БЕЗПЕКА ВИКОРИСТАННЯ СВІТЛОДІОДНИХ ОСВІТЛЮВАЛЬНИХ УСТАНОВОК

Немченко Юрій Владиславович
кандидат педагогічних наук, доцент,
доцент кафедри загальнотехнічних дисциплін та охорони праці
Кучменко Олександр Миколайович
кандидат педагогічних наук,
старший викладач кафедри загальнотехнічних дисциплін та охорони праці Національний педагогічний університет імені М.П. Драгоманова
ОСВІТА (Освіта у напрямку безпеки життєдіяльності)

БЕЗПЕКА ВИКОРИСТАННЯ СВІТЛОДІОДНИХ ОСВІТЛЮВАЛЬНИХ УСТАНОВОК
Світло, відіграє важливуроль у інформаційній взаємодії з оточуючим світом. Дослідники приходять до висновку, що біля 90% інформації про оточуючий світ людина отримує за допомогою зору. Впродовж історичного шляху розвитку, людство створило багато різноманітних технологій для

отримання штучного світла. Проте електричні джерела світла були винайдені порівняно недавно – у ХІХ столітті. Так перший патент на лампу з платиновою спіраллю Едісон тримав 12 квітня 1879 року. Для того, щоб винахід отримав в успішне комерційне продовження, Едісону необхідно було придумати безліч пристроїв та елементів, а також збудувати першу центральну електростанцію. Уже в 80-ті роки починається бурхливий розвиток електричних систем освітлення.
Середина ХХ століття ознаменувалась новим відкриттям, яке дозволило зробити новий крок у світлотехніці. В цей період були розроблені та отримали широке розповсюдження газорозрядні (люмінесцентні) джерела світла, які дозволили значно підвищити ефективність використання електричної енергії (ККД досягло 82%). Проте технологія їх виготовлення та принципи роботи викликали серйозні занепокоєння серед дослідників. Головною проблемою цих пристроїв є використання важких металів, які потрапляють у навколишнє середовище у разі руйнування колби лампи. Також проблемним залишаються високий рівень мигтіння ламп, шум дроселів та великі потоки електромагнітного випромінювання.
Ще в 20-х роках ХХ століття. Під час дослідження напівпровідникових матеріалів, було встановлено явище випромінювання світла під час протікання електричного струму через оболонку напівпровідникового елементу. В 60-х роках Микола Голоняк створив нові механізми, які покращили цей ефект, що дозволило створити світло діоди червоного, а згодом і зеленого кольору. Низький рівень світловіддачі та короткий термін служби не дозволяв розглядати ці джерела світла в якості промислових зразків. Лише наприкінці 80-х років в результаті застосування нових напівпровідникових матеріалів, виникла можливість наростити світлову потужність, яскравість та світлову віддачу та отримати світло червоного, жовтого, зеленого та оранжевого кольорів. Останній крок у формуванні сучасних світлотехнічних світлодіодів зробили японські учені, які розробили технологію отримання світлодіодів, що випромінюють синє світло.
ХХІ століття вже називають періодом твердотільного освітлення, в основі якого закладено використання світлодіодів. В сучасних умовах світловипромінюючі діоди активно витісняють традиційні джерела світла – лампи розжарювання та люмінесцентні лампи. Ця технологія активно використовується для освітлення на будівельних майданчиках, виробничих

цехах, офісних приміщеннях, навчальних закладах і в житлових будинках. Така активність впровадження обумовлена головними перевагами, а саме: економічність (споживання електроенергії у 105 – рази нижче); безпечність (не гріються, не вибухають); екологічність (не використовуються токсичні речовини); комфортність (порівняно низький рівень мерехтіння); довговічність (термін служби 50-70 тис. годин або до 20 років). Більшість користувачів цікавляться не лише економічною вигодою від використання нових типів світильників, а й якістю та безпечністю використання такої продукції.
Встановлено, що системи освітлення які використовують світлодіодні джерела світла із суто гігієнічної проблеми трансформувалася у соціально- економічну. Подолавши ряд проблем використання традиційних систем освітлення, світлодіодні джерела світила привнесли в наше життя ряд нових ризиків, які потребують додаткового вивчення та гігієнічного нормування.
Проблемі фітобіологічного впливу світла на здоров’я людей присвячено багато національних і зарубіжних наукових досліджень. Визнано, що світлодіодні лампи завдають нашим очам три види травм: фотомеханічні (ударна енергія світлової хвилі), фото термічна (розігрівання тканин внаслідок опромінення) і фотохімічні (фотони світла можуть викликати хімічні зміни в молекулах клітин органзму). Дослідники для аналізу безпечності LED- світильників зазначають необхідність контролю трьохбазовихпараметрів: рівень пульсації світлового потоку; габаритна яскравість джерела світла та спектральні параметри випромінювання.
Величина пульсаціїсвітлодіодівмає великий частотний діапазон. У дешевих світильниках вона має рівень до100 Гц. Більшість людей такий рівень пульсації не помічає. Світильники середнього цінового діапазону працюють в дещо вищому діапазоні пульсації до 300 Гц. Таку пульсуючудіюлюдина не помічає та все ж вплив відбувається на підсвідомому рівні. Довготривале перебування людини в приміщеннях з таким рівнем пульсації (до 300 Гц) призводить до зміни гормонального фону, емоційного напруження, швидкої втомлюваності, зниження працездатності та нервових розладів. Якісні світлодіоди мають високу частоту мигтіння (більше 300 Гц) які не сприймає наш організм. Вплив таких систем на стан організму людини невиявлено.
Для оцінки якості світильної установки за параметром мигтіння доцільно використовувати камеру сучасних гаджетів. Якщо спрямувавши камеру на

світильник, ви помітити мигтіння ламп – ваша установка працює в низькочастотному діапазоні.
Яскравість джерела світла у випадку великих значень, може призвести до пошкодження сітківки ока. Невеликі перевищення допустимих рівнів яскравості спричинюшвидку втомлюваність очей, що часто є причиною головного болю ісприяють формування хвороби очей. Існує цілий ряд методик як дозволяють визначити рівень безпеки джерела світла за параметром яскравості. Загальновизнаним вважається метод розрахунку відблисків від світильників, вікон та інших яскравих джерел світла (UGR – UnifiedGlareReating). Значення цього показника розраховується з урахуванням таких показників як: діаграма направленості світильника, площа випромінюючої поверхні, ймовірність появи відблисків і значення яскравості. Найбільш простим візуальним методом оцінки безпечності світильників є оцінка наявності видимих яскравих світлових цяток світлодіодів або їх відблисків. Якщо візуально спостерігач не бачить явного світіння світлодіодів, можна вважати що такий світильник належить принаймні до середнього класу якості.
Сьогодні спектр світлового випромінювання регламентований цілим рядом міжнародних та національних стандартів. Так міжнародний стандарт МКО S009 описує методи оцінки та класифікації ризиків синього та інфрачервоного випромінювання, стандарт ІЕС 62471 регламентує біологічну безпеку лампових систем. В Україні, на основі цих стандартів, розроблено та впроваджено ДСТУ ІЕС 62471:2009. Ці стандарти визначають ризики для очей та шкіри в умовах використання освітлювальних установок в залежності від спектру випромінювань, або просторово-усередненої яскравості джерела. Український стандарт визначає чотири групи ризиків:
ГР0 – загальна група, до якої належать освітлювальні установки, які в разі тривалого використання не становлять небезпеки користувача;
ГР1 – група з малим ризиком, до якої відносять установки, які н становлять загрози, окрім випадків тривалого використання;
ГР2 – група середнього ризику, які обіймають установки, що не становлять реальної оптичної небезпеки, окрім випадків коли досягається гранична величина експозиції;
ГР3 – установки високого ризику, які несуть небезпеку навіть при миттєвих і короткочасних експозиціях.

Дослідження показали, що значний вплив на фотобіологічні процеси мають такі фактори, як спектр випромінювання, тривалість експозиції та геометрія світлотехнічних приладів. Також встановлено вплив світла на режим сну, показники кров’яного тиску, та роботу головного мозку.
Отже, світлодіодні лампи не містять шкідливих та небезпечних речовин, що підвищує їх рівень екологічної безпеки. Лампи працюють в низькотемпературному режимі. Що підвищує рівень пожежної безпеки. Впроваджуючи проекти енергоефективного освітлення слід використовувати якісні світлодіодні джерела світла, які відповідають вимогам стандартів фотобіологічної безпеки та рекомендацій щодо безпечних умов використання цих пристроїв.
Список використаних джерел:
1. Чередніченко І. Гігієнічна оцінка впливу випромінювання компактних люмінесцентних ламп на організм людини. Український журнал з проблем медицини праці. 2015. (№ 43). С. 70-77.
2. Мещерякова І., Рабіч О., Чумак Л. Вплив світлового середовища на зорову працеспроможність оператора. Строительство, материаловедение, машиностроение. 2017. № 101. С. 163–198.
3. Сорокін В. М. Світлодіодному освітленню – зелене світло. Вісник НАН України. 2014. № 5. С. 81–84.
4. Скорюкова Я. Г., Марков С. М. Особливості впровадження сучасного освітлення в навчальних аудиторіях. Оптико-електронні інформаційно-енергетичні технології. 2018. Том 36 № 2. С. 85–93.
5. Романенко О. О. Дослідження системи світлодіодного освітлення : пояснювальна записка до атестаційної роботи здобувача вищої освіти на другому (магістерському) рівні, спеціальність 171 Електроніка. М-во освіти і науки України, Харків. нац. ун-т радіоелектроніки. Харків, 2020. 54 с.
6. Світлодіоди. Частина 2. Якість світла та його вплив на здоров’я. Охорона праці і пожежна безпека. 2018. 7 травня. URL: https://oppb.com.ua/articles/svitlodiody-chastyna-2-yakist-svitla-ta-yogo-vplyv-na- zdorovya. (дата звернення: 01.01.2021).
7. Безпечність світла. Світлодіодні світильники ВІНСВІТ. URL: https://vinsvit.ua/ua/articles/light-safety. (дата звернення: 30.05.2021).
8. История электрического освещения. Te4h. 2018. 5 января. URL: https://te4h.ru/bezopasnost-svetodiodnyh-lamp. (дата звернення: 29.05.2021).

9. Безопасность светодиодных ламп. Электронная электротехническая библиотека – www.electrolibrary.info. URL: https://electrolibrary.info/subscribe/sub_15_history.thm. (дата звернення: 29.05.2021).