інститут фізики напівпровідників ім. В. Є. Лашкарьова Національної академії наук України, м. Київ, Україна
2 Національний університет «Полтавська політехніка ім. Юрія Кондратюка», м. Полтава, Україна
3Державна установа «Інститут медицини праці імені Ю. І. Кундієва Національної академії медичних наук України», м. Київ, Україна
4 Державне підприємство «Полтавський регіональний науково-технічний центр стандартизації, метрології та сертифікації», м. Полтава, Україна
5 Полтавський державний аграрний університет, м. Полтава, Україна

Full article (PDF): UKR

Вступ. Розглядається можливість впливу зовнішнього освітлення на рівень світлового забруднення навколишнього середовища та його особливості, що створюється світлодіодними освітлювальними системами. Специфічною властивістю світлодіодів (СД), які використовуються в освітлювальних системах зовнішнього освітлення, є інтенсивне випромінювання в синій області спектра, яке співпадає з спектром пригнічення мелатоніну та впливає на порушення біологічних ритмів живих організмів у нічний час. До негативних ефектів, що можуть створювати світлодіодні освітлювальні системи, є мерехтіння яскравості та засліплююча дискомфортна блискавість через високу яскравість СД.

Мета дослідження – визначити параметри світлодіодних світильників, що використовуються в системах зовнішнього освітлення, з точки зору їхньої відповідності рекомендаціям ДСТУ ЕN 12464-2 та Міжнародної організації збереження темного неба (IDA).

Матеріали та методи дослідження. Досліджено наступні параметри світильників для зовнішнього освітлення, що надходять на ринок України: величину світлового потоку та його просторовий розподіл, зокрема у верхню півсферу та в зону потенційного засліплення (80–90°); криві сили світла, зокрема максимальне значення та в межах кутів 80–90°; колориметричні параметри (корельована колірна температура, загальний індекс кольоропередачі). Для окремих світильників були проведені випробування на фотобіологічну безпечність синього світла, а також мерехтіння яскравості та видимості стробоскопічного ефекту.

Результати. Показано, що світлова віддача світлодіодних світильників для зовнішнього освітлення приблизно на 20 % більша, ніж світлова віддача світильників з натрієвими лампами високого тиску. Водночас у них повністю відсутнє випромінювання в верхню півсферу і майже в 2 рази менші значення сили світла, що випромінюються в межах кутів 80–90°. Недоліком досліджених світильників є їхня невідповідність рекомендаціям ДСТУ ЕN 12464-2 та IDA стосовно обмеження значень корельованої колірної температури – у більшості світильників цей показник є вищим за 3000 К.

Висновки. Світлотехнічні параметри світильників для зовнішнього освітлення відповідають вимогам ДСТУ 8546:2015 ДСТУ ЕN 12464-2. Мерехтіння яскравості та видимості стробоскопічного ефекту відповідність вимогам
Регламенту Комісії ЄС 2019/2020. Рівні ризиків небезпеки синього світла, навіть у разі найнесприятливіших умов, не перевищують групу ризику RG1. Для забезпечення потреб України світлодіодними світильниками з корельованими колірними температурами не вище ніж 3000 К запропоновано внести відповідні зміни в національні стандарти ДСТУ 8546:2015 та Державні будівельні норми України ДБН В.2.5-28:2018.

Ключові слова: світильник, світлодіодна освітлювальна система, зовнішнє освітлення, криві сили світла, корельована колірна температура, спектр випромінювання, світлове забруднення, біологічні ритми

Література

  1. Navara K. J., Nelson R. J. The dark side of light at night: physiological, epidemiological, and ecological
    consequences. J. Pineal Res. 2007. Vol. 43. P. 215–224. https://doi.org/10.1111/j.1600-079X.2007.00473.x.
  2. Cao M., Xu T., Yin D. Understanding light pollution: Recent advances on its health threats and regulations. Journ. Environ. Sci. 2023. Vol. 127. P. 589–602. https://doi.org/10.1016/j.jes.2022.06.020.
  3. Reviewand Assessment of Available Informationon Light Pollutionin Europe (Eionet Report – ETC HE 2022/8). K.Widmer, A. Beloconi, I. Mamane, P. Vounatsou. Kjeller, Norway: ETC HE c/o NILU. 2022. URL: https://www.eionet.europa.eu/etcs/all-etcreports.
  4. Light pollution of freshwater ecosystems: principles, ecological impacts and remedies. F. Hölker, A. Jechow, S. Schroer et al. Phil. Trans. R. Soc. B. 2023. Vol. 378. Iss. 1892. 20220360. https://doi.org/10.1098/rstb.2022.0360.
  5. Encyclopedia of Biodiversity. Vol. 4. Scheiner S. M. (Ed.). 3rd ed. Academic Press, 2023. 369 p. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-822562-2.00249-8.
  6. Effects of artificial light at night on human health: a literature review of observational and experimental studies applied to exposure assessment. Yong Min Cho, Seung-Hun Ryu, ByeoRi Lee et al. Chronobiol Int. 2015. Vol. 32 No. 9. P. 1294–1310. https://doi.org/10.3109/07420528.2015.1073158.
  7. Rossi M. Circadian Lighting Design in the LED Era. Springer Cham, 2019. 277 p. https://doi.org/10.1007/978-3-030-11087-1.
  8. Global rise of potential health hazards caused by blue light-induced circadian disruption in modern aging societies. M. Hatori et al. npj Aging and Mechanisms of Disease. 2017. Vol. 3, No. 1. P. 9. https://doi.org/10.1038/s41514-017-0010-2
  9. Kyba C. C. M., Hanelc A., Hölkera F. Redefining efficiency for outdoor lighting. Energy and Environmental Science. 2014. Vol. 7, No. 6. P. 1806–1809. https://doi.org/10.1039/C4EE00566J.
  10. Ticleanu C., Littlefair P. A summary of LED lighting impacts on health. Int. Journ. Sustain. Lighting. 2015. No. 3–4. https://doi.org/10.17069/ijsl.2015. 12.1.1.5.
  11. ДСТУ ЕN 62471:2017 Безпечність ламп і лампових систем фотобіологічна (EN 62471:2008, IDT; ІЕС 62471:2006, МОD).
  12. ІЕS ТМ-18-18. Light and human health: an over view of the impact of light on visual, circadian, neuroendocrine and neurobehavioral. 2011.
  13. Регламент Комісії (ЄС) від 01 жовтня 2019 року № 2019/2020 про встановлення вимог до екодизайну для джерел світла та відокремлених пускорегулювальних апаратів відповідно до Директиви Європейського Парламенту і Ради 2009/125/ЄС та про скасування регламентів Комісії (ЄС) № 244/2009, (ЄС) № 245/2009 і (ЄС) № 1194/2012.
  14. Rapid assessment of lamp spectrum to quantify ecological effects of light at night. T. Longcore, A. Rodriguez, B. Witherington et al. J Exp Zool Part A: Ecol Integr Physiol. 2018. Vol. 329, No. 8–9. Р. 511–521. https://doi.org/10.1002/jez.2184.
  15. Potential Biological and Ecological Effects of Flickering Artificial Light. R. Inger, J. Bennie, T. W. Davies, K. J. Gaston. PLOS ONE. 2014. Vol. 9, No. 5. P. e98631. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0098631.
  16. Bara S. Light pollution and solid-state lighting: reducing the carbon dioxide footprint is not enough. Proceedings of the 8th Ibero American Optics Meeting and 11th Latin American Meeting on Optics, Lasers, and Applications (18 November 2013). Proc. of SPIE. 2013. Vol. 8785.· https://doi.org/10.1117/12.2025344.
  17. Gaston K. J., Visser M. E., Hölker F. The biological impacts of artificial light at night: the research challenge. Phil. Trans. R. Soc. B. 2015. Vol. 370, Iss. 1667. https://doi.org/10.1098/rstb.2014.0133.
  18. Circadian rhythms. B. D. Aronson et al. Brain Res. Rev. 1993. Vol. 18, No. 3. P. 315–333. https://doi.org/10.1016/0165-0173(93)90015-R.
  19. Blue Light Exposure: Ocular Hazards and Prevention-A Narrative Review. A. Cougnard-Gregoire, B. M. J. Merle, T. Aslam et al. Ophthalmol Ther. 2023. Vol. 12. P. 755–788. https://doi.org/10.1007/s40123-023-00675-3.
  20. Wilkins A., Veitch J., Lehman B. LED lighting flicker and potential health concerns: IEEE standard PARI789 update. Proc. IEEE Energy Conversion Congr. Expo. 2010. Р. 171–178. https://doi.org/10.1109/ECCE.2010.5618050.
  21. IEEE 1789-2015. Recommended Practices for Modulating Current in High-Brightness LEDs for Mitigating Health Risks to Viewers. URL: https:// ieeexplore.ieee.org/document/7118618.
  22. EN 12193-2018. Light and lighting – Sports lighting (Світло та освітлення. Освітлення спортивних споруд). URL: https://ru.scribd.com/document/621949730/BS-en-121932018-the-British-Standards-Institution-Z-lib-org.
  23. ДСТУ EN 12464-2:2016. Світло та освітлення. Освітлення робочих місць. Частина 2. Зовнішні робочі місця (EN 12464-2:2014, IDT). URL: https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=71839.
  24. ДСТУ EN 13201-2:2016. Вуличне освітлення. Частина 2. Технічні вимоги (EN 13201-2:2015, IDT). URL: https://online.budstandart.com/ua/catalog/docpage?id_doc=65944.
  25. ДБН В.2.5-28:2018. Природне і штучне освітлення. URL: https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=79885.
  26. Fotios S., Gibbons R. Road lighting research for drivers and pedestrians: The basis of luminance and illuminance recommendations. Lighting Research & Technology. 2018. Vol. 50, Iss. 1. P. 154–186. https://doi.org/10.1177/1477153517739055.
  27. Sakhno T. V., Kozhushko G. M., Nazarenko V. I. Light pollution from led lighting systems and ways of reducing its environmental consequences. Ukrainian Journal of Occupational Health. 2024. Vol. 20, No. 2. P. 138–147. https://doi.org/10.33573/ujoh2024.02.138.
  28. Species sensitivities to artificial light at night: A phylogenetically controlled multilevel meta-analysis on melatonin suppression. Y. Yang, Q. Liu, C. Pan et al. Ecology Letters. 2024. Vol. 27, Iss. 2. https://doi.org/
    10.1111/ele.14387.
  29. Light-Pollution-Monitoring Method for Selected Environmental and Social Elements. J. Gomiak-Zimroz, K. Romanczukiewicz, M. Sitarskam, A. Szrek. Remote Sens. 2024. Vol. 16(5). P. 774. https://doi.org/10.3390/rs16050774.
  30. ДСТУ 8546:2015 Світильники зі світлодіодними джерелами світла. Загальні технічні умови. URL: https://online.budstandart.com/ua/catalog/docpage?id_doc=71689.
  31. IES Road Report LCS Graph. URL: https://docs.agi32.com/PhotometricToolbox/Content/Road_Report_Tool/IES_Road_Report_LCS_Graph.htm.
  32. Menendez-Velazquez A., Morales D., Garcia-Delgado A. B. Light Pollution and Circadian Misalignment: A Healthy, Blue-Free, White Light-Emitting Diode to Avoid Chronodisruption. Int J Environ Res Public Health. 2022. Vol. 19 (3). P. 1849. https://doi.org/10.3390/ijerph19031849.
  33. Застосування політики екодизайну та енергетичного маркування для підвищення енергоефективності та якості світлодіодних джерел світла. С. Шпак, С. Багіров, О. Пітяков, С. Кислиця, Т. Сахно, Г. Кожушко. Український метрологічний журнал. 2024. № 2. https://doi.org/10.24027/2306-7039.2.2024.307270.