Сразу перейдем к данным статистики по характеристикам коэффициента пульсации всем известным лампам:

• Светодиодная лампа: 0,5 - 30%
• Лампа накаливания или галогенная лампа: 7%
• Индукционная лампа: 1 - 5 %
• Газоразрядная лампа с ПРА: 30 - 45%
• Газоразрядная лампа с ЭПРА: 5 - 35%

Аннотация

При выборе источника света уделяйте серьезное внимание такой характеристике как коэффициент пульсации светового потока. Неграмотный выбор освещения может сильно повлиять на здоровье, повышенную утомляемость, и даже привести к серьезным травмам.

Основные причины формирования пульсации светового потока разнообразных источников света:

Светодиодная лампа.

Не всем известно, что для работы светодиодов требуется постоянное низкое напряжение, Для получения этих характеристик применяют блок питания или драйвер, который понижает напряжение сети и стабилизирует по току. Световое излучение в светодиоде образуется при прохождении электрического тока через p-n переход (границу полупроводникового и проводящего материала) и рекомбинации.
В процессе работы (от включения до стабильного состояния) происходит изменение собственного сопротивления, которое связано от собственного незначительного нагрева. В результате чего вольт амперные характеристики динамически меняются. Некачественный блок питания не обеспечивает стабилизацию и приводит к деградации светодиода. Пульсация плохо стабилизированного напряжения блока питания напрямую отражается на световом потоке светодиода. В результате этого и возникают пульсации светового потока, которые могут составлять до 30%. При использовании качественных электронных элементов и правильной электрической схемы драйвера, достигается низкий коэффициент пульсации светового излучения светодиода от 0.5 до 5%.

Лампа накаливания и галогенные лампы.

Питание от переменного напряжения 220 вольт с частотой 50Гц Переменный напряжение за один период частоты имеет положительную и отрицательную амплитуду, поэтому лампа накаливания должна бы пульсировать 100 раз в секунду. Так как в лампе накаливания спираль выполнена из металла вольфрама, нихрома и т.д. при прохождении электрического тока нагревается и испускает световой поток - энергетически идет перераспределение и преобразование световой и тепловой энергии. Данные связь световой и тепловой энергии взаимосвязаны между собой и обладают большой инерционностью перехода в единицу времени. В следствие с этим, пульсация света мала, и находятся в пределах 7%.

Индукционная лампа.

У индукционной лампы принцип работы основан на газовом разряде и электромагнитной индукции. Электронный пускатель - балласт формирует высокочастотный ток, который протекает по катушке на магнитном сердечнике. Индукционная катушка в высокочастотном электромагнитном поле создает газовый разряд, в результате чего ультрафиолетовый спектр излучения вызывает свечение люминофора. За счет этого достигается низкий коэффициент пульсации светового излучения (1 - 5%).

Газоразрядная лампа с ПРА

К ним относятся металлогалогенные, натриевые, люминесцентные, неоновые и ксеноновые лампы. Для работы этих лампы требуется использование пускорегулирующего аппарата (ПРА). При подаче напряжения на осветительный элемент, система ПРА формирует импульс высокого напряжения (Кв), в результате чего в лампе формируется дуга - система запуска. Последствием «зажигания лампы» выдача высокого напряжения импульса прекращается, возникает ультрафиолетовое излучение в результате электрического разряда. Под воздействием ультрафиолетового спектра излучения, видимый свет излучается люминофором, который покрыт на внутренней стороне колбы лампы. Питания в рабочем режиме лампы, также происходит от 220 вольт переменным напряжением и частотой 50 Гц частоты. Однако, при переходном этапе в паузах, при сетевом напряжении через ноль от положительной амплитуды к отрицательной и наоборот - происходит деонизация газа. Пульсации с коэффициентом светового потока данных ламп достигает 45%.

Газоразрядная лампа с ЭПРА.

Немного по-другому обстоят дела с использованием ЭПРА - электронным ПРА. В системе ЭПРА инвертор напряжения работает на высокой частоте до 40кГц, тем самым обеспечивает лампе низкую пульсацию светового потока до 5%. Из-за технологических особенностей в лампе высокого давления применение высокочастотных характеристик невозможно, что также приводит к снижению пульсации светового потока.

На многие вещи, связанные с повседневной деятельностью человека, зачастую влияет качество света-это давно известный факт. Иногда мы даже не задумываемся о последствиях -процессы проходят на подсознательном уровне, почти как во сне. Как снизить нагрузку на мозг в четыре раза и увеличить эффективность труда, а также о других эффектах пульсации светового потока -подробнее в нашей статье.

В двух словах

Пульсация светового потока = эффект мерцания.

Снижение пульсаций источника света является важной составляющей в борьбе за качество света. В последнее время одним из заметных трендов на рынке LED-освещения становится гонка за нулевым значением коэффициента пульсации. Так ли это важно на самом деле, давайте разбираться

Подробнее о коэффициенте пульсации

Пульсация светового потока-это одна из основных характеристик источников искусственного освещения, отражающая частоту мерцания и качество света в целом. Характеризуется данный эффект специальным параметром-коэффициентом пульсации.

Для тех, кто любит формулы и ГОСТы

Коэффициент пульсации -это относительная величина и измеряется она в % от разности максимального и минимального значений освещенности в люксах, приведенная к усредненному значению освещенности за период.

В России ограничения по значениям Kп светильников регламентируются СНиП 23-05-95, ГОСТ 17677-82 и СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03. В Европе и США подобных норм не существует. Основные ограничения, существующие в России:

Пульсации освещенности, частотой до 300 Гц, на рабочих местах не должны превышать 20%, в некоторых случаях (при работе с ПЭВМ) – 5%.

В местах временного пребывания (коридоры, лестницы, переходы и т.п.) уровень пульсации не нормируется.

1. Не нормируются пульсации освещенности, частота которых превышает 300 Гц.

Предыстория появления эффекта

Физика работы LED такова, что включение диода возможно только при определенном значении силы тока и его направлении. Для подключения в цепях переменного напряжения (бытовой сети) и управления их яркостью мы, как специалисты-светотехники, вынуждены применять специальные пускорегулирующие устройства-LED-драйверы и диммеры с широтно-импульсной модуляцией-ШИМ (о ней читайте в нашей следующей статье).

И здесь все просто-колебания тока на выходе таких устройств порождает колебания светового потока LED, именно поэтому применение пускорегулирующей аппаратуры в системах освещения порождают подобный специфический эффект.

В этом плане обычная лампа накаливания подвержена тем же самым воздействиям со стороны питающей сети. Однако, она более инертна по своим характеристикам, поэтому мерцания частотой в 50 Гц фактически отсутствуют.

Теперь немного о том, как пульсация света может влиять на самочувствие человека и чем она опасна.

О пороге восприятия частоты пульсаций света и их влияние на человека

В большинстве случаев человеческий глаз не фиксирует пульсацию источника искусственного света, поскольку существует определенный порог восприятия, связанный с особенностями нашего зрения и частотой самих пульсаций.

Многократными исследованиями доказано, что критическая частота восприятия пульсаций-300 Гц, при достижении этого значения человеческий мозг перестает воспринимать их как таковые. При частоте до 120 Гц мозг на подсознательном уровне воспринимает пульсацию как некий “месседж” и пытается его обработать. Считается, что таким образом, человек воспринимает до 4 частот мерцаний от различных источников света, что в значительной степени повышает “загруженность” его центрального вычислителя-головного мозга.

Можно выделить два вида влияний пульсации светового потока на человека: краткосрочные и долгосрочные, см. таблицу 1.

Таблица 1

Влияние пульсаций на человека

Краткосрочное влияние	Долгосрочное влияние
усталость органов зрения снижение внимания утомляемость организма замедление активности мозга тошнота и нарушение пищеварения нарушение циркадных ритмов	депрессия бессонница патология сердечно-сосудистой системы патология органов зрения патология ЖКТ эректильная дисфункция расстройство НС

Стробоскопический эффект - положительные и отрицательные стороны

Наиболее опасным последствием пульсации света можно назвать стробоскопический эффект на промышленных объектах, где присутствуют быстро движущиеся открытые механизмы и детали машин. Частота их вращения может совпасть с частотой мерцания света и может показаться, что механизм неподвижен, что зачастую является причиной серьезных травм и повреждений, см.рисунок ниже

Эффект мерцания источника света может быть зафиксирован при фото- и видеосъемке на коротких выдержках-тот эффект, о котором было рассказано в самом начале статьи. Данный неприятный момент может испортить не только несколько фотографий, но и испортить имидж студий и съемочных павильонов.

Световое оборудование для клубов и концертных площадок

Лазерные и диодные стробоскопы-это одни из самых распространенных световых девайсов, которые любят применять в клубах и на дискотеках. Интересный кратковременный световой эффект повышает настроение посетителям и является абсолютно безвредным для человека.

В заключение от Aledo

В последнее время нам все чаще приходится слышать о том, что на рынке появляются светильники с коэффициентом пульсации 1-2%-это результат борьбы производителей LED за конкурентные преимущества, о которых мы писали в самом начале статьи.

Наша позиция в этом вопросе такова: коэффициент пульсации источника света 20%-это абсолютно нормальное и допустимое значение, обозначенное в ГОСТе и СанПиНе. Конечно, существуют условия труда и быта человека, где необходимо максимальное снижение Kп (до 5% и ниже), но это весьма частные и редкие случаи. Мы всегда стараемся анализировать проект, исходим из реальных потребностей наших клиентов и предлагаем наиболее рациональные варианты для систем освещения.

Кстати, в шоуруме kaledoscop есть специальный прибор, который мы используем для тестирования наших решений и поставляемого оборудования,-пульсометр. Приезжайте к нам в гости, за чашкой кофе или чая, мы сможем показать на деле, что такое пульсация светового потока и какие решения существуют в России и мире для снижения подобного эффекта.

Если посмотреть на светодиодную лампочку через смартфон или видеокамеру, то можно обнаружить сильное мерцание. Если оно отсутствует, то можно попробовать приблизиться к лампочке на расстояние 20-30 см. У качественных светодиодных ламп качественный драйвер, в результате никакого мерцания не будет (у некоторых некачественных ламп мерцание может появиться через месяц-другой).

Также проверить наличие мерцания можно и при помощи карандашного теста. Для этого нужно просто помахать карандашом и посмотреть, остается ли след.

И конечно же мерцание (пульсации) можно измерить при помощи специальной аппаратуры).

Мерцающие лампы стоит ставить в коридор, туалет и любое другое помещение, где не проводишь много времени.

Самой первой светодиодной лампой у меня была Ikea LEDARE GU10 (802.559.07). После галогенных светодиодные лампочки порадовали меня отсутствием ультрафиолетового излучения, а также отсутствием мерцания.

200 лм для лампочки конечно оказалось маловато. Но для чтения хватало 5 лампочек, причем благодаря направленному свечению спотовых светильников. Что интересно, одна из галогенная лампочек прожила 2 года, тогда как первые четыре сгорели менее, чем за год. Интересно, 4 светодиодные лампы в том же светильнике как-то продлевают срок службы пятой галогенной или нет?

Следующими приобрел пару ламп свечек Ikea Ledare 402.540.90 E14 7W 400lm. Цветопередача у этих икеевских ламп заметно лучше, чем у многих других. Да и 400 люмен - в два раза больше 200. Перед покупкой я боялся, что в светильнике с лампами, расположенным горизонтально полу, светодиодные свечки не справятся из-за ограниченного угла. Но светили они неплохо. Правда, они заметно шире обычных ламп накаливания, так что поместятся не в любой светильник. И все бы ничего, тем более при такой цене, но эти светодиодные лампы мерцают

Следующими приобрел десяток светодиодных лампочек Philips E27 8W 9290002488. Взял сразу много, потому что был уверен, что Филипс производит качественную продукцию, а цена на распродаже в Ашане составляла всего 159 рублей. Позже обнаружил, что лампочки были произведены еще в 2010 году. Хотя на коробке написано 600 люмен, они заметно тусклее икеевской лампы E27 с маркировкой 600 люмен. При этом лампа Икеа Ледаре еще и больше по размеру, да мощность у нее выше. Всё бы ничего, но данные светодиодные лампочки Philips мерцают

В потолочном светильнике Евросвет (Eurosvet) 4807/12 помимо 12 галогенных ламп G4 используется и светодиодная подсветка. Мерцание светодиодов также можно заметить на камеру.

При этом галогенные лампы G4 в этой люстре не получится заменить на светодиодные. G4 - наверное, самый неподходящий конструктив для изготовления светодиодных ламп. Уж слишком маленький размер, чтобы туда можно было поместить хорошо светящие и качественные диоды, чтобы они еще и нормально охлаждались. 3 Вт - это пока практический предел для такого корпуса именно из-за проблем с теплоотводом, причем даже такие лампы могут сгореть очень быстро.

Но помимо низкой освещенности, в данной люстре еще приходится столкнуться с тем, что трансформатор рассчитан на активную нагрузку. Даже если светодиодные лампы с ним заработают (в том числе, если часть ламп оставить галогенными), мерцание будет просто кошмарным.

Чтобы поставить в люстру с цоколем G4, рассчитанную на галогенные лампы, светодиодные лампы, потребуется установка импульсного стабилизированного блока питания.

А также другие светильники Евросвет с цоколем G4 и пультом дистанционного управления!

Родители после моих опытов со светодиодными лампами и значительным сокращением счетов за электричество, также решили их попробовать. В магазине им предложили лампочки Gauss Elementary. Стал читать про этот "бренд", пишут, что их продукция присутствует только в России. Страницы на немецком могут попадаться, но реального присутствия в магазинах и тестирования за рубежом якобы нет. Также прочитал, что это китайские лампы по сильно завышенной цене, не соответствующей качеству. Цена в 310 рублей за лампу мне действительно казалась слишком завышенной для середины прошлого года. К счастью, данные лампы вообще не мерцают, если смотреть через видеокамеру:

(обновление) Снял светодиодные лампы Gauss Elementary повторно. Мерцание очень хорошо видно. Интересно, оно появилось со временем (прошло всего пару месяцев), или просто при съемке в первый раз камера была слишком далеко?

А вот помимо надписи Gauss Elementary я ничего другого на лампе не обнаружил. У ламп Филипс и Икеа маркировка конечно намного подробнее.

После таких опытов у меня остается сомнение, стоит ли верить всяким "Интернет-знатокам". Хотя ammo1 измерил индекс цветопередачи светодиодных свечек EB103101106, и он оказался равен 72,8, при том что на коробке написано >90. Может, с той же маркировкой сейчас идут уже другие лампы, но это тогда вообще странный шаг. Да и другие лампочки Гаусс уже могут мерцать.

Что касается проблемы с мерцанием, то ее иногда можно решить. Например, один из покупателей Ikea Ledare e14 802.489.93 на входе после моста поставил дополнительно конденсатор 2.2 мкФ на 400вольт, а на выходе поменял 220мкФ на 50В. К сожалению, не понимаю в электронике, так что подтвердить это не могу. Но если решение такое простое, то почему его не использует производитель? Потому что конденсаторы высыхают, а лампочки сильно нагреваются и способствуют этому?

Тестирование лампочек проводят многие, но одного российского ресурса вроде ledbenchmark.com с самыми популярными светодиодными лампами пока нет.

Кстати, очень полезно на лампе маркером писать дату установки. В будущем это поможет с легкостью определить, как долго она проработала. 20, 30 и тем более 55 тысяч часов - это очень приличный срок, так что все позабудется через годы. Да и с такой надписью легче следить, не сгорела ли лампа до окончания гарантийного срока.

Практически 90 процентов информации наш мозг получает посредством органов зрения. Понятно, что для лучшего восприятия информации нам необходимо хорошее освещение. Наш организм прекрасно воспринимает естественное освещение . Но, к сожалению, мы (как наши предки) не можем себе позволить ложиться спать с заходом солнца. Поэтому нам приходится постоянно пользоваться искусственным освещением в помещении. Естественно, такое освещение имеет ряд минусов, по сравнению с естественным. Одним из которых можно смело назвать - пульсация (мерцание, моргание, мигание) ламп. Сегодня мы попробуем разобраться с таким понятием, как пульсация (мерцание, моргание, мигание) светодиодных ламп . Вообще. повышенная пульсация ламп происходит из-за периодических колебаний уровня светового потока , который мы получаем от любой лампы, в том числе и светодиодной.

Пульсация светового потока – это одна из характеристик искусственного освещения , показывающая частоту мерцания света.

Санитарные нормы и правила требуют максимальные уровни пульсации для каждого вида освещения. Согласно СП 52.13330.2011 пульсация допускается в диапазоне 10-20 процентов. В жилых помещениях такие требования не распространяются.

Скорее всего из-за этого на всех коробках светодиодных ламп попросту не указывают коэффициент пульсации. А зря... Как выясним позже, очень зря...

Реальные коэффициенты пульсаций светодиодных приборов

Мы знаем, что может быть как от постоянного, так и переменного напряжения . А это значит, что уровень (коэффициент) пульсации, мерцания, моргания любых светодиодных ламп будет полным повторением уровня пульсаций их источников питания.

Если лампа имеет питание от постоянного тока, то и световой поток. исходящий от нее будет постоянным, что само по себе значит нулевой коэффициент пульсации.

Но в наших домах постоянного напряжения нет. Поэтому, в зависимости от схемы питания светодиодных ламп, пульсация будет составлять от 1 до 30 процентов.

Часто бывает пульсация в светодиодных лампах появляется после. Не часто, но такая проблема тоже имеет место быть.

Для сравнения, за все время проводимых измерений были получены следующие цифры:

Коэффициент пульсации для индукционных ламп составляет не более 5%
- для ламп накаливания (галогенные) - не более 5%
- люминесцентные от 5-40 %
- светодиодные от 1-30%

Мы видим, что коэффициент пульсации (моргания, мерцания, мигания) светодиодных ламп может охватывать весь диапазон пульсаций, в зависимости от того, какая используется схема их электропитания.

Поэтому можно понять, что с пульсацией надо бороться и свести к минимуму. Так чем же вредна пульсация?

Вредность пульсации (мерцания, мигания) светодиодных ламп

Мы можем фиксировать изменение поступающей информации до 300 Гц. Визуально мы их не ощущаем, но на подсознательном уровне все ПЛОХО. Как правило, человек начинает чувствовать себя плохо, появляется дискомфорт, переутомление, головокружение. И хорошо, если Вы сталкиваетесь с такой пульсацией не надолго. Но если на рабочем месте у Вас постоянно такое освещение, то это станет (рано или поздно) причиной постоянного подавленного состояния, бессонницы, сердечно-сосудистых и возможно (еще не доказано. но ведутся исследования) онкологических заболеваний.

Также стоит отметить и такое важное и опасное состояние светодиодных ламп - стробоскопический эффект. Это доказанный и опасный факт. Его необходимо как можно быстрее "убирать" с рабочих мест. Пример стробоскопического эффекта: частота мерцания лампы совпадает с частотой вращения детали на каком-нибудь станке. От этого создается впечатление, что детали на станках "крутятся-вертятся" очень медленно. Из-за такого эффекта пострадали, покалечились, погибли не одна сотня работников.

Поэтому оптимальным коэффициентом пульсации ЛЮБОГО источника света стоит считать до 5 %.

Сравнение некоторых ламп по коэффициенту пульсации (мерцанию, морганию)

Ниже приведены графики протестированных ламп по коэффициенту пульсации:

1. Лампа накаливания 60 Вт - пульсация 18%
2. Лампа светодиодная Армстронг - пульсация 41%
3. Лампа люминесцентная 9 Вт WalSun - пульсация 31%
4. Лампа люминесцентная Camelion - пульсация 4%
5. Лампа люминесцентная ЛБ40 - пульсация 25%
6. Лампа светодиодная Philips 9 Вт - пульсация 3,2%
7. Лампа светодиодная кукуруза "китайская" - пульсация 68%

По полученным данным можно легко понять, что светодиодная лампа не дает нам основания считать о низкой пульсации. Самый хороший коэффициент можно считать светодиодную лампу Philips . Это не удивительно. Чем дороже лампа, чем лучше брэнд, тем лучше коэффициенты пульсации. И наоборот, повсеместное использование известных источников света (Армстронг) не говорит о том, что Вы получите качественное освещение.

Все-таки, перед покупкой стоит у продавца спрашивать сертификаты на лампы, комплектующие (если источник света собирается "на коленях"). Только тогда Вы сможете быть уверенным, что не получите негативного влияния от пульсации.

Видеообзор сравнение пульсации различных ламп

В данном видеоматериале Вы посмотрите ряд тестов сравнений по освещенности и коэффициенту пульсаций на ряде ламп: от ламп накаливания, до светодиодных.

Можно ли справиться с миганием светодиодных ламп

С миганием справиться достаточно просто, но только для тех, кто понимает где и что делать. Как правило, без паяльника тут не обойтись.

Все китайские модели не имеют драйвера в своих лампах. поэтому тут проблема решиться только с установкой драйвера. Но тут стоит понимать, что его надо еще найти таких размеров, чтобы в лампу установить.

Можно пробовать установить конденсатор. Тут надо помимо паяльника уметь считать. Для каждой каждой лампы свой. Тут без измерений не обойтись, чтобы правильно подобрать конденсатор.

Все способы сводятся только к замене или установке нормальных драйверов. Но опять же... Это дополнительные траты и трудозатраты. Скупой платит дважды! Поэтому не стоит скупиться и приобретать. Пульсация там будет, но минимальная, что нас абсолютно устраивает.

Для тех же, кто хочет все-таки самостоятельно убрать пульсацию (мигание, мерцание) есть хорошее подспорье - "Светодиодные лампы . Как убрать пульсацию Автор: Коллектив Издательство: Россия Год издания: 2015 Язык: Русский Формат: Mp4 Качество: отличное Размер: 408.20 Мб". Забейте в поисковик и у Вас все получится.

Как определить пульсацию (мигание, мерцание) светодиодных ламп

Одним из самых простых способов определить есть ли пульсация в Вашей лампе - использовать видеокамеру. Современные камеры в телефонах имеют параметр - гашение мерцания 50 или 60 Гц. Вам необходимо найти данную опцию в параметрах и включить ее. После этого, подводя камеру к лампе Вы сможете увидеть мерцание (ни с чем его не спутать). Если же картинка остается четкой - то поздравляем, мерцания в Вашей лампе или нет или она ничтожно мала.

Также можно с легкостью телефона и фотографии определить мерцание. Достаточно сделать фотографию лампы без засветки. Фотография Вам покажет есть или нет пульсации. Если на фото Вы видите горизонтальные затемненные полоски, то Вам не повезло...

Более серьезные методы - использование компьютера, фото а, резистора мы рассматривать не будем. Материала по этому вопросу достаточно много в сети. Ищите, да обрящите.

Одним из важнейших физических факторов на каждом рабочем месте является освещение. Освещение не только обусловливает возможность выполнения работ, но и обеспечивает уровень производительности и качества труда, травмобезопасность и состояние здоровья работников. Контроль и оценка условий освещения при аттестации рабочих мест производится в соответствии с требованиями Р 2.2.2006–05 «Руководство по гигиенической оценке факторов рабочей среды и трудового процесса. Критерии и классификация условий труда» по методике, изложенной в МУ ОТ РМ 01-98/2.2.4.706-98 «Оценка освещения рабочих мест». При этом освещение оценивается по параметрам, характеризующим как количество, так и качество света. Среди показателей качества света особое место занимает пульсация освещенности. Этот параметр световой среды неизменно вызывает вопросы.

Анализ результатов аттестации рабочих мест с персональными компьютерами показывает, что большинство из них «условно аттестованы» по причине несоответствия требованиям норм по ограничению глубины пульсации освещенности. Причем зачастую не отвечают требованиям норм по ограничению пульсации новые осветительные установки, нередко выполненные импортными светильниками, имеющие современный дизайн и обеспечивающие достаточное количество света. В итоге внешне эффектные системы освещения не соответствуют требованиям по качеству освещения и оказываются вредными с точки зрения условий и охраны труда. Использование четырехламповых растровых зеркальных светильников в административных помещениях также нередко приводит к нарушению требований норм по пульсации освещенности. При этом обеспечение требуемых уровней освещенности не представляет проблемы.

При высоких уровнях освещенности оценка условий освещения как вредных вызывает недоумение у работодателей: света много, откуда может быть «вредность»? Однако эту «вредность» очень четко отмечают работающие в условиях повышенной пульсации, которые, не фиксируя ее визуально, выражают нежелание работать «при люминесцентных ламп ах». Проблема эта не нова, и, по словам выдающегося проектировщика-светотехника Г. М. Кнорринга, «в первые годы применения люминесцентных ламп, когда вред пульсаций недооценивался и для их ограничения не принималось мер, несколько хороших в остальном осветительных установок были скомпрометированы именно из-за пульсаций».

Что же такое пульсация освещенности? Среди показателей качества световой среды это, пожалуй, самый «коварный» параметр. Коварность пульсации светового потока заключается в том, что глаз не ощущает колебания света, но на них отрицательно реагирует мозг, и человек не понимает, по какой причине он очень утомляется и неважно себя чувствует.

Причина пульсации освещенности – переменный ток, питающий осветительные установки. Световой поток источников света при питании их переменным током промышленной частоты 50 Гц пульсирует с удвоенной частотой – 100 Гц (см. рисунок).

Явление это наиболее характерно для газоразрядных источников света. Процесс электрического разряда в этих лампах практически безынерционен и следует за частотой переменного тока, в связи с чем, зависящее от этого процесса излучение люминофора, обладающего лишь малым послесвечением, также непостоянно во времени. Следует отметить, что пульсация освещенности отмечается и в осветительных установках с лампами накаливания, она весьма незначительна при использовании мощных ламп (3-5 % при лампах мощностью 300-500 Вт), однако при снижении мощности до 100-60 Вт может достигать 11-18 %.

Пульсация светового потока зрительно не воспринимается, так как частота пульсаций 100 Гц превышает критическую частоту слияния световых мельканий. Электрофизиологические исследования показали, что пульсация неблагоприятно влияет на биоэлектрическую активность мозга, вызывая повышенную утомляемость. Это обусловлено изменением основной ритмической активности нервных элементов мозга, перестраивающих присущую им частоту в соответствии с частотой световой пульсации.

Отрицательное воздействие пульсации возрастает с увеличением ее глубины. Большинство исследователей отмечают отрицательное воздействие пульсации света на работоспособность человека как при длительном пребывании в условиях пульсирующего освещения, так и при кратковременном, в течение 15–30 мин. Это определяет требования к ограничению глубины пульсации светового потока в осветительных установках.

Поскольку основным количественным параметром осветительных установок является нормированный уровень освещенности, в качестве критерия оценки глубины световых колебаний в осветительных установках, питаемых переменным током, принят коэффициент пульсации освещенности на рабочей поверхности, характеризующий ее глубину. Он равен отношению половины максимальной разности освещенности за период колебания к средней освещенности за период, выраженному в процентах.

Экспериментально установлено, что отрицательное действие пульсации на организм человека достаточно мало только при глубине пульсации не более 5–6 % при частоте 100 Гц. При частоте колебаний света 300 Гц и более глубина пульсаций не имеет значения, так как на эту частоту мозг не реагирует.

При работе с ВДТ на электронно-лучевых трубках вопрос об ограничении пульсации освещенности встает особенно остро, так как мозг человека крайне отрицательно реагирует на два и более одновременных, но различных по частоте и некратных друг другу ритма световых раздражений. Именно такая ситуация складывается при работе на персональном компьютере . Поэтому к осветительным установкам в помещениях с компьютерами предъявляются весьма жесткие требования по пульсации освещенности – не более 5 %.

Ограничение пульсации освещенности требуется не только в помещениях с компьютерами, но и при выполнении других видов работ, особенно работ, относящихся к точным. При этом особенно следует обратить внимание на систему комбинированного освещения, где пульсация должны быть ограничена не только в местном освещении (как правило, для этого используются светильники с лампами накаливания), но и в общем. Есть основание считать, что периферическое зрение особенно чувствительно к пульсации, поэтому общее освещение также должно соответствовать нормативным требованиям (не более 20%). На практике нередко общее освещение механических цехов, выполненное светильниками с газоразрядными лампами высокого давления (ДРЛ, ДНаТ) без распределения по фазам сети, создает пульсацию освещенности, достигающую 80-90 %.

Следует отметить, что наличие пульсаций освещенности, превышающих нормативные требования, может вызвать, так называемый, стробоскопический эффект, то есть явление, когда предметы быстро движущиеся поступательно представляются имеющими многократные контуры. Вращающиеся предметы в зависимости от их скорости вращения могут казаться остановившимися, изменившими скорость или направление вращения. Искажение зрительного восприятия вращающихся, движущихся или сменяющихся объектов в мелькающем свете, возникающее при совпадении или кратности частотных характеристик движения объектов и изменения светового потока во времени может быть непосредственной причиной травматизма.

Меры ограничения глубины пульсации освещенности достаточно хорошо проработаны. Они изложены в любой справочной литературе по светотехнике («Справочная книга по светотехнике» под редакцией Ю.Б. Айзенберга, «Справочная книга для проектирования электрического освещения » под редакцией Г.М. Кнорринга и др.). Требование к обязательности оценки коэффициента пульсации освещенности изложено в Р 2.2.2006-05 «Руководство по гигиенической оценке факторов рабочей среды и трудового процесса. Критерии и классификация условий труда» и в Методических указаниях «Оценка освещения рабочих мест». Контроль коэффициента пульсации освещенности в настоящее время осуществляется инструментально с помощью приборов.

Все отраслевые и ведомственные нормативные документы по освещению содержат нормируемые значения коэффициента пульсации, и их требования должны учитываться при проектировании осветительных установок (ОУ). Кроме того, ГОСТ 17677-82 «Светильники. Общие технические условия» также содержит требования по ограничению пульсации, в частности указано, что в светильниках с числом ламп, кратным двум, должны применяться пускорегулирующие аппараты, обеспечивающие сдвиг фаз между токами ламп (см. п.3.2.3 ГОСТ). И требования этого ГОСТа должны в обязательном порядке выдерживаться.

Теоретически все наши действующие осветительные установки должны обеспечивать надлежащее качество освещения. Тем более что практическое обеспечение требований норм по ограничению глубины пульсации освещенности технически достижимо: использование наиболее подходящих для данного вида работ источников света, ПРА с «расщепленной фазой», включение ламп на разные фазы сети, при необходимости использование ВЧПРА.. Однако, как показывают результаты обследования освещения, почти все существующие осветительные установки на рабочих местах с компьютерами не обеспечивают нормируемую глубину пульсации освещенности и, как правило, она составляет 28-35 %, а иногда достигает 41-50 %.

Решения, обеспечивающие соблюдение нормативных требований к освещению (как по количеству, так и по качеству), должны обеспечиваться на стадии проектирования. К сожалению, уровень проектирования осветительных установок в настоящее время оставляет желать лучшего. К тому же при сертификации светильников не проверяется коэффициент пульсации освещенности. Положение осложняется еще и тем, что отечественные заводы – изготовители светильников в большинстве своем не соблюдают требования ГОСТ16677-82 в части ограничения глубины пульсации освещенности. Нередко осветительные установки в кабинетах, где имеются рабочие места с компьютерами, монтируются вообще без проектов, просто кому-то понравились светильники в соседнем учреждении, решили себе установить не три, а, например, четыре таких светильника – чтобы светлее было! И если не соблюдается порядок монтажа осветительных установок, то о каком качестве освещения можно говорить. К слову сказать, грамотное проектирование освещения в помещениях с компьютерами является сложной задачей, технические решения иногда приходится принимать на уровне компромисса, с такой задачей способен справиться лишь опытный специалист-светотехник.

Справедливости ради надо отметить, что в последнее время на освещение, наконец-то, обратили внимание. Многие работодатели имеют намерение привести осветительные установки в состояние, соответствующее требованиям норм, в том числе и по коэффициенту пульсации освещенности. Многие из них сталкиваются с проблемой отсутствия информации о возможности приобретения соответствующей качественной аппаратуры, и это в то время, когда любой производитель ищет рынки сбыта и с готовностью предложит свою продукцию.

К сожалению, для обеспечения требуемых норм пульсации освещенности сегодня нередко приходится реконструировать действующие вновь смонтированные установки. Однако этот процесс нельзя пускать на самотек. Современный светотехнический рынок наполнен как дешевыми некачественными изделиями, так и продукцией высокого уровня , но дорогой. Чтобы разумно выбирать «золотую середину», без специалистов, владеющих вопросами освещения, не обойтись.

Надо еще раз обратить внимание на необходимость качественного проектирования вновь создаваемых осветительных установок, недопустимо монтировать системы освещения без соответствующих проектов. Нужно более ответственно подходить к процессу приемки осветительных установок в эксплуатацию, а производственный контроль проводить в полном соответствии с требованиями нормативной документации. Следует решить вопрос с информацией: потребители должны знать, что им нужно, и где это приобрести, а производителям необходимо предоставлять сведения о своих изделиях в полном объеме, причем в форме, доступной и понятной для покупателей.

К сожалению, информацию о продаваемых светильниках получить очень трудно. Продавцы твердят о наличии сертификата на светильник, об указании в паспорте светильника на соответствие его требованиям ГОСТ (как правило, это требования ГОСТ по пожарной безопасности). Никаких указаний по типам установленных ПРА в паспорте не содержится. То есть нужно очень хорошо представлять, как задать интересующий вопрос по поводу ограничения коэффициента пульсаций, чтобы получить адекватный ответ.

Что же касается реконструкции действующих осветительных установок, то наиболее целесообразным вариантом решения этой проблемы представляется разработка типовых рекомендаций с привлечением грамотных специалистов – светотехников.

Мы вкратце вспомнили историю искусственного освещения, а также немного поговорили о том, какие основные параметры есть у энергосберегающих ламп вообще и светодиодных ламп в частности. Сегодня, как и было обещано, мы перейдем к замерам и сравнениям (однако пока что без раскручиваний).

А стоит ли оно того?

Прежде всего меня волновал очевидный вопрос – все же, так ли сказочно эффективны обычные светодиодные лампы, которые можно купить в магазине, в реальных условиях? Чтобы ответить на него, я решил замерить освещенность, создаваемую в моей комнате разными лампочками, вкрученными в одну и ту же (мою) люстру. Исходно в ней стояли три двадцативаттных КЛЛ «Эра»; для сравнения я взял три светодиодных лампы Gauss по 12 Вт (утверждается, что это аналог 100 Вт лампы накаливания) и, для чистоты эксперимента, три обычных лампы накаливания по 95 Вт. Измерения проводились в центре комнаты, то есть именно там, где яркость освещения мне наиболее интересна и необходима. Скажу сразу - с точки зрения фотометрии это, наверное, не совсем корректно; но вот с точки зрения обычной жизни такое сравнение, как мне кажется, представляет основной интерес, так как отражает поведение лампочки не в интегрирующей сфере, а в самой обычной люстре.

Измерения проводились люксометром Mastech MS6610 . Стороннюю засветку я исключил плотными шторами (при выключенном освещении прибор показывал ноль люкс). Поскольку световой поток люминесцентных и светодиодных ламп зависит от их температуры, значения освещенности снимались два раза – сразу после включения и после десятиминутного прогрева (эмпирически было выяснено, что после десяти минут работы освещенность изменяется крайне незначительно). Лампы накаливания, разумеется, прогревать не надо, поэтому для них измерение проводилось только один раз, сразу после включения, чтобы не испортить люстру, расчитанную, если мне не изменяет память, максимум на 40 Ватт (для лампы накаливания) в каждом рожке. Результаты сего опыта можно наблюдать в таблице ниже.

Ну что же, видно, что этом тесте светодиодные лампы (как минимум те, что были у меня) и правда превосходят все, что ныне можно вкрутить в обычный патрон E27 (за исключением, может быть, какой-нибудь экзотики). С лампами накаливания все понятно – я и так догадывался, что результат будет не слишком впечатляющим. Интереснее сравнить светодиодные лампы и все еще популярные КЛЛ.

Сразу бросается в глаза, что за первые десять минут КЛЛ изменяют яркость почти в пять раз. На практике это означает, что для бытового сценария «зашел в комнату (кладовку) на две минуты найти что-то» они подходят хуже всего – к моменту выхода на рабочий режим их скорее всего уже выключат. Это помимо того, что газоразрядные лампы и так плохо переносят частые включения, хотя, положим, в кладовке они могут быть и не такими частыми, но, тем не менее, непродолжительными. Светодиодные лампы, напротив, несколько снижают яркость по мере прогрева – падение напряжения, а, следовательно, и мощность (при постоянном токе) на нагретом светодиоде меньше. Тем не менее, разница в яркости здесь не носит такого сногсшибательного характера, как в случае КЛЛ (что косвенно говорит о достаточно хорошем теплоотводе конкретно в этих лампах). К слову, видно, что и после прогрева разница все еще в пользу светодиодов, хотя ее размер таков, что можно считать освещенность, создаваемую и теми, и другими, примерно равной. Однако мы говорим о примерно равной освещенности, создаваемой двадцативаттной КЛЛ и двенадцативаттной LED-лампой – экономия по мощности почти в два раза. Про лампы накаливания можно даже не говорить – при во много раз большей мощности потребления по создаваемой освещенности они проигрывают и КЛЛ, и светодиодам. Кроме того, как я уже упоминал выше, девяностопятиваттные лампы в мою люстру вкручивать вообще нельзя, так что в реальности с лампами накаливания я бы не получил даже этих ста люкс. Разумеется, такое ограничение связано с нагревом.

Лампы накаливания, очевидно, уже сошли с дистанции, так что давайте сравним КЛЛ и светодиодную лампу по нагреву.

Эти изображения также были сняты после десятиминутного прогрева. Видно, что КЛЛ греется до ста градусов и более, в то время как максимальная температура светодиодной лампы составляет лишь около шестидесяти. То есть, возможность обжечься об КЛЛ, в принципе, существует (белок начинает сворачиваться при восьмидесяти градусах Цельсия), в то время как со светодиодной лампой это невозможно в принципе. Мелочь, но приятно.

Больше промеров

Итак, мы разобрались, что с точки зрения тех характеристик, которые приходят в голову первыми, светодиоды явно лучше. Время поговорить о более тонких материях, таких как коэффициент мощности и коэффициент пульсаций. Об этих хактеристиках почему-то вообще вспоминают редко, и, разумеется, их (пока что?) никогда не пишут на упаковках, а зря.

Коэффициент пульсаций является очень важным показателем. Несмотря на то, что изменения яркости с частотой более 16 – 20 Гц наш мозг сознательно не обрабатывает, эффект от них вполне заметен. Существенные пульсации общей освещенности могут привести к повышенной утомляемости, мигреням, депрессиям и прочим малоприятным вещам по части психики. Нормируется этот показатель в СНиП 23-05-95 . Там очень много разных таблиц, но, в целом, из них можно вынести, что коэффициент пульсаций общего освещения не должен превышать 20%. Стоит оговориться, что разговор обо всем этом имеет смысл до частоты около 300 Гц, поскольку далее на изменения освещенности уже не успевает реагировать сама сетчатка, и потому в этом случае в мозг просто не приходит раздражающего сигнала.

Коэффициент мощности для конечного потребителя, в принципе, неважен. Этот параметр показывает отношение активной мощности, потребляемой прибором, к полной мощности , учитывающей реактивную часть, не производящую полезной работы, но, в частности, греющую провода. Также распространено название «косинус фи» - это все оттого, что интересующая нас величина может вводиться как косинус некоторого условного угла. Максимальное, идеальное значение коэффициента мощности – 1. Бытовые счетчики учитывают только активную мощность , ее же пишут на упаковках; для потребителя в этом смысле проблем нет. Однако, если мы говорим о глобальных масштабах (например, миллионный город, целиком освещаемый светодиодными светильниками), низкий коэффициент мощности может создать большие проблемы энергетикам. Поэтому его оценка – оценка лампы в смысле светлого светодиодного будущего.

Мощность и коэффициент мощности я мерял головкой muRata ACM20-2-AC1-R-C . Коэффициент пульсаций измерялся осциллографом Uni-Trend UTD2052CL , к которому подключалась следующая схема:

Кому интересно, это классический частотно-компенсированный преобразователь «ток-напряжение» на операционном усилителе, дополненный искусственной средней точкой. Питается, для исключения наводок, от батареи. Диод BPW21R – прибор фотометрического класса с характеристикой, компенсированной согласно чувствительности человеческого глаза. Документация гарантирует линейность тока в зависимости от освещенности в фотогальваническом режиме, так что схема выдает напряжение, прямо пропорциональное освещенности фотодиода и вполне годится для измерений коэффициента пульсаций. Определяется он, кстати, как отношение размаха пульсаций к удвоенному среднему значению. И размах, и среднее значение входят в стандартные автоматические измерения любого современного цифрового осциллографа, так что с этим проблем нет – остается только удвоить и поделить. Сравнения результатов измерений этой импровизированной конструкцией со значениями, выдаваемыми прибором «ТКА-ПУЛЬС» (Госреестр), показали расхождение измеренного коэффициента пульсаций не более процента.

Итак, результаты замеров для ламп, которые оказались у меня под рукой:

С цоколем E27:

С цоколем E14:

Про лампу Wolta стоит поговорить отдельно

На упаковке читаем гордую надпись:

«Оптимальная для глаз частота мерцания». Офигеть! Что там за частота-то такая? Может быть, они имеют в виду, что она далеко за пределами регламентированных санитарными нормами трехсот Герц?

На осциллографе видим:

100 Гц, коэффициент пульсаций 68%. По СанПиН не проходит. Что они понимают под оптимальностью - загадка…

Как мы видим, здесь у светодиодных ламп не все так радужно. Тут же выясняется очень интересный факт – похоже, что о качестве светодиодных ламп нельзя судить только по производителю; одни и те же бренды, вообще говоря, ставят как рекорды качества, так и антирекорды. Надо отметить, что общий вердикт, представленный в таблице, я выносил, придавая большее значение коэффициенту пульсаций, чем коэффициенту мощности, по причинам, изложенным выше. Но даже коэффициент пульсаций в 1% не может до конца оправдать коэффициент мощности, равный 0.5, в случае промышленного изделия, продаваемого миллионными тиражами. Впрочем, для дома лучше взять такую лампу, чем изделие с единичным коэффициентом мощности и уровнем пульсаций в 50%.

Разумеется, лампы с коэффициентом пульсаций более 20% категорически не подходят для общего освещения (в люстру по шесть штук такое вкручивать не стоит). К слову, для упомянутых мной КЛЛ «Эра» он составляет чуть менее 10%, а для классической лампы накаливания - около 13%.

Последние параметры, о которых можно вскользь поговорить, это цветовая температура и индекс цветопередачи. Несмотря на то, что они формализуются, на бытовом уровне все сводится к «нравится/не нравится». Должен сказать, что все протестированные лампы в этом плане меня порадовали - ни у одной не было явного уклона в синеву или избыточную желтизну, все имели приятный белый оттенок. Но это, разумеется, на мой вкус, и только.

В следующих статьях мы наконец-то посмотрим, что у ламп внутри, и попытаемся разобраться, какие внутренние причины делают хорошие лампы хорошими, а плохие – плохими.

Примечание:

Выбор ламп для тестов обусловлен исключительно соображением «что было». Если (когда) появятся другие лампы - промеряю и выложу.

Более 90% окружающей его информации человек получает через органы зрения. Для наиболее качественного восприятия визуальной информации необходимо хорошее освещение. Органы зрения человека лучше всего приспособлены к естественному солнечному свету. Однако в помещениях и в темное время суток никак не обойтись без искусственных источников света. По сравнению с естественным, искусственное освещение имеет ряд недостатков. Один из них – это повышенная пульсация ламп , вызванная периодическими колебаниями уровня светового потока, излучаемого лампой.

Действие пульсаций света на здоровье человека.

Пульсации искусcтвенного света, излучаемого лампами оказывают существенное негативное влияние на здоровье человека - в первую очередь на органы зрения и центральную нервную систему. Мерцающий свет перегружает зрительную и нарвную систему человека, нарушает естественные биоритмы. Типичные симптомы воздействия пульсирующего светового потока - повышенная утомляемость, сухость и боль в глазах, головные боли, раздражительность. При длительном воздействии пульсации света могут приводить к хроническим заболеваниям.

В то же время, к сожалению, при обустройстве искусственного освещения уровню пульсации, как правило, не уделяют должного внимания.

Для нормирования таких пульсаций вводится коэффициент пульсации ламп, показывающий какую долю в общем уровне светового потока лампы занимают пульсации. В общем виде, коэффициент пульсации рассчитывается по формуле:

где L max - максимальное значение светового потока, L min - минимально значение светового потока, L 0 - среднее значение светового потока от лампы

Как и чем измеряли пульсацию ламп и мониторов.

На практике, определить коэффициент пульсации ламп без специальных приборов, пульмсметров, невозможно. Для измерения пульсаций рекомендуем:

• либо купить люксметр "Эколайт-01 " или "Эколайт-02 ", занесенные в госреестр средств измерений, с поверкой или без нее,
• либо приобрести измеритель освещенности "Radex Lupin" - качественный бытовой люксметр цена которого существенно ниже, чем у профессиональных приборов,
• НИ В КОЕМ СЛУЧАЕ (!!!) не пытаться измерить пульсации ламп и экранов при помощи карандашей, фотоаппаратов, смартфонов и других подручных предметов (как показывает практика - почти в 90% случаев даже "поймать" пульсацию, не говоря уже, чтобы ее измерить, не получится)

Результаты измерения пульсаций

Существует множество распространенных мнений, типа "лампы накаливания почти не пульсируют", "люминесцентные лампы с ЭПРА гарантированно имеют низкий уровень пульсации", "у светодиодных ламп не бывает пульсации" и т.п. На самом деле все не так однозначно. Мы провели множество измерений различных типов ламп и светильников и можем однозначно утверждать - к сожалению, практически нет АБСОЛЮТНО никакой связи между типом и стоимостью лампы или светильника и уровнем коэффициента пульсации излучаемогго света. Нам попадались как очень дорогие ультрасовременные светодиодные светильники с множеством режимов работы и, при этом, с коэффициентом пульсации под 100%, так и дешевые люминесцентные лампы с полным отсутствием пульсаций.

Тем не менее, можно утверждать, что, в первую очередь, уровень пульсаций освещенности зависит от типа применяемых ламп. По уровню возможных проблем с пульсацией светового потока мы разместили разные типы ламп в следующем порядке (по возрастающей):

1. Лампы накаливания. (пульсации до 25%)
2. Люминесцентные лампы. (возможны пульсации до 50%)
3. Светодиодные лампы. (возможны пульсации до 100%)

Ниже приведем пример измерения коэффициента пульсации лампы светодиодной потолочной типа "Армстронг". Для измерений была использована бесплатная программа пульсметра-люксметра для Android и Windows :

Для измерений мы использовали разработанный нами модуль люксметра-пульсметра-яркомера фотоголовку ФГ-01 (из состава приборов Эколайт-01, Эколайт-02), а также нашу БЕСПЛАТНО (!!!) распространяемую программу анализатора световых пульсаций "Эколайт-АП".

С результатами наших измерений пульсации различного типа ламп можно ознакомиться ниже в этом разделе. Мы постоянно пополняем нашу библиотеку измерений. С благодарностью примем на размещение Ваши материалы по измерению ламп и светильников различного типа.

• Статья "Пульсация ламп накаливания "
• Статья "Пульсации светодиодных ламп"
• Статья "