Каким должно быть освещение для обучающихся

Важность выбора осветительных приборов

Учебное заведение – это многогранное пространство, где важно учесть все аспекты, включая световое окружение. Здесь требуется комплексный подход к проектированию, учитывая визуальные, психологические, биологические и фотобиологические реакции на свет.
Освещение в классах играет ключевую роль в создании комфортной обучающей среды и улучшении качества обучения. Оно должно быть не только функциональным, но и комфортным для глаз.
Обеспечение качественного освещения – это не просто установка светильников с принципом “лишь бы было светло”. Здесь нужно учесть множество факторов, таких как блики, мерцание, равномерность освещения, его качество, цветовая гамма, уровень освещенности и цветовая температура. Все эти параметры влияют на проектирование и технические аспекты освещения в классе.

Когда-то потолочные светильники в классах были представлены преимущественно люминесцентными лампами, которые активно продвигались, как более эффективные и долговечные по сравнению с лампами накаливания. Однако, сегодня этот подход не является оптимальным для внутреннего освещения, поскольку большая часть их эффективности достигается за счет ухудшения качества света.
Среди различных типов источников света, люминесцентные лампы обладают наихудшим спектральным составом. Они имеют наименее равномерную спектральную мощность и их узкий спектр излучения, с высоким содержанием синего и зеленого, обеспечивает высокую световую отдачу, но сильно ухудшает цветопередачу. В отличие от них, LED лампы излучают равное количество энергии на разных длинах волн во всем видимом спектре. Их индекс цветопередачи превышает Ra 95, в то время как у люминесцентного освещения этот показатель гораздо ниже (в среднем составляет 70-80 Ra).
Более серьезная проблема люминесцентного освещения заключается в том, что погоня за эффективностью приводит к широкому использованию источников света со слишком высоким уровнем цветовой температуры (от 6000 К до 6500 К), что создает дискомфорт для глаз и ухудшает восприятие цветов. Люминесцентные лампы являются основным источником мерцания, которое сильно напрягает глаза и может быть невыносимым для учащихся с повышенной чувствительностью к такому явлению.

Современный выбор

Светодиоды становятся все более популярными в качестве источника света для освещения классов. Этот тип источника света обеспечивает наибольшую интеграцию людей, архитектуры, экономики и экологии между собой.

Благодаря высокой эффективности и длительному сроку службы светодиодов, затраты на освещение можно минимизировать. LED-светильники могут достигать невероятно высоких показателей эффективности благодаря их световому спектру, который обеспечивает равномерное излучение для точной цветопередачи и формирования комфортного света. Это особенно важно для учебных помещений, где правильное освещение может влиять на концентрацию внимания, самочувствие и работоспособность учащихся.

Светодиодные технологии также позволяют внедрять больше элементов управления и интеллектуальных систем в освещение учебных классов. Умные светодиодные системы могут подключаться к датчикам и интернету, обеспечивая экономию энергии и повышение эффективности источников света, а также гибкость в эксплуатации образовательных учреждений.

Светодиодные потолочные светильники широко используются в классах, аудиториях и компьютерных залах и могут быть разных видов. Встраиваемые и скрытые светильники обычно используются в комнатах с потолками до 2,7 метра. Таким образом в помещении одинаково комфортно и учиться, и перемещаться, и даже заниматься физическими упражнениями. Встраиваемые светильники являются частью системы прямого освещения и направляют большую часть света вниз для максимальной оптической эффективности. Классы с более высокими потолками (от 3 метров) часто освещаются с помощью подвесных потолочных светильников. Будучи наиболее универсальными из всех видов светильников для классов, подвесные светильники могут обеспечивать прямое, косвенное и смешанное освещение. Косвенное освещение устраняет многие проблемы прямого освещения, такие как блики, тени и другие нежелательные визуальные эффекты. Однако косвенное освещение может сделать пространство плоским, снизить восприятие глубины и четкость. Смешанное (прямое/косвенное) обеспечивает баланс между светом, исходящим сверху, и светом, идущим снизу, устраняя недостатки каждого из этих подходов по отдельности.

Светодиодный светильник - это не просто лампа, это целая интегрированная система, которая состоит из множества компонентов. Такой подход дает значительные преимущества при освещении классов. Способность светодиодных светильников отводить тепло от светодиодов по короткому плечу имеет решающее значение для поддержания яркости и стабильности света. Благодаря этому, светодиоды могут использоваться для создания различных оптических систем светильников, включая и весьма необычные формы. А традиционные системы освещения в классах имеют сложную конструкцию, а управление распределением света с использованием люминесцентных или обычных ламп требует применения сложных оптических систем.
Наиболее упускаемым из виду, но важным компонентом светодиодного потолочного освещения является светодиодный драйвер, который регулирует мощность нагрузки. Два ключевых аспекта светодиодного драйвера - это его надежность и производительность. Для обеспечения соответствия ожидаемого срока службы драйвера сроку службы светодиодной матрицы чувствительные цепи и компоненты светодиодных драйверов должны быть защищены от температурных изменений, скачков напряжения и других электрических воздействий. Выбранный ток возбуждения должен поддерживаться независимо от колебаний или изменений прямого напряжения светодиода. Драйвер должен не только надлежащим образом и эффективно преобразовывать мощность, но и стабилизировать выходной ток.

Помимо снижения надежности и долговечности светодиодов, большие колебания тока могут приводить к мерцанию. Мерцание может вызывать усталость глаз, а также вызывать головные боли, эпилептические припадки и другие проблемы со здоровьем у некоторых людей. Учащиеся с расстройствами аутистического спектра сталкиваются с трудностями в условиях мерцающего света. Мерцание света может влиять на их способность концентрироваться, делая их неспособными участвовать в занятиях в классе и обучении. Таким образом, величина пульсаций является критическим показателем производительности для светодиодных драйверов, встроенных в системы освещения учебных классов. Для освещения без мерцания необходимо регулировать величину пульсаций в пределах ± 10%. Качественные светодиодные драйверы обычно используют двухступенчатую конструкцию (active PFC + SMPS) для сглаживания крупных пульсаций, обеспечивая при этом превосходное регулирование линии и нагрузки с высоким коэффициентом мощности (PF) и низким общим гармоническим искажением (THD).

Элементы управления затемнением (диммеры) часто встроены в драйверы светодиодов для максимальной экономии энергии при использовании стратегий управления освещением.
Выбор источника света для потолочных светильников в класс - непростая задача. Печально известная традиция использования источников света с низкой цветопередачей, сформировавшаяся в эпоху флуоресцентного освещения, сохранилась. Качество цветопередачи часто подменяется светоотдачей. Считается, что освещение в классе требует высокое качество цветопередачи, поскольку большинство занятий в классе требуют больших зрительных усилий. Для освещения в классе рекомендуется критический показатель Ra 90. Зачастую эксперты всегда поднимают шум из-за опасности синего света светодиодных источников света.

Ну у LED-систем общее содержание синего цвета в светодиодах с длиной волны от 400 до 490 нм на самом деле часто ниже, чем у флуоресцентных и HID-систем, имеющих одинаковую коррелированную цветовую температуру.

Существует сильная корреляция между цветовой температурой источника света и количеством синего света с длиной волны, независимо от типа источника.
Источники света с CCT выше 5000 К, как правило, не рекомендуются для освещения классных комнат из–за высокого содержания синего цвета в спектральном составе, хотя источник света даже с дневным белым оттенком (6000 К - 65000 К) не считается фотобиологически опасным.