Вход |  Регистрация
 
 
Время электроники Воскресенье, 21 января
 
 

Это интересно!

Новости


Обзоры, аналитика


Интервью, презентации

Ранее

Беспроводные технологии в системах управления уличным и тоннельным освещением

Эффективное управление мощными светодиодами

Анализ влияния наружного освещения на систему суточного ритма человека

В статье дан количественный анализ влияния света в ночное время, в частности уличного освещения, на систему суточного ритма человека. Оценка уровня воздействия света на суточные ритмы человека производилась на основе измерений степени подавления выработки мелатонина в организме человека при ночном освещении с использованием четырех типов источников наружного освещения при различных условиях. В результате исследований был сделан вывод о том, что лишь один из четырех типов источников света (светодиод с тaепловой температурой 6900 K) оказывает небольшой воздействующий эффект на систему суточного ритма человека. Данный подход позволил определить, достигает ли интенсивность света, падающего на сетчатку глаза, порогового значения, достаточного для влияния на систему суточного ритма человека. Статья представляет собой перевод [1].

 

20 августа

Актуальные вопросы стандартизации и нормирования в светодиодном освещении

Полномасштабное внедрение светодиодов в светотехнике в жилых общественных помещениях, которым автор занимается на протяжении последних 12-ти лет, осуществляется в отсутствие нормативной базы, как для сертификации светодиодных источников света, так и световых приборов на их основе. Настоящая статья является литературно-обработанной стенограммой одного из докладов на конференции «Современная светотехника-Украина», состоявшейся 17 июня 2010 года в городе Киев, Президент-отель. Докладчик — Евгений Долин (Россия, Москва), инженер, независимый эксперт по светодиодным системам. С 1998 по 2008 гг. руководил различными предприятиями по производству светодиодов и светодиодных систем. Конечно, в силу ограниченного времени выступления, было проблематично раскрыть все тонкости вопросов стандартизации и нормирования в светодиодном освещении. Если у вас возникли какие-либо вопросы в ходе прочтения этой статьи, вы сможете задать их лично автору доклада по e-mail: dolin@ledforum-moscow.ru



О

тсутствие нормативной базы

Отставание от мирового уровня нормативной базы ведет к широкомасштабным поставкам в страну технологически отсталой, зачастую просто вредной, бракованной продукции. Существующая система национальных стандартов и сертификации, которая призвана стать барьером на пути некачественной продукции и стимулом для развития качественного производства, не работает.

Современная нормативная российская база устроена таким образом, что на законодательном уровне находятся технические регламенты, а основу составляет доказательная база регламентов (см. рис. 1). Технические регламенты призваны обеспечить безопасность владения и пользования, а также создание технических устройств, в т.ч. световых.

Доказательную базу регламентов составляют национальные стандарты и своды правил, а также санитарные нормы и правила. Ниже находятся национальные стандарты, которые не входят в группу поддержки технических регламентов, и стандарты предприятий, ассоциаций и т.д. Все они носят добровольный характер.

До сих пор ни один из этих документов не рассматривает светодиоды как источники света, а светодиодные светильники — как потребительские товары, которые можно было бы сертифицировать по их основным потребительским качествам. Первой попыткой стал национальный стандарт ГОСТ Р МЭК 62031 «Модули СИД для общего освещения. Требования безопасности», являющийся прямым применением международного стандарта.

Санитарные нормы и правила устанавливают требования к помещениям, в которых находятся люди. Нормирование уровней освещенности и качества освещения осуществляется гигиенистами и контролируется Роспотребнадзором. Раннее система нормирования была совершенно иной — все вопросы освещенности и требования к системам освещения были изложены в строительных нормах и правилах (СНиП). На сегодняшний день российские СНиПы доживают последние дни, поскольку они не развиваются. Предпринимающиеся с 2003 г. попытки найти механизм усовершенствования правил пока безуспешны.

Рис. 1. Структура российской нормативной базы
Рис. 2. Евгений Долин, инженер, независимый эксперт по светодиодным системам

Первый шаг — внесение изменений в санитарные нормы и правила

Для того чтобы разрешить применение светодиодных источников света в жилых зданиях и помещениях, был сделан первый шаг по разработке соответствующих санитарных норм в российской системе нормативных документов. По заказу «Роснано НИИ гигиены и охраны здоровья детей и подростков НЦЗД РАМН проведены исследования психофизического воздействия светодиодных источников света на организм. Гигиеническая оценка давалась путем сравнения люминесцентных и светодиодных светильников. Были выбраны два одинаковых помещения, с точки зрения интерьеров и светоотражения. Кроме того, были смоделированы условия световой среды, соответствующей действующим санитарным правилам. В этом эксперименте использовались высококачественные трехполосные люминесцентные лампы Osram с CRI > 85 и светодиоды компании Cree. Цветовая температура источников света этих двух фирм была подобрана одинаковой, измерения проводились «Лабораторией исследования световых технологий» (ЛИСТ).

На подвесном потолке были смонтированы светильники: в одном помещении — светодиодные, в другом — с люминесцентными лампами (см. рис. 3). При этом показатели дискомфорта, уровень освещенности на столе соответствовали требованиям, указанным в таблице 1. Суть задания для добровольцев-волонтеров состояла в выполнении т.наз. корректорской пробы, т.е. испытуемые должны были находить и вычеркнуть буквенные сочетания в тексте, набранном мелким шрифтом. Оценивались психо-физиологические реакции до испытаний, во время и после.

Сравнительные данные о спектре излучения двух источников света приведены на рисунке 4. На нем синяя кривая описывает спектральную характеристику люминесцентных ламп, а розовая — светодиодов.

Проведенные на добровольцах медицинские исследования частоты сердечных сокращений, времени переключения внимания и т.д. выявили весьма интересную закономерность — в условиях люминесцентного освещения испытуемые устали значительно быстрее. Их состояние по окончании выполнения полуторачасового задания оказалось существенно лучше при светодиодном освещении. При люминесцентном освещении было отмечено ухудшение нервно-психического состояния испытуемых, выразившееся в снижении функциональной лабильности зрительного анализатора, что свидетельствовало об утомлении нервной системы. При светодиодном освещении наблюдалось улучшение нервно-психического состояния добровольцев, выраженное в возрастании скорости принятия решений, улучшения показателей переключения и распределения внимания.

В чем причина того, что светодиодное освещение оказалось более комфортным? Возможно, ее можно объяснить с помощью графика рисунка 3. Если рассматривать мозг человека как компьютер, то его энергия в значительно большей мере расходуется на интерпретацию линейчатого спектра люминесцентных ламп, чем в случае более заполненного (и, соответственно, более близкого к естественному) спектра светодиодного источника.

Таким образом, эксперимент показал, что светодиодные источники света не наносят человеку большего вреда, чем люминесцентные светильники. Возможно сравнительные методы исследования могут вызвать нарекания, но это первый шаг, доказывающий то, что светодиодные светильники не хуже люминесцентных. В дальнейшем необходимо провести абсолютные исследования.

На основании данных эксперимента Роспотребнадзор принял решение об утверждении изменений санитарных норм и правил. В настоящее время первый нормативный документ, устанавливающий законность применения светодиодов в жилых зданиях и общественных помещениях, принят и утвержден.

 

Таблица 1. Требования к эксперименту

Показатель

Значение

Освещенность, лм

400 ±10%

Плоскость нормирования, м

0,8

Показатель дискомфорта

< 15

Коэффициент пульсаций светового потока

< 10

Коррелированная цветовая температура, К

3500…4500

Рис. 3. Описание установки (слева — контрольная комната, справа — комната со светодиодным освещением)
Рис. 4. Спектральные характеристики двух источников света

 

Идеологический разнобой

Вернемся к вопросу стандартов. В настоящий момент складывается идеология светодиодных светильников, которая существенно отличается от идеологии традиционных светильников (см. табл. 2). Традиционный осветительный прибор, предназначенный для решения светотехнической задачи, имеет корпус, который также участвует в решении этой задачи. ГОСТы, описывающие требования к светильникам, описывали и требования к корпусу. Одни ГОСТы разработаны на источники света, другие — на патроны или пускорегулирующую аппаратуру (ПРА).

В полупроводниковых светильниках источником света является светодиодный модуль, частично или полностью формирующий световой поток, т.е. элементарный светильник и источник света одновременно. У этого источника отсутствует какая-либо ПРА (пускорегулирующая аппаратура). У него имеется источник вторичного питания, а собственно корпус выполняет, по сути, функцию исключительно конструктивную, не решая какой-либо светотехнической задачи. Это теплоотвод и шасси для размещения источников вторичного питания, поэтому та система стандартов, которая описывала традиционные осветительные приборы, непригодна для полупроводниковых источников, а попытка ее воссоздать по модели для традиционных светильников обречена на провал.

Таблица 2. Сравнение идеологий построения традиционных и светодиодных светильников

Традиционные светильники

Элемент

Значение для свойств изделия

Источник света (лампа)

Определяющее, решает светотехническую задачу

Арматура (корпус)

Определяющее, зависит от свойств лампы, решает светотехническую задачу

Патрон

Самостоятельное

Пускорегулирующая аппаратура

Зависит от свойств лампы

Полупроводниковые (светодиодные) светильники

Элемент

Значение для свойств изделия

Источник света (светодиодный модуль)

Определяющее большинство свойств, решает светотехническую задачу

Арматура (корпус)

Шасси для светодиодных модулей, оболочка

Источник вторичного питания

Ресурс изделия и ЭМС

Ситуация с ГОСТами в России

Ситуация с ГОСТами на сегодняшний день в России представлена в таблице 3. Желтым цветом отмечены стандарты, которые были разработаны еще в СССР. Во всех стандартах этой таблицы, к сожалению, присутствует одна и та же ошибка, когда вместо физических величин, описывающих источник света, применяются такие понятия как «лампы накаливания», «ртутные лампы» и т.д.

В результате в области применения этих ГОСТов отсутствуют новые источники света — светодиоды и органические светодиоды. Выходит, что каждый раз с появлением нового источника света придется разрабатывать новые ГОСТы или указывать новые источники света. Европейская практика ушла от этого: все нормативы определяются в соответствии с конкретными физическими величинами — длиной волны, цветовой температурой и т.д. Действующие в России стандарты на светодиоды старые, они давно не обновлялись (см. табл. 4). Соответственно, попытка каким-либо образом сертифицировать светодиоды на соответствие этим ГОСТам обречена на провал, поскольку фактически и светодиоды, и светодиодные светильники выпадают из правового поля стандартизации, необходимой для подтверждения их основных потребительских качеств.

Данную задачу невозможно решить без наведения порядка, прежде всего, в терминологии, а затем в классификации. Это две первые задачи, которые необходимо решить.

Таблица 3. Существующие ГОСТы на светильники

Приборы и комплексы световые. Термины и определения

ГОСТ 16703-79

Светильники. Общие технические условия

ГОСТ 17677-82, ред. 2002 г.

Светильники для освещения жилых и общественных помещений. Общие технические условия

ГОСТ 8607-82

Светильники для производственных зданий. Общие технические условия.

ГОСТ 15597-82

Светильники для наружного освещения. Общие технические условия.

ГОСТ 8045-82

Прожекторы общего назначения. Общие технические условия

ГОСТ 6047-90

Светильники для плавательных бассейнов и аналогичного назначения. Технические требования

ГОСТ 27453-87

Светильники. Часть 1. Общие требования и методы испытаний

ГОСТ Р МЭК 60598-1-2003

Светильники. Часть 2. Частные требования. Раздел 1. Светильники стационарные общего назначения.

ГОСТ Р МЭК 598-2-1-97

Светильники. Часть 2. Частные требования. Раздел 2. Светильники встраиваемые.

ГОСТ Р МЭК 60598-2-2-99

Светильники. Часть 2. Частные требования. Раздел 3. Светильники для освещения улиц и дорог.

ГОСТ Р МЭК 60598-2-3-99

Светильники. Часть 2. Частные требования. Раздел 5. Прожекторы заливающего света

ГОСТ Р МЭК 60598-2-5-99

Светильники. Часть 2. Частные требования. Раздел 18. Светильники для плавательных бассейнов и аналогичного назначения

ГОСТ Р МЭК 60598-2-18-98

Таблица 4. Основные стандарты на светодиоды

Излучатели полупроводниковые. Основные параметры

ГОСТ 24352-80

Приборы полупроводниковые оптоэлектронные. Термины, определения и буквенные обозначения параметров

ГОСТ 27299-87

Полупроводниковые приборы. Дискретные приборы и интегральные схемы. Часть 5. Оптоэлектронные приборы

ГОСТ 29283-9

Рекомендации заказчику

Что в таких условиях делать заказчику? Поскольку уровень коррумпированности сертификационных органов фантастический, рекомендуется использовать следующий набор документов, позволяющий судить о качестве заказываемой продукции.

– Технические условия (ТУ) на продукцию с основными параметрами, методами их контроля и составом периодических испытаний.

– Обязательные сертификаты на продукцию, соответствующую по названию и номеру ТУ.

– Протоколы испытаний, на основании которых выдан сертификат.

– Протоколы добровольных испытаний на соответствие основным параметрам, заявленным в ТУ. Протоколы должны быть выданы известными центрами (ВНИИОФИ, ВНИСИ, лабораторией ЛИСТ и др.).

– Протоколы установленных в ТУ периодических и приемочных испытаний.

Нормативная база светодиодного освещения

Для дальнейшего развития светодиодной отрасли необходимо сделать три шага в области нормативной базы:

– создать классификацию светодиодных источников света;

– создать общие и специальные технические требования к светодиодным световым приборам (светильникам);

– определить методы контроля основных параметров светодиодных источников света и световых приборов со светодиодами.

В отношении классификации светодиодов положение дел в мире чуть лучше, чем в России. Ученые американского Национального института стандартов и технологий (National Institute of Standards and Technology, NIST) в сотрудничестве с государственными организациями по стандартизации сформулировали два стандарта для светодиодов. Стандарты предназначены для того, чтобы производители могли оценить качество изготавливаемых светодиодов, а также адекватно разделить их по товарным характеристикам. Новые стандарты описывают световые, спектральные параметры и методику их определения. Эти два стандарта целесообразно было бы перевести на российскую почву и немедленно их внедрить. Стандарты Международной электротехнической комиссии (МЭК), которые продвигаются нашим национальным регулятором, представляют собой разветвленную систему, и попытка прямого применения, а по сути прямого перевода, предпринятая в прошлом году одним из отечественных светотехнических институтов, на мой взгляд, не вполне удачна. Принятый ГОСТ на светодиодные источники света в области применения ограничивается питанием от 50 В и выше, а, поскольку, светодиоды, как правило, имеют низковольтное питание, 90% рынка этот ГОСТ не покрывает.

В Европейских комитетах в настоящее время обсуждается идея по разработке единых стандартов светодиодного освещения. Страны, которые пожелают присоединиться к этому соглашению, должны будут признать единство установленных подходов и сертификаты, которые будут действительны на территории стран-участниц соглашения. Это позволит снизить издержки производителей при выходе на рынки стран, входящих в это соглашение. Рабочая группа начала работу в конце июня этого года, а до конца 2010 г. можно будет присоединиться к ее работе.



Вы можете скачать эту статью в формате pdf здесь.
Оцените материал:

Автор: Стенограмма доклада Евгения Долина



Комментарии

0 / 0
0 / 0

Прокомментировать





 

Горячие темы

 
 




Rambler's Top100
Руководителям  |  Разработчикам  |  Производителям  |  Снабженцам
© 2007 - 2018 Издательский дом Электроника
Использование любых бесплатных материалов разрешено, при условии наличия ссылки на сайт «Время электроники».
Создание сайтаFractalla Design | Сделано на CMS DJEM ®
Контакты