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室内照明对健康的影响

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发表于 2016-12-9 06:28:04 | 显示全部楼层 |阅读模式
1、太阳光对健康的影响
类对光的认识是从太阳开始,人眼的视觉功能只能分辨太阳光可见光部分的明暗,人眼的视觉对太阳光中包含对人体健康有害部分无法识别,对光的分析采用的方法是光谱分析,通过对太阳光进行光谱分析,可以了解太阳光是由什么波长的光组成,每种波长的光所占的比例是多少,太阳光包含哪些对人体健康有益或者有害的成分;光谱分析是所有光源分析的基本手段,由于人造光源的物理性质与太阳光相同,只是光谱形状不同,通过分析人造光源的光谱,我们同样可以分析不同的人造光源对健康的影响。

       研究太阳光对人体健康的影响,我们是分析到达地面上的太阳光,太阳有部分的光被地球的大气层所吸收不能到达地面,可以到达地面的太阳光的波长范围是250nm至2500nm,如图1所示。

1、太阳光对健康的影响

 1、太阳光对健康的影响

根据太阳光的全光谱图,我们可以把太阳光分为三部分;

       1)、不可见光-紫外线(人眼感觉不到的光),波长范围是250-400nm。

       紫外线又分为三类:

       长波紫外线,UV-A:315-400 纳米。

       中波紫外线,UV-B:280-315 纳米。

       短波紫外线,UV-C:250-280 纳米。UV-C到达地面极少,可以忽略不计。

       2)、可见光(人眼能看到的光),波长范围是400-750nm,主要成分是红光、绿光、蓝光。

       3)、不可见光-近红外线(人眼感觉不到的光),波长范围是750-2500nm。

       近红外线是红外线的一种,波长在2500nm以上的红外线称为中红外线和远红外线。

       到达地面上的太阳光谱成分中,对人体健康影响的波长有:

       1)、长波紫外线UV-A,长波紫外线可以使皮肤变黑,出现皮肤色斑,导致皮肤老化。过量的UV-A会抑制免疫系统功能。

       2)、中波紫外线UV-B,中波紫外线可以导致皮肤红肿,出水泡,皮肤老化,也就是通常所说的晒伤,UV-B可引起人眼的角膜炎、结膜炎,长期晒伤会导致白内障及抑制免疫系统功能,甚至产生皮肤癌。

       以上描述的紫外线影响是指长时间与高强度的情况下,适量且短时间的太阳光紫外线照射也是有益的,它能够增强人的体质和抵御传染病的能力,促进体内维生素D3的合成,维持正常的钙磷代谢和骨骼的生长发育,有加速伤口愈合的效果,可以提高免疫力。

       3)、可见光中的蓝光部分(波长400-500nm),蓝光在可见光里具有最高的光子能量,能够穿透晶状体直达视网膜,对视网膜造成损害,导致视力下降,可能会引起严重的眼科疾病。高强度蓝光对人眼的视网膜的损伤比近红外线的影响大很多,蓝光对人眼的危害一直存在于太阳光与人造光源,不过,低辐射量的蓝光对皮肤也有益的一面,婴儿黄疸症就是通过照射低强度的蓝光进行治疗的,蓝光还可以美白皮肤和牙齿;蓝光在一定程度上控制着人的生物钟;蓝光的刺激会促进我们的身体分泌皮质醇,可令人兴奋。

       4)、近红外线,会使人体皮肤感觉到发热,也会使皮肤干燥失去水分,导致皮肤粗糙,高强度的近红外线会导致皮肤灼伤,人眼球内含有较多的液体,对近红外线吸收较强,高强度的红外线直接照射眼睛时会引起白内障;近红外线也有益的一面,如有些医疗器械就是利用近红外线照射人身体局部,使温度升高,改善血液循环,消除肿胀和消散炎症。

       从以上分析可以看出,紫外线、蓝光、近红外线对人体健康有影响。这些光只有在高强度或者长时间照射才会对人体健康产生影响,如高原地区或者长日照地区从事户外工作的人,皮肤较黑且容易患白内障等眼疾。

       对于太阳光的紫外线与近红外线部分,采用遮蔽、防晒护肤品、抗紫外线材料等防护措施可以有效的避开太阳光对人体的影响,但是,对于与我们的生活息息相关的室内照明光源,如果对照明的选择和使用不恰当,则无法回避照明光对健康产生的不良影响,长期在低品质照明灯光下工作和生活的人,可能遭受紫外线、蓝光、红外线等的辐射,导致皮肤干燥、产生色斑、皱纹、视网膜受损等,使皮肤与眼睛视力提前出现衰老,下图可以强烈警示我们,照明光源的辐射安全性是非常重要的。
为了保证照明光源在制造与应用中的合理规范,照明光源应该符合国家标准(GB/T 20145-2006 灯和灯系统的光生物安全性),实际上,许多照明产品是不标注这些参数的,即便有标注辐射参数,我们也很难判断这些辐射参数的真伪,我们通过专业级的光谱分析手段,把常用的各种照明光源的全光谱图呈现给大家,使得光源对健康的影响变得一目了然,对于照明光源,科学的防御是最有效地应付危害的手段。

       常规的光谱分析仪测试的波长范围是400-800nm,这个范围的光谱图不能完全反映出紫外线与红外线对健康的影响,通过使用专业级的全光谱分析手段,把光谱分析扩展到350nm-2450nm范围,可以看到每一种光源对人体是否存在不利的影响;以下的光谱图是佛山好亮固体光源研究所在国内首先公布的专业级人造光源的全光谱图,是我们从专业的角度向大家提供的科普知识。希望会帮助大家清晰地了解人造光源的照明对健康的影响。

       照明对健康的影响不仅是光源的光谱成分,还包括照明驱动部分的电磁辐射、噪音、光源或灯具的眩光、光源的频闪、灯具的安全性等多方面,这些方面可以通过一些防护措施得到解决,但是,对于照明光源本身是否存在有害波长的辐射是需要认真对待。

       在这里需要着重强调的是,光谱成分中有害波长对人体健康的影响主要是这种波长的光照射的强度和照射的时间来决定,如果照射强度是在国家标准规定的安全范围内,在危害距离以外的长期照射对人体健康的影响还是安全的,所以,看到光谱中存在有害波长,并不意味对健康一定有不良影响,事实上,这些光源已经伴随人们的工作和生活很多年了;需要说明的是所有照明光源的基本成分是红光、绿光与蓝光,照明光源中的蓝光部分对人眼视网膜的影响一直就存在,而且会一直伴随人类的生活,我们只要学会合理的回避与科学的使用,蓝光的危害性是可以控制在安全值以内。


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 楼主| 发表于 2016-12-9 06:34:23 | 显示全部楼层
白炽灯,全光谱图如下图所示,白炽灯广泛应用在各种照明场合,应用多。

白炽灯,全光谱图如下图所示,白炽灯广泛应用在各种照明场合,应用多。

白炽灯,全光谱图如下图所示,白炽灯广泛应用在各种照明场合,应用多。


       白炽灯光谱中对健康的影响:

       1)、紫外线UV-A含量极少,可以不考虑紫外线对健康的影响。

       2)、紫外线UV-B含量无。

       3)、蓝光成分含量少,对眼睛的刺激小,白炽灯光谱所含的蓝光在室内照明是最安全的。

       4)、近红外线含量高,长期照明会导致皮肤干燥,易引发皱纹;光源表面温度高易灼伤。

       高强度的红外线长期直接照射眼睛也会引起白内障。

       由于白炽灯发光效率低,消耗能源大,已经逐步淘汰。从健康的角度,白炽灯是影响最小的。

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 楼主| 发表于 2016-12-9 06:37:18 | 显示全部楼层
卤素灯,全光谱图如下图所示,卤素灯广泛应用在效果照明,如室内的射灯,应用较多。

卤素灯全光谱图

卤素灯全光谱图


       卤素灯光谱中对健康的影响:

       1)、紫外线UV-A含量极少,可以不考虑紫外线对健康的影响。

       2)、紫外线UV-B含量无。

       3)、蓝光成分含量少,对眼睛的刺激小,卤素灯光谱所含的蓝光在室内照明是安全的。

       4)、近红外线含量高,长期照明会导致皮肤干燥,易引发皱纹;光源表面温度高易灼伤。

       高强度的红外线长期直接照射眼睛也会引起白内障。

       由于卤素灯发光效率低,消耗能源大,已经逐步淘汰。从健康的角度,卤素灯是影响最小的。
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 楼主| 发表于 2016-12-9 06:39:30 | 显示全部楼层
金卤灯,全光谱图如下图所示,金卤灯广泛应用在商业照明环境,应用较多。

金卤灯全光谱图

金卤灯全光谱图


       金卤灯光谱中对健康的影响:

       1)、紫外线UV-A含量有,对健康有影响。

       2)、紫外线UV-B含量小,可以不考虑。

       3)、蓝光成分含量高,会产生视网膜损伤。

       4)、近红外线含量中等,长期照明也会导致皮肤干燥,易引发皱纹;光源表面温度高易灼伤。

       金卤灯在商业照明使用量大,尤其在珠宝店、服装店等近距离使用,从图中可以看出,金卤灯含有紫外线和红外线,高色温的金卤灯也含有较多的蓝光成分,对人眼有伤害,长期近距离的使用金卤灯会导致皮肤色斑,如下图所示,在LED照明光源出现前,由于金卤灯的照明效果好,显色性高,加上没有可替代光源,这个问题很少有人提及,LED珠宝柜台照明解决了紫外线与红外线的辐射问题,但是,许多珠宝照明使用更高色温的LED光源,导致蓝光对视网膜的影响比金卤灯增大;金卤灯目前仍然在广泛的应用,需要合理使用。
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 楼主| 发表于 2016-12-9 06:41:26 | 显示全部楼层
荧光灯,全光谱图如下图所示,荧光灯广泛应用在各种照明环境,应用最多。

荧光灯类全光谱图

荧光灯类全光谱图


       荧光灯光谱中对健康的影响:

       1)、紫外线UV-A含量有,对健康有影响。

       2)、紫外线UV-B含量小。可以不考虑

       3)、蓝光成分含量高,可能产生视网膜损伤。

       4)、近红外线含量小,可以不考虑近红外线的影响。

       荧光灯类包含荧光灯管,节能灯,环形灯管,H管等,是目前使用量最大的光源,由于荧光灯的发光原理是灯管内的紫外线激发灯管内壁的荧光粉而产生白光,存在紫外线泄露,许多人认为灯管的玻璃会吸收紫外线,实际上,灯管玻璃并不能完全吸收紫外线,从光谱分析图就可以看出荧光灯测试到了紫外线的光谱;表明存在紫外线辐射,高品质的荧光灯紫外线泄露相对小,品质差的荧光灯紫外线泄露量大,采购时需要注意这个问题;长期使用荧光灯照明,对皮肤会有一定的伤害,皮肤的颜色会变红,皮肤的含水量有下降;有研究表明,在日光灯下工作或学习一天所吸收的紫外线,相当在阳光下晒一小时。

       办公场所、医院、学校、教室等,很多都是使用高色温(6500K以上)的荧光灯,长期在这种高色温环境下工作的人们,就要考虑紫外线与蓝光的影响,有研究表明,长期在荧光灯工作与学习的人,身体会受到一定的影响,同时高色温的灯光有可能引起忧郁情绪,紫外线与蓝光容易引起视力疲劳,眼睛常伴有轻度胀痛,所以,这些场所安装荧光灯需要检测光源是否符合GB/T 20145-2006标准;随着LED照明技术的高速发展,LED光源的性价比优势已经接近荧光灯,随着境保护意识的提升,荧光灯也将逐渐退出照明市场的主导地位。

       尽管LED光源逐步替代荧光灯,我们只是远离了荧光灯的紫外线辐射问题,但是,作为白光中的蓝光辐射问题,无论什么形式的人造光源,都是无法回避的问题,白光一定含有蓝光,尤其是LED白光中高色温是需要控制的,作为健康照明产品,一定要符合光源辐射的相关国家标准,否则,蓝光辐射对视网膜的影响会一直困扰LED照明光源的发展。

       白光中的蓝光对人眼的影响,不仅存在于荧光灯,我们通常使用的电视机、显示器、电脑、手机等的背光都存在蓝光辐射(背光是白光),许多背景与画面就是以蓝色色调为主,人眼长期直视这些屏幕都会对人眼视网膜产生不利的影响,这些设备产生的蓝光成分对于老年人与儿童的影响更加值得关注,使用防蓝光眼镜能有效的改善这个问题。
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 楼主| 发表于 2016-12-9 06:43:15 | 显示全部楼层
LED灯,全光谱图如下图所示,LED灯广泛应用在各种照明环境,应用量在逐步增加。

LED灯全光谱图

LED灯全光谱图


       LED灯光谱中对健康的影响:

       1)、紫外线UV-A含量极少,可以不考虑其影响。

       2)、紫外线UV-B含量无。

       3)、蓝光成分含量高,可能产生视网膜损伤,色温在3500K以下的蓝光辐射比较安全。

       4)、近红外线含量几乎没有,不需要考虑其影响。

       LED白光是由灯珠内部产生蓝光的芯片与覆盖在芯片上的黄色荧光粉混光后产生的白光。其发光原理是:半导体芯片发出蓝光,黄色荧光粉吸收一部分的蓝光,激发出黄光,激发的黄光与其余的蓝光再一次混合,形为白色的光,也就是说,LED白光是以蓝光为基本光产生的,这种蓝光芯片的波长在440-460nm之间,属于蓝光辐射伤害视网膜较强的范围。

       LED照明光源具有许多超越于传统光源光源的优点,是照明光源的发展方向,我们已经开始进入了LED照明时代,但是,如果不重视LED照明中蓝光对人眼的影响,会使“蓝光危害”超过金卤灯与荧光灯,高色温的LED光源会导致“蓝光危害”更加严重, “蓝光危害”是在照明环境里毫无觉察中产生,只有在科学的使用方法下才能保障安全性;最为重要的是光源生产者需要具备这些基础知识。

       “蓝光危害”是公众健康问题,产品信息应该包含这些内容,LED照明光源的蓝光辐射检测是安全产品的唯一判别方法;需要说明的是,LED照明光源并不意味一定存在“蓝光危害”,蓝光辐射量与辐射时间才是判别“蓝光危害”的前提。

       LED蓝光辐射量比如下图所示:

LED蓝光辐射量比如下图所示

LED蓝光辐射量比如下图所示


在低色温与同等的室内照明效果下,LED照明光源的辐射安全性高于荧光灯管、节能灯、金卤灯。低功率且高显色性与色温在3500K以下的LED照明光源的辐射安全性属低危险。

       不同LED封装厂的蓝光辐射量不同,品质好厂家的LED蓝光辐射量低。

       功率越大的LED照明产品,蓝光危害越高,通常,20W以上的LED光源在使用时注意安装高度,安装高度越高,蓝光危害越小。

       与其他传统光源一样,LED照明光源也会产生光衰,LED白光光衰产生的主要原因是荧光粉激发效率下降,光衰后光线中蓝光辐射量逐渐增大,导致LED照明色温升高,此外,对于8000K以上的LED白光,光衰后蓝光辐射增加更快,产生更多的蓝光辐射,低品质高色温的LED很容易发生光衰,蓝光危害性增加。

       LED照明光源的蓝光辐射量随色温降低而降低,色温在3500K-2800K的小功率的LED光源基本符合国家标准,色温在6500K以上的白光,存在蓝光辐射影响,不可思议的是,我国生产的LED照明光源,大部分是高色温的产品;甚至许多珠宝柜台照明色温在8000K以上,使得这类照明刚刚摆脱金卤灯中的紫外线影响,又进入到LED照明中蓝光对人眼健康影响的环境,尽管人眼不是直视光源,但珠宝类的反射光是最强的。

       LED照明光源随着显色性的增加,蓝光辐射量降低,显色性增加意味着荧光粉需要吸收更多的蓝光辐射能量,激发出更宽的光谱,所以,高显色指数的LED照明光源相对安全。

       家庭用室内灯具需要考虑防眩光的结构,避免高强度的光直射入人眼。

       很多LED吸顶灯使用6500K以上的高色温的LED光源,而吸顶灯以居室照明为主,这是需要警示的现象,有些人认为高色温才会让吸顶灯看上去发光更均匀,这是个概念错误,实际上高色温中蓝光辐射量较大,人眼的视网膜受到蓝光刺激导致视觉分辨下降,还有许多人误认为高色温会让人感觉灯更加亮,这也是个概念错误,可以了解一下关于明视觉与暗视觉的概念,这种高色温的吸顶灯安装在有老人和儿童的家庭会产生很多不良的后果。

       市场上有些吸顶水晶灯,采用蓝光LED作为装饰光源,视觉上很漂亮,不过,有老人与儿童的家庭,要慎重考虑,尤其有婴儿的家庭,不能采用这种产品。

       对于商业照明,建议采用色温在6000K以下的LED白光,最高不要超过6500K。

       对于办公照明,建议采用色温在5000K到3200K之间。

       对于家庭照明,尽量采用单个灯的功率低于8W的LED灯,色温在3500K以下。

       对于照明用LED,尽量采用高显色性的产品。

       对于阅读台灯,最好使用高显色性且色温在3200K以下的LED光源且功率低于6W。
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 楼主| 发表于 2016-12-9 06:44:51 | 显示全部楼层
色温的图片对比图:

色温的图片对比图

色温的图片对比图


LED的蓝光辐射对视网膜的危害指标,可以参考下表中参数。

LED的蓝光辐射对视网膜的危害指标,可以参考下表中参数

LED的蓝光辐射对视网膜的危害指标,可以参考下表中参数

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发表于 2016-12-9 06:47:49 | 显示全部楼层
到底什么光最安全?
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发表于 2016-12-10 07:44:21 | 显示全部楼层
家庭照明,尽量采用单个灯的功率低于8W的LED灯,色温在3500K以下。
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发表于 2016-12-10 16:01:53 | 显示全部楼层
       LED白光是由灯珠内部产生蓝光的芯片与覆盖在芯片上的黄色荧光粉混光后产生的白光。其发光原理是:半导体芯片发出蓝光,黄色荧光粉吸收一部分的蓝光,激发出黄光,激发的黄光与其余的蓝光再一次混合,形为白色的光,也就是说,LED白光是以蓝光为基本光产生的,这种蓝光芯片的波长在440-460nm之间,属于蓝光辐射伤害视网膜较强的范围。

       LED照明光源具有许多超越于传统光源光源的优点,是照明光源的发展方向,我们已经开始进入了LED照明时代,但是,如果不重视LED照明中蓝光对人眼的影响,会使“蓝光危害”超过金卤灯与荧光灯,高色温的LED光源会导致“蓝光危害”更加严重, “蓝光危害”是在照明环境里毫无觉察中产生,只有在科学的使用方法下才能保障安全性;最为重要的是光源生产者需要具备这些基础知识。

       “蓝光危害”是公众健康问题,产品信息应该包含这些内容,LED照明光源的蓝光辐射检测是安全产品的唯一判别方法;需要说明的是,LED照明光源并不意味一定存在“蓝光危害”,蓝光辐射量与辐射时间才是判别“蓝光危害”的前提。
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