Reka Bentuk Lampu Bilik Darjah Lekapan Lampu LED Untuk Sekolah Dan Kemudahan Pendidikan

Peranan pencahayaan dalam pemerolehan pengetahuan dan proses pembelajaran adalah asas. Ia membolehkan penerokaan visual ciri-ciri fizikal subjek kajian serta penemuan konsep daripada paparan bertulis dan grafik di atas kertas, komputer, dan unjuran. Pencahayaan juga menetapkan adegan untuk mendengar, komunikasi lisan, pembangunan kemahiran sosial, dan pemahaman situasi. Sebagai elemen kritikal reka bentuk yang sangat mempengaruhi sejauh mana ruang memenuhi keperluan pelajar dan pengajar, pencahayaan bilik darjah harus menyokong kesihatan, kesejahteraan dan prestasi dengan menyediakan persekitaran yang selesa dan menarik untuk pelajar dan pengajar. Selain meningkatkan kepuasan penghuni dan menyokong pengalaman pendidikan dalam ruang yang diterangi, pencahayaan di sekolah dan kemudahan pendidikan harus disampaikan dalam kekangan kod yang mengetatkan.

Persekitaran Pembelajaran

Kemudahan pendidikan terdiri daripada sekolah rendah (rendah), sekolah menengah, sekolah menengah, sehinggalah ke universiti dan kolej. Walaupun kemudahan ini mempunyai jenis ruang yang berbeza, apa yang mereka semua mempunyai persamaan ialah majoriti aktiviti pembelajaran dan pembelajaran berlaku di dalam bilik darjah. Bilik darjah tujuan am mempunyai keluasan lantai sekurang-kurangnya 32 meter persegi (350 kaki persegi) dan menempatkan antara 20 dan 75 pelajar. Bilik darjah biasa mempunyai pelan lantai segi empat tepat yang membolehkan garis penglihatan yang lebih baik daripada pelan segi empat sama. Ruang pengajaran direka bentuk dengan garis pandang selari dengan tingkap yang menyediakan cahaya siang (skylight) kemasukan ke ruang dan memberi rangsangan deria dan sentuhan visual dengan dunia luar. Media kawalan seperti rona atau bidai digunakan untuk mengurangkan kecerahan luaran supaya ia seimbang dengan kecerahan dalaman, atau untuk menghilangkan cahaya siang apabila ia tidak diperlukan. Pencahayaan sisi menggunakan cahaya siang melalui tingkap memberikan pencahayaan umum untuk kebanyakan hari persekolahan. Walau bagaimanapun, pencahayaan buatan memainkan peranan penting apabila persekitaran visual yang seimbang, konsisten dan terkawal diperlukan.

Susun atur bilik darjah secara amnya dibahagikan kepada zon pelajar dan zon pendidik. Zon pelajar sentiasa memerlukan pencahayaan umum, manakala zon pendidik memerlukan pencahayaan tambahan untuk menyampaikan pencahayaan menegak ke papan pengajaran dan menyediakan pemodelan yang baik untuk ciri-ciri manusia pengajar. Alat pengajaran yang paling biasa dalam bilik darjah ialah papan pengajaran, yang termasuk papan tulis kelabu gelap dan hijau (papan hitam) dan papan padam kering seperti papan putih dan papan kelabu. Skrin video untuk persembahan media yang ditayangkan selalunya digunakan untuk pengajaran komputer. Ini memerlukan pencahayaan pada skrin unjuran diminimumkan manakala cahaya ambien yang mencukupi harus disediakan di atas zon pelajar untuk mengambil nota. Bilik darjah mungkin merupakan persekitaran berkomputer yang meminimumkan pantulan skrin terminal paparan video (VDT) akan menjadi kebimbangan utama. Kebolehbacaan skrin mungkin dikurangkan oleh imej yang dipantulkan yang dihasilkan oleh luminair, tingkap dan permukaan bercahaya tinggi di sekelilingnya.

Pertimbangan Reka Bentuk Pencahayaan

Pencahayaan bilik darjah boleh dianggap berkualiti tinggi jika ia membolehkan pelajar dan pengajar melaksanakan tugas visual dengan tepat dan selesa. Asas reka bentuk pencahayaan adalah untuk mengintegrasikan keperluan manusia, seni bina, dan ekonomi dan alam sekitar. Keutamaan pencahayaan bilik darjah adalah untuk memenuhi keperluan manusia seperti keterlihatan, prestasi tugas, keselesaan visual, komunikasi sosial, kesihatan, keselamatan, dan kesejahteraan. Pelbagai keperluan manusia ini mesti diseimbangkan dengan betul untuk memupuk persekitaran pembelajaran yang memberangsangkan, sambil mengambil kira ekonomi, alam sekitar dan seni bina. Mencapai pencahayaan berkualiti melibatkan lebih daripada menyediakan pencahayaan yang betul untuk membuat tugas yang diberikan kelihatan. Terdapat banyak faktor yang mempengaruhi keupayaan manusia untuk melihat dan melaksanakan tugas, tujuh yang paling penting ialah silau, keseragaman pencahayaan, kontras pencahayaan, kelipan, rupa warna, pemodelan muka dan objek, dan pantulan tudung.

Keseragaman pencahayaan

Pencahayaan ialah jumlah kejadian cahaya pada permukaan. Tugas dan aplikasi yang paling biasa dalam bilik darjah memerlukan pencahayaan desktop dalam julat 150 lx hingga 250 lx. Pencahayaan mendatar seragam dalam zon pelajar menghilangkan bayang-bayang yang menjejaskan keterlihatan tugas dan membenarkan fleksibiliti penggunaan ruang semasa penempatan semula lokasi tugas. Di dalam bilik darjah, terutamanya zon pendidik, pencahayaan menegak dan pencahayaan pada satah lain antara mendatar dan menegak juga sangat penting. Nisbah pencahayaan minimum kepada pencahayaan purata di atas permukaan tugas, contohnya pencahayaan mendatar pada desktop dan pencahayaan menegak pada papan pengajaran tidak boleh lebih rendah daripada 1:1.4.

Kontras pencahayaan

Pencahayaan ialah jumlah cahaya yang datang dari permukaan atau titik. Ia adalah fungsi kecerahan permukaan dan pemantulan permukaan, yang bermaksud kecerahan boleh ditingkatkan dengan meningkatkan jumlah cahaya yang mengenai permukaan tugas atau meningkatkan pemantulan permukaan. Untuk mengekalkan kontras yang boleh diterima untuk tanda kapur, pantulan papan tulis hendaklah dikekalkan dalam lingkungan 5 peratus hingga 20 peratus . Sebagai perbandingan, papan putih memerlukan 70 peratus pemantulan untuk menjadikan dirinya sebagai tumpuan perhatian. Pantulan permukaan kerja (desktop) harus berada dalam julat 25 peratus hingga 40 peratus supaya keseimbangan pencahayaan yang selesa dapat dicapai. Dinding dan siling biasanya disertakan dengan kemasan matte berwarna terang. Mereka mencipta antara pantulan cahaya yang boleh memastikan penggunaan cahaya yang cekap untuk pencahayaan mendatar dan menegak yang lebih baik sambil meminimumkan silau yang dipantulkan. Mata manusia bertindak balas kepada pencahayaan, bukan pencahayaan. Ia adalah pencahayaan yang membawa kepada sensasi kecerahan. Keupayaan untuk melihat perincian sangat dipengaruhi oleh hubungan antara kecerahan objek dan latar belakangnya yang terdekat. Kontras yang sesuai antara butiran tugas dan latar belakangnya boleh mewujudkan minat visual dan memberikan isyarat visual. Walau bagaimanapun, variasi pencahayaan yang terlalu besar akan mewujudkan kesukaran penyesuaian dan ketidakselesaan visual. Had atas nisbah kecerahan antara tugas dan persekitaran terdekat ialah 3:1 (persekitaran yang lebih gelap) atau 1:3 (persekitaran yang lebih terang).

Penampilan warna

Warna adalah elemen penting dalam pencahayaan. Ia mempunyai hubungan penting dengan cahaya dari segi kesan visual, emosi dan biologi. Sejauh mana prestasi visual, mood, suasana, kesihatan dan kesejahteraan dipengaruhi oleh cahaya bergantung pada taburan kuasa spektrum (SPD) cahaya yang dipancarkan oleh sumber cahaya. Sumber cahaya boleh dicirikan oleh suhu warnanya dan oleh prestasi pemaparan warnanya, yang kedua-duanya ditentukan oleh SPD. Penampilan warna objek yang tidak bercahaya sendiri adalah hasil interaksi antara SPD sumber cahaya dan fungsi pemantulan spektrum objek. Bilik darjah tertentu mungkin memerlukan pencahayaan yang menghasilkan warna dengan tepat. Penampilan warna hanyalah satu aspek pencahayaan. Adalah lebih penting untuk melihat taburan kuasa spektrum cahaya dan memahami secara intuitif bagaimana warna cahaya akan mempengaruhi tingkah laku, kepuasan, tindak balas psikologi dan kesihatan. Warna sumber cahaya—sama ada penampilan "panas" atau "sejuk" mempunyai kesan yang besar terhadap kesihatan, produktiviti dan kesejahteraan manusia.

Silau

Silau berlaku apabila kecerahan, atau nisbah kecerahan, adalah lebih tinggi daripada kecerahan atau nisbah kecerahan yang mana mata disesuaikan. Akibat silau termasuk ketidakupayaan (pengurangan dalam keterlihatan dan prestasi visual) dan ketidakselesaan (sensasi kecerahan yang tidak menyenangkan yang tidak semestinya mengganggu prestasi visual atau keterlihatan). Silau mungkin terhasil daripada cahaya yang sampai ke mata terus daripada sumber cahaya (silau langsung) atau disebabkan oleh pantulan kecerahan tinggi daripada permukaan pemantulan (silau pantulan). Lekapan lampu atas kepala boleh diberikan Penarafan Silau Bersepadu (UGR) atau Kebarangkalian Keselesaan Visual (VCP) untuk meramalkan silau ketidakselesaan dalam aplikasi dalaman. UGR maksimum 19 atau VCP minimum 70 dianggap boleh diterima untuk membaca, menulis dan tugasan berasaskan komputer. Apabila tahap keselesaan visual yang lebih tinggi dikehendaki, luminair dengan UGR 16 atau VCP 80 harus dipilih.

Berkelip

Flicker ialah modulasi amplitud cahaya yang mengganggu dan mempunyai beberapa akibat negatif. Kedua-dua luminair pendarfluor dan LED yang dikendalikan oleh bekalan kuasa berkualiti rendah boleh menghasilkan dua kali ganda frekuensi talian kuasa (iaitu, 120 Hz atau 100 Hz). Kelipan biasanya ketara pada frekuensi yang lebih tinggi daripada 70 Hz. Walau bagaimanapun, kerlipan yang tidak dapat dilihat oleh mata manusia masih boleh menghasilkan tindak balas sistem saraf. Kedua-dua kerlipan yang kelihatan dan tidak dapat dilihat membimbangkan. Berbeza dari orang ke orang, pendedahan kepada kelipan boleh menyebabkan keletihan mata, lesu, loya, penurunan prestasi penglihatan, serangan panik, sakit kepala, migrain, sawan epilepsi dan bukti keadaan autistik yang memburukkan lagi. Dalam kemudahan pendidikan di mana kanak-kanak atau orang muda tinggal untuk tempoh yang lama setiap hari, kawalan kelipan yang ketat harus dilaksanakan. Peratus kelipan sebaiknya tidak melebihi 4 peratus pada 120 Hz atau 3 peratus pada 100 Hz, yang sangat selamat untuk semua populasi. Nilai maksimum yang dibenarkan 10 peratus pada 120 Hz atau 8 peratus pada 100 Hz.

Renungan bertudung

Pantulan tudung ialah tompok kecerahan tinggi (imej terang sumber cahaya) yang dipantulkan oleh permukaan spekular seperti skrin komputer atau bahan bacaan berkilat. Pantulan hijab daripada sumber cahaya utama (balu atau luminair) atau sumber cahaya sekunder (dipantulkan) mengurangkan kontras tugas dan mengaburkan perincian. Untuk memastikan tiada sumber cahaya menghasilkan pantulan spekular atau meresap ke dalam mata seseorang, atur skrin komputer dalam kedudukan berserenjang dengan sumber cahaya, atau tentukan luminair dengan taburan cahaya yang mempunyai cahaya minimum yang dipancarkan pada sudut masalah.

Pemodelan muka dan objek

Pemodelan muka dan objek adalah pertimbangan pencahayaan yang penting dalam kemudahan pendidikan. Interaksi cahaya dan bayang pada muka boleh membantu komunikasi guru-murid dengan menjadikan bibir lebih mudah dibaca dan gerak isyarat muka lebih mudah untuk ditafsir. Pencahayaan boleh menambah bentuk dan kedalaman pada pemandangan visual, mendedahkan tekstur dan perincian objek, mencipta corak yang diingini dan mengeluarkan sorotan dan minat visual. Pencahayaan arah yang kuat boleh menyebabkan bayang-bayang dalam yang tidak menarik, manakala pencahayaan yang sangat meresap menjadikan muka atau objek kelihatan rata atau tidak menarik. Oleh itu, gabungan pencahayaan arah dan resap yang betul adalah wajar.

Pencahayaan Umum

Pencahayaan am adalah sumber pencahayaan utama dalam bilik darjah. Ia menyediakan ruang dengan pencahayaan keseluruhan sambil juga berfungsi sebagai sumber utama pencahayaan tugas. Pencahayaan umum di dalam bilik darjah boleh dicapai dengan menggunakan sistem pencahayaan yang dipasang di siling dengan pengedaran langsung/tidak langsung secara langsung, tidak langsung atau gabungan. Pencahayaan terus menyampaikan cahaya tanpa gangguan dari luminair ke satah tugas mendatar. Pencahayaan tidak langsung mengedarkan cahaya ke arah siling, yang seterusnya memantulkan cahaya ke bawah. Pencahayaan langsung/tidak langsung menyediakan pengagihan cahaya ke bawah dan ke atas. Sistem pencahayaan langsung cekap dalam menyampaikan cahaya, tetapi boleh mencipta bayang-bayang yang keras, pantulan penutup dan kesan visual yang tidak diingini seperti siling gelap dan kerang pada permukaan dinding atas. Dengan pencahayaan yang diarahkan pada siling, sistem pencahayaan tidak langsung mengagihkan cahaya secara sama rata kepada pencahayaan yang berlebihan dalam bidang pandangan. Pencahayaan tidak langsung, bagaimanapun, menjadikan ruang kelihatan kusam dan kosong daripada sorotan dan minat visual. Pencahayaan langsung/tidak langsung menggabungkan faedah pencahayaan langsung dan tidak langsung untuk menyediakan pengagihan cahaya yang seimbang untuk keselesaan visual yang lebih baik, pencahayaan seragam pada permukaan tugasan mendatar dan kesan ruang yang diperkukuh, kewaspadaan dan kejelasan visual.

Walaupun kebimbangan menghasilkan kesan silau dan gua, pencahayaan langsung hampir menjadi pilihan universal di dalam bilik darjah semata-mata kerana kebanyakan ruang pendidikan mempunyai ketinggian siling yang rendah. Pencahayaan langsung biasanya disediakan dalam bentuk pencahayaan ceruk, lampu lekap siram atau lampu penggantungan. Lekapan lampu langsung boleh direka bentuk dalam pelbagai bentuk dan saiz. Dalam kemudahan pendidikan, lekapan lampu yang biasa digunakan ialah troffer segi empat tepat yang direka untuk pemasangan di siling grid dan lekapan lampu linear yang direka untuk pemasangan ceruk, lekap permukaan dan lekap siram. Troffers boleh didapati dalam bentuk troffer volumetrik, troffer parabola, troffer diffused/lensed, dan panel LED bercahaya tepi. Lekapan lampu linear datang dalam bahagian panjang standard, seperti bahagian 4, 8 atau 12 kaki, atau dalam konfigurasi larian berterusan.

Teknologi Pencahayaan

Selama beberapa dekad yang lalu, pencahayaan bilik darjah dan ruang pendidikan lain merupakan wilayah yang hampir eksklusif bagi teknologi pencahayaan pendarfluor. Lampu pendarfluor menggunakan elektrik untuk merangsang wap merkuri dalam tiub kaca. Pelepasan wap merkuri untuk memancarkan cahaya ultraviolet (UV) yang kemudian menyebabkan salutan fosfor menjadi pendarfluor, menghasilkan cahaya dalam spektrum yang boleh dilihat. Lampu pendarfluor mendapat penggunaan meluas kerana keberkesanan bercahaya yang tinggi, pengedaran bercahaya tersebar dan hayat operasi yang panjang. Penggunaan lampu pendarfluor, bagaimanapun, adalah kontroversi. Lampu pendarfluor mempunyai banyak kelemahan seperti pancaran ultraungu, masa permulaan yang lama, gangguan radio, kerapuhan yang tinggi, herotan harmonik, julat suhu operasi yang terhad dan jangka hayat yang dikurangkan disebabkan oleh penukaran yang kerap. Namun begitu, kesan paling negatif lampu pendarfluor ialah ia mengurangkan kualiti pencahayaan dalaman dan menimbulkan risiko kesihatan dengan ketara. Jumlah tumpuan yang berlebihan pada keberkesanan bercahaya menyebabkan kebanyakan lekapan lampu pendarfluor berprestasi buruk dalam pembiakan warna dan memberikan suhu warna yang terlalu tinggi (6000 K - 6500 K) yang boleh memberi kesan mengganggu pada irama sirkadian manusia dan menimbulkan kebimbangan bahaya cahaya biru. Oleh kerana lampu pendarfluor memerlukan pemberat untuk mengawal arus yang dihantar melalui elektrod lampu, masalah kelipan timbul. Apabila bercakap tentang kualiti cahaya, pencahayaan pendarfluor adalah permulaan yang sangat buruk dalam sejarah pencahayaan buatan untuk ruang dalaman.

Pencahayaan keadaan pepejal berasaskan teknologi diod pemancar cahaya (LED) semakin popular. LED telah menjadi sumber cahaya utama untuk setiap aplikasi pencahayaan yang boleh dibayangkan. LED ialah peranti semikonduktor yang menukarkan tenaga elektrik terus kepada foton. Peranti semikonduktor mempunyai simpang pn yang dibentuk oleh lapisan dop bertentangan bahan semikonduktor seperti indium gallium nitride (InGaN). Apabila simpang pn dipincang ke arah hadapan, elektron dan lubang disuntik ke kawasan aktif dan bergabung semula untuk menghasilkan cahaya. Teknologi LED menangani banyak kelemahan teknologi konvensional dan menawarkan janji kecekapan tinggi, jangka hayat, serba boleh spektrum tinggi, kebolehkawalan yang luar biasa (hidup/mati/malap), fleksibiliti tinggi dalam reka bentuk optik, dan rintangan yang tinggi terhadap kejutan dan getaran. LED menghasilkan kuasa sinaran hanya dalam spektrum yang boleh dilihat (biasanya dari 400 hingga 700 nm). Ketiadaan sinaran ultraungu (UV) dan inframerah (IR) menjadikan teknologi ini amat sesuai digunakan oleh orang yang mempunyai kepekaan tertentu atau dalam situasi di mana sinaran optik daripada sumber cahaya tradisional akan menimbulkan risiko kepada manusia.

Lekapan Lampu LED

Hayat perkhidmatan yang panjang dan kecekapan tenaga yang tinggi adalah kelebihan utama LED. Ini membawa kepada salah tanggapan umum bahawa jangka hayat yang panjang dan keberkesanan bercahaya yang tinggi bagi sistem pencahayaan LED adalah perkara yang sudah tentu. Luminair pendarfluor menggunakan set lampu, contohnya, T5 linear (diameter 5/8 inci), T8 (diameter 1 inci) dan T12 (diameter 11/2 inci), diseragamkan di seluruh industri dan merentasi pengeluar dengan jangka hayat yang serupa , output cahaya dan penyelenggaraan lumen. Lekapan pada asasnya berfungsi sebagai bingkai pelekap untuk lampu dan menyediakan kawalan terhad ke atas pengedaran cahaya. Sebaliknya, luminair LED secara amnya merupakan sistem kejuruteraan tinggi yang menyepadukan LED secara holistik dengan subsistem terma, elektrik dan optik untuk menyediakan produk yang boleh diterima. Keberkesanan sistem dan hayat operasi luminair LED bergantung pada reka bentuk dan pembinaan sistem. Penarafan hayat luminair LED adalah berdasarkan kali pertama luminair memerlukan penyelenggaraan, yang mungkin disebabkan oleh penamatan lumen, peralihan warna, pincang tugas atau kegagalan mendadak pemacu LED.

LED ialah sumber cahaya paling cekap yang ada pada hari ini. Walau bagaimanapun, masih lebih separuh daripada kuasa elektrik yang disalurkan kepada LED ditukar kepada haba. Tidak seperti lampu pijar dan halogen yang memancarkan haba keluar dari lampu dalam bentuk tenaga inframerah, haba yang dijana oleh LED terperangkap dalam pakej semikonduktor dan mesti dilesapkan melalui luminair itu sendiri. Pembentukan haba yang berlebihan dalam LED boleh mempercepatkan proses degradasi cip, fosfor dan bahan pembungkusan. Suhu simpang yang tinggi telah ditunjukkan menyebabkan banyak mekanisme kegagalan seperti nukleasi dan pertumbuhan kehelan di kawasan aktif diod, kemerosotan dalam kecekapan kuantum fosforus, dan perubahan warna pembungkusan dan perumah plastik. Oleh itu, pengurusan haba yang berkesan adalah penting untuk mengendalikan LED kepada hayat perkhidmatan yang dinilai. Reka bentuk terma adalah bahagian terpenting dalam reka bentuk luminair. Semua bahan dan komponen dalam laluan haba daripada semikonduktor mati melalui papan litar bercetak (PCB) ke persekitaran ambien mestilah mempunyai rintangan haba yang rendah. Keberkesanan reka bentuk haba pada asasnya bergantung kepada keupayaan sink haba untuk menghilangkan haba melalui pengaliran dan perolakan terma. Lekapan lampu atas seperti troffers dan loket linear biasanya memberikan volum yang mencukupi untuk mencipta kawasan permukaan yang mencukupi yang memudahkan pertukaran haba.

Lebih kerap daripada tidak, titik kegagalan atau kerosakan dalam sistem LED ialah pemacu LED. Memandangkan LED sensitif kepada perubahan arus dan voltan yang sangat kecil, litar pemacu LED mesti dikonfigurasikan untuk mengawal keluaran pada arus malar di bawah voltan bekalan atau variasi beban. Mengendalikan LED dengan arus pemacu yang betul juga merupakan sebahagian daripada pengurusan haba. Memandu berlebihan untuk menilai LED akan meningkatkan suhu simpang dan mengurangkan kecekapan kuantum dalaman LED. Metrik prestasi utama pemandu memberi tumpuan kepada keupayaan mereka untuk mengawal kuasa kepada LED atau rentetan (atau rentetan) LED dengan sewajarnya dan cekap, sambil menyampaikan faktor kuasa tinggi dan herotan harmonik total (THD) yang rendah pada julat voltan input yang luas . Pemandu juga mesti menyediakan ciri perlindungan terhadap beban lampau, keadaan litar terbuka dan pintas, serta penindasan voltan sementara dan perlindungan suhu lebih pintar. Walau bagaimanapun, sesetengah pengeluar lampu mengurangkan kos tanpa henti dengan meremehkan litar pemandu. Ini bukan sahaja menyebabkan kebolehpercayaan litar pemacu terjejas, tetapi juga menjadikan kelipan menjadi isu kerana pemandu kos rendah sering memberikan penindasan riak yang tidak lengkap. Secara amnya tidak boleh diterima bahawa nilai riak arus keluaran melebihi ±10 peratus .

Reka bentuk optik menjadi keutamaan yang tinggi dalam reka bentuk sistem LED. Pencahayaan seragam ke atas kawasan yang luas atau satah tugas memerlukan penggunaan sejumlah besar LED kuasa pertengahan yang besar. Output keamatan tinggi sumber cahaya kecil ini menjadikan pengurangan silau sebagai keutamaan. Luminair LED datang dalam pelbagai ciri pengedaran yang dicapai menggunakan komponen optik seperti penyebar, kanta, pemantul dan louvers. Silau langsung daripada LED boleh dikurangkan dengan meresap kecerahan pada kawasan permukaan yang besar. Kanta yang menggabungkan satu siri prisma kecil boleh mengurangkan kecerahan luminair pada sudut pandangan berhampiran mendatar. Pantulan ialah teknik yang biasa digunakan untuk mengawal fluks bercahaya daripada LED. Troffer volumetrik ialah sejenis luminair "terpantul terus" yang memantulkan cahaya dari permukaan dalaman perumah ceruk, manakala modul LED yang memancarkan cahaya ke atas dilindungi atau dikaburkan dalam bakul logam yang disandarkan dengan akrilik meresap. Lampu panel LED bercahaya tepi menyuntik cahaya ke dalam plat panduan cahaya (LGP) yang kemudiannya mengedarkan cahaya secara sekata ke arah penyebar melalui pantulan dalaman total (TIR). Keupayaan untuk memberikan pencahayaan yang seragam tanpa menghasilkan pencahayaan yang terlalu tinggi menjadikan luminair ceruk ini sebagai tenaga kerja dalam kemudahan pendidikan.

Rendering Warna

Seperti lampu pendarfluor, pertukaran antara kualiti warna dan keberkesanan bercahaya kekal dalam era pencahayaan LED. LED putih biasanya LED ditukar fosfor yang menggunakan cahaya panjang gelombang pendek yang dipancarkan daripada acuan LED untuk mengepam fosforus (bahan bercahaya). Kebanyakan LED yang ditukar fosfor ialah LED pam biru yang menukar sebahagiannya electroluminescence. LED pam biru yang menghasilkan warna tinggi memerlukan sebahagian besar cahaya panjang gelombang pendek yang dipancarkan untuk ditukar ke bawah. Proses menukar cahaya pam kepada cahaya fosfor (photoluminescence) ini melibatkan sejumlah besar kehilangan tenaga Stokes. Penukaran keberkesanan sinaran bercahaya (LER) oleh sensitiviti mata adalah tidak cekap berbanding taburan spektrum cahaya panjang gelombang yang lebih panjang. Apabila menggabungkan kesan ini, keberkesanan bercahaya LED pemaparan warna tinggi yang mempunyai SPD tersebar lebih seragam ke seluruh spektrum yang boleh dilihat adalah agak rendah daripada LED pemaparan warna rendah yang terlalu tepu dalam panjang gelombang biru dan hijau.

Hasil daripada beralih ke arah pencahayaan kecekapan tinggi dan mengurangkan kos, kebanyakan luminair LED yang digunakan dalam kemudahan pendidikan menggabungkan LED dengan indeks pemaparan warna (CRI) 80, yang boleh diterima (tetapi jauh dari baik). Khususnya, cahaya yang dipancarkan daripada luminair ini adalah kekurangan panjang gelombang yang menghasilkan warna tepu. Untuk bilik darjah mempunyai rasa yang menyenangkan dan warna kelihatan semula jadi, sumber cahaya mestilah mampu mencetuskan tindak balas visual kepada semua panjang gelombang dalam spektrum yang boleh dilihat. Kemudahan pendidikan layak mendapat pencahayaan dengan kualiti warna yang tinggi, contohnya CRI sebanyak 90. ​​Walaupun LED pam biru boleh direka bentuk untuk memberikan penampilan warna yang unggul, LED pam violet telah dibangunkan khusus untuk menghasilkan cahaya putih spektrum luas yang memberikan kuasa sinaran secara agak luas merentasi spektrum yang boleh dilihat.

Sains di sebalik Warna Cahaya

Suhu warna berkorelasi (CCT) bagi sumber cahaya bertujuan untuk mencirikan warna cahaya (cth, hangat atau sejuk). Cahaya putih yang mempamerkan nada hangat mempunyai CCT dalam julat 2700 K hingga 3200 K. Cahaya putih dengan CCT dalam julat 3500 K hingga 4100 K biasanya dirujuk sebagai mempunyai rupa "putih neutral". Cahaya putih dengan CCT melebihi 4100 K dirujuk sebagai mempunyai penampilan "putih sejuk". Tidak semua cahaya putih adalah sama, sama ada penampilan cahaya putih hangat atau sejuk bukan sahaja mempengaruhi persepsi kita secara visual dan mempengaruhi mood kita secara emosi, tetapi juga mempunyai kesan ke atas pelbagai tindak balas neuroendokrin dan neurobehavioral. Secara amnya, putih sejuk sepadan dengan peratusan cahaya biru yang agak tinggi dalam spektrum dan putih hangat menunjukkan komponen biru rendah dalam spektrum.

Penyelidikan telah menentukan bahawa cahaya biru boleh merangsang fotoreseptor sel ganglion retina (ipRGC) fotosensitif intrinsik dalam lapisan sel ganglion retina. IpRGCs memindahkan cahaya kepada isyarat saraf untuk jam biologi. Jam biologi yang terletak di dalam nukleus supraciasmatic (SCN) kemudian mengawal suhu badan dan mengeluarkan hormon endokrin, seperti melatonin dan kortisol. Dos cahaya biru bioaktif yang cukup tinggi akan mencetuskan jam biologi induk untuk memprogramkan badan manusia untuk mod siang. Pendedahan kepada sinaran biru ditemui untuk merangsang pengeluaran hormon seperti kortisol untuk tindak balas tekanan dan kewaspadaan; serotonin untuk kawalan impuls dan keinginan karbohidrat; dan dopamin untuk keseronokan, kewaspadaan dan koordinasi otot. Semasa mensimulasikan tindak balas fisiologi siang hari, pendedahan kepada cahaya biru bioaktif juga mengakibatkan penindasan hormon melatonin yang menggalakkan tidur. Memandangkan ia menyokong kepekatan, kewaspadaan dan prestasi, cahaya putih terang dengan komponen biru tinggi sering digunakan semasa waktu pembelajaran.

Biasanya, cahaya putih sejuk dengan CCT sekitar 4100 K dipilih untuk pencahayaan siang hari di ruang pendidikan. CCT maksimum untuk pencahayaan dalaman secara amnya tidak boleh melebihi 5400 K, iaitu suhu warna jelas cahaya matahari yang bersinar dari atas terus. Walau bagaimanapun, pengenalan lampu pendarfluor mengiringi peningkatan mendadak dalam suhu warna untuk pencahayaan dalaman. Sumber cahaya yang menghasilkan cahaya putih dengan panjang gelombang terkumpul pada hujung biru spektrum mempunyai keberkesanan bercahaya tertinggi disebabkan oleh photoluminescence minimum yang terlibat dan sensitif mata tinggi ke atas jalur spektrum ini. Ini menjadikan CCT dalam julat 6000 K hingga 6500 K sebagai pilihan biasa untuk pencahayaan pendidikan. Walau bagaimanapun, sinaran optik dengan CCT yang sangat tinggi kelihatan keras dan sering menyebabkan herotan warna kerana panjang gelombang yang hilang untuk menghasilkan warna tepu. Paling penting, pendedahan kepada sinaran biru pada dos yang sangat tinggi sepanjang hari boleh memberi tekanan kepada tubuh manusia dan menyukarkan untuk mengekalkan irama sirkadian yang lancar.

Pelajar biasanya terus menerima sinaran biru intensiti tinggi pada waktu latihan malam, yang mengakibatkan penindasan melatonin yang tidak betul pada waktu petang. Pembebasan melatonin setiap malam dari 9 malam hingga 7:30 pagi adalah mekanisme perlindungan penting yang menyokong penjanaan semula penting dan menyekat sel-sel kanser yang sedang berkembang dalam badan kita. Pada waktu petang, sekurang-kurangnya dua jam sebelum waktu tidur, pencahayaan CCT tinggi dan intensiti tinggi harus dielakkan. Tahap cahaya putih hangat yang sederhana, ditakrifkan sebagai 60 lux, memadai untuk tugas visual kecil tanpa gangguan sirkadian.

Pencahayaan Putih Berlaras

Kesan pencahayaan terhadap kesihatan, kesejahteraan dan prestasi manusia mendorong industri pencahayaan untuk membangunkan penyelesaian yang boleh menimbulkan tindak balas biologi manusia tertentu untuk meningkatkan kepekatan, kewaspadaan dan prestasi, sambil menyokong irama sirkadian yang menggalakkan. Pencahayaan putih boleh tala membolehkan pemodulatan suhu warna cahaya putih, dengan keamatan bercahaya dikawal secara bebas. Teknologi ini membolehkan skim pencahayaan dinamik dihantar sepanjang hari dan membolehkan menyesuaikan pencahayaan dengan keperluan pelbagai kumpulan sasaran. Pencahayaan putih boleh tala berdasarkan teknologi LED adalah penggerak di sebalik penggunaan dipercepatkan pencahayaan sentrik manusia (HCL). Pencahayaan berpusatkan manusia direka untuk mengukuhkan irama sirkadian badan dan kitaran semula jadi fungsi biologi. Ia menyediakan kawalan sedar proses hormon dan persekitaran pembelajaran sepanjang reka bentuk holistik kesan visual, biologi dan emosi cahaya. Kuantiti dan spektrum pencahayaan dalaman boleh disesuaikan untuk mencerminkan ciri-ciri cahaya siang semula jadi sepanjang hari.

Keselamatan Fotobiologi

Pakar kerusi berlengan telah membuat kekecohan tentang bahaya cahaya biru lampu LED. Mereka mendakwa bahawa LED pam biru mengandungi bahagian panjang gelombang biru yang lebih tinggi dan dengan itu mempunyai lebih potensi daripada jenis sumber cahaya lain untuk menimbulkan risiko bahaya cahaya biru. Bahaya cahaya biru ialah kecederaan retina yang disebabkan oleh fotokimia yang disebabkan oleh pendedahan sinaran pada panjang gelombang terutamanya antara 400 nm dan 500 nm. Hanya kerana LED putih menggunakan pemancar biru untuk mengepam penukar turun-n fosforus dan mungkin terdapat puncak biru yang berbeza dalam SPD mereka, ini tidak semestinya bermakna LED mempunyai potensi yang lebih besar untuk menyebabkan kerosakan fotokimia retina. Cahaya putih dengan rupa warna yang berbeza pada asasnya adalah hasil gabungan panjang gelombang panjang dan pendek yang berbeza. Terdapat korelasi yang kuat antara CCT dan kandungan cahaya biru tanpa mengira dari mana cahaya putih dipancarkan. Fungsi pemberat bahaya cahaya biru meluas dalam julat panjang gelombang. Adalah penting untuk mempertimbangkan julat sinaran berbahaya, bukannya mana-mana puncak tempatan. Jumlah keseluruhan panjang gelombang biru dalam komposisi spektrum cahaya yang dipancarkan oleh LED secara amnya adalah sama dengan cahaya yang dipancarkan oleh mana-mana sumber cahaya lain pada suhu warna yang sama.

Untuk mengulangi: LED pada asasnya tidak berbeza dengan sumber cahaya yang menggunakan teknologi tradisional apabila ia berkaitan dengan keselamatan fotobiologi. Apa yang harus dipersalahkan ialah penggunaan CCT yang sangat tinggi dalam pencahayaan dalaman. Cahaya putih dengan CCT melebihi 6000 K mengandungi sejumlah besar cahaya biru dan lebih berkemungkinan menyebabkan kerosakan fotokimia retina berbanding cahaya putih yang dipancarkan oleh sumber cahaya CCT rendah. Pencahayaan ambang untuk klasifikasi kumpulan risiko sebagai RG2 atau lebih tinggi ialah 1000 lux untuk sumber cahaya dengan CCT 6000 K, 1600 lux untuk sumber cahaya dengan CCT 4000 K dan 3200 lux untuk sumber cahaya dengan CCT 2700 K. Walau bagaimanapun, klasifikasi bahaya cahaya biru Kumpulan Risiko 2 dan 3 adalah sangat tidak mungkin untuk semua jenis sumber cahaya putih hanya kerana pencahayaan maksimum untuk aplikasi pendidikan jarang melebihi 300 lux. Yang penting, produk juga mesti melebihi ambang untuk keadaan pencahayaan dianggap berbahaya (10 mcd/k2 pada 6000K, 16 mcd/k2 pada 4000 K, 30 mcd/k2 pada 2700 K untuk Kumpulan Risiko 2). Walaupun terdapat bahaya daripada Kumpulan Risiko 2 atau 3, tindak balas keengganan manusia akan mengurangkan bahaya, jadi bahaya cahaya biru tidak perlu dibimbangkan oleh orang ramai.

Cool tags: Reka Bentuk Lampu Bilik Darjah Lekapan Lampu LED Untuk Sekolah Dan Kemudahan Pendidikan, China, pembekal, pengilang, kilang, beli, harga, terbaik, murah, untuk dijual, dalam stok, sampel percuma