Každý človek sa počas svojho dňa vystavuje určitej forme svetla. Množstvo aj kvalita svetla môžu mať určitý vplyv na fungovanie nášho tela a zdravie. Najprirodzenejšou formou svetla je slnečné žiarenie, ktoré ale často nahradzujeme umelým žiarením.
LED osvetlenie
LED osvetlenie s diódami je založené na jave, ktorý nazývame elektroluminiscencia. Tento jav sa dá všeobecne charakterizovať ako premena elektrického prúdu priamo na svetlo. Diódy sú schopné fungovať na základe polovodičov, ktoré sa skladajú z dvoch vrstiev. Keď pripojíme elektrický prúd, elektróny sa začnú pohybovať z jednej vrstvy do druhej. Pri svojom pohybe vytvárajú energiu vo forme svetla.
Kladný náboj je kontinuálne privádzaný vodičom cez anódu LED diódy do vlákna. Druhá časť diódy je zapojená k vodivostnému rámu, ktorý vedie z katódy k zápornému pólu. O farbe svetla, ktoré bude dióda vyžarovať rozhoduje chemické zloženie polovodiča.
Epoxidová živica, v ktorej sa celé LED svetlo vyskytuje má tri hlavné funkcie. Za prvé je navrhnutá tak, aby umožňovala priechod maximálnemu množstvu svetla. Zároveň upravuje uhol, pod ktorým sa svetlo šíri a chráni LED pred škodlivými vplyvmi vonkajšieho prostredia.
Púzdro, v ktorom sa LED svetlo nachádza, spôsobuje zvýšenie odolnosti proti poškodeniu a neobsahuje žiadne pohyblivé časti. Ak ho charakterizujeme ako polovodičové zariadenie, ktoré reguluje prechod prúdu bez žhavenia vlákna, je zároveň veľmi spoľahlivé.
Typy LED
Viacfarebné LED pozostávajú z minimálne dvoch paralelne alebo opačne polarizovaných a zapojených diód, kde má každá odlišnú farbu. Tým je umožnené zobrazenie dvoch rôznych základných farieb alebo rozsah škály farieb namiešaných zmenou pomeru svitu.
Iné zase obsahujú sadu diód rozdielnych farieb usporiadaných do skupín zapojených so spoločnou anódou alebo katódou. Tým sa dá dosiahnuť širšia škála rôznych farieb bez toho, aby sa musela zmeniť polarita napájania.
Pokiaľ cez ne prechádza prúd, svietia neprerušovane, sú ale dostupné aj blikajúce. Tie majú rovnaký technologický základ, navyše obsahujú klopný obvod, ktorý spôsobí, že LED bliká, najčastejšie s periódou jedna sekunda. Najbežnejšie sú k dostaniu v červenej, žltej alebo zelenej farbe.
Existujú špeciálne typy LED so zabudovanými rezistormi. Môže sa tak ušetriť miesto na doske plošných spojov. To môže byť zvlášť užitočné pri konštrukcii prototypov alebo pri zmenách zamýšľaného zapojenia.
Infračervené žiarenie nie je voľným okom viditeľné, ale snímače v digitálnych kamerách sú citlivé na toto žiarenie, a preto sú infračervené LED súčasťou niektorých bezpečnostných kamerových systémov. Na špeciálne účely sa vyrábajú ultrafialové LED, ktoré sa nachádzajú v zariadeniach na kontrolu ochranných prvkov bankoviek a iných dokumentov.
Výhody LED
Jednou z výhod, o ktorých sa dá pri LED osvetleniu hovoriť, je schopnosť dosahovať rôznych farieb svetla bez použitia filtrov premieňajúcich biele svetlo na červené, modré alebo zelené. Filtry zoslabujú intenzitu svetla a farby nemajú dostatočnú sýtosť.
LED žiarovky vydržia dlhšie ako tradičné žiarovky. Majú vyššiu priemernú životnosť. Pri výhodách LED osvetlenia je potrebné uviesť aj ekologické výhody. Prispievajú k zníženiu emisií oxidu uhličitého. V porovnaní s klasickými žiarovkami spotrebovávajú menej elektriny, a to prispieva k dosiahnutiu úspor v účtoch za elektrickú energiu.
Možné riziká LED svetiel pre zdravie
LED žiarovkám chýba frekvencia blízkeho infračerveného žiarenia, ktoré je schopné vyvažovať frekvenciu modrého svetla. Frekvencie infračerveného žiarenia vplývajú na zdravie a podnecujú bunky sietnice k oprave a regenerácii. Nedostatok infračerveného žiarenia v kombinácii s modrým svetlom vytvára reaktívny kyslík, čo vedie k zvýšenému poškodzovaniu buniek.
Modré svetlo znižuje večer tvorbu melatonínu. V sietnici sa nachádzajú bunky, ktoré sú zodpovedné za tvorbu melatonínu, ktorý má cez noc regenerovať sietnicu. Keď používate LED osvetlenie po zotmení, znižujete regeneračné a hojivé schopnosti svojich očí.
Nedostatočná tvorba melatonínu ovplyvňuje aj kvalitu spánku, čo môže mať dôsledky pre vaše zdravie. Na svetlo citlivé bunky vo vašich očiach zachytávajú modré svetlo, ktoré spúšťa rôzne procesy. Jedným z nich je správa o nadbytočnom množstve modrého svetla, ktorá by mala spomaliť tvorbu melatonínu, a tým dopomôcť k bdelosti.
Za normálnych podmienok, keď zapadá slnko a klesá intenzita modrého svetla, je tvorba melatonínu zvýšená, čo pomáha človeku zaspávať. Kým je to možné, využívať slnečné žiarenie je najlepšou možnosťou. Pokiaľ je príliš výrazné, môžete skúsiť používanie rímskych roliet, ktoré regulujú prísun svetla. Keď ste pravidelne vystavovaní modrému LED svetlu, táto večerná sekvencia je narušená, čo môže viesť k problémom so spánkom.
Večerného pozeranie do tabletu, počítača alebo mobilného telefónu je postačujúce na potlačenie prirodzeného nočného zvýšenia hladiny tohto hormónu a odďaľuje spánok.
Kombinácia izbového osvetlenia a elektronických displejov je rušivá pre odpočinok človeka. Modré svetlo je to, na čo myslieť pri práci so zobrazovacími jednotkami. Väčšina obrazoviek nedokáže odfiltrovať toto svetlo, a preto je tým ovplyvnený spánkový biorytmus.
Volfrámové žiarovky
Žiarovka je typ elektrického svetelného zdroja, v ktorom je svetlo vytvárané žeravením tuhého telesa prechodom elektrického prúdu. Prvé žiarovky mali uhlíkové vlákno, dnes sa najčastejšie využíva volfrám stočený do špirály, ktorý lepšie odoláva vysokým teplotám.
Prúd, ktorý prechádza vláknom, ho rozžeraví na veľmi vysokú teplotu. Pri tejto teplote volfrám vyžaruje biele svetlo. Samotné vlákno je na vzduchu náchylné k zhoreniu, preto je umiestnené do banky, v ktorej sa nachádza odčerpaný vzduch a je doplnená argónom pod nízkym tlakom. Banky žiaroviek sa môžu plniť aj halogénovými plynmi.
Žiarovka spotrebuje len časť príkonu na svetlo. Veľká časť energie je využitá v iných spektrách ako napr. teplo. Prevedenie bánk má najčastejšiu úpravu číru alebo matnú. Číra úprava poskytuje jasné ostré svetlo a matná úprava poskytuje jemnejšie rozptýlené svetlo.
Výhody volfrámových žiaroviek:
- výhodný tvar
- jednoduchá konštrukcia
- malé rozmery a hmotnosť
- ľahké napájanie
- nízka cena
- okamžitý štart a stabilné svietenie
- spojité spektrum vyžarovania
- široká škála príkonov a napätí
- nezávislosť od teploty okolia
- ekologicky nezávadné a neškodlivá likvidácia
Nevýhody volfrámových žiaroviek:
- nízka účinnosť
- nízka životnosť
- malý merný výkon
- závislosť parametrov prevádzky od stability napájania
Halogénové žiarovky
Tieto žiarovky majú rovnaké svetlo ako klasické. Sú lacnejšie a majú väčšiu životnosť. Po zapnutí svietia hneď na maximum, je možné ich teda použiť aj v kúpeľni či na schodisku, kde nie sú vhodné žiarovky s dlhším nabiehaním svetla.
Fungujú na rovnakom princípe ako žiarovky klasické. Svetlo vzniká prostredníctvom elektrického prúdu, ktorý rozžhaví jemný drôtik. Obsahová náplň je však iná, a preto je halogénová žiarovka efektívnejšia.
Pri ich svietení vzniká veľké množstvo tepla, nehodia sa teda do nábytku. Sú vhodnejšie na krátkodobé použitie svetla. Použiť sa dajú aj tam, kde je potrebné okamžité svetlo, napr. do bodových svetiel k zrkadlám, k plošnému osvetleniu stien alebo aj písací stôl može obsahovať lampičku s halogénovou žiarovkou.
Úsporné žiarovky
Úsporná žiarovka obsahuje páry ortuti, v ktorých pri prechádzaní prúdu vzniká elektrický výboj a jeho výsledkom je ultrafialové žiarenie. Toto žiarenie je následovne luminoforom, ktorý sa nachádza na stenách žiarovky, premenené na svetlo.
Životnosť tohto druhu žiaroviek je väčšia ako u klasických. Účinnosť je taktiež vyššia, čo v konečnom dôsledku ušetrí energiu pri rovnakej hladine svetla. Ich technológia spôsobuje, že sú robustnejšie, takže nie sú vhodné do niektorých svetiel. Niektoré žiarovky majú dlhší nábeh a po rozsvietení môžu vydať kalné svetlo.
Ortuť v žiarovkách
Energeticky úsporné žiarovky neobsahujú veľké množstvo ortuti, riziko poškodenia zdravia pri ich používaní by preto, napr. v porovnaní s ortuťovými teplomermi, malo byť omnoho nižšie.
Faktom však zostáva, že ortuť môže pri poškodení či rozbití žiarovky krátkodobo zapríčiniť závažnú kontamináciu vnútorného ovzdušia v miestnosti. Miera znečistenia závisí od niekoľkých faktorov, ktorými môže byť spôsob vetrania miestnosti, typ použitého svietidla a stav žiarovky.
Vo vzduchu, ktorý je nadmerne znečistený ortuťou, môže dôjsť k otrave organizmu zapríčinenej vdýchnutím ortuťových pár. Krátkodobá expozícia organizmu takémuto ovzdušiu sa prejavuje najmä bolesťami hlavy, nespavosťou a depresiami. Vážnejšia ujma na zdraví hrozí predovšetkým pri opakovanej expozícii ortuti dôsledkom jej kumulácie v organizme.
Najcitlivejšou, a preto najviac zraniteľnou časťou populácie, sú deti a tehotné ženy. Návody, ako si zútulniť domácnosť môžu obsahovat využitie úsporných žiaroviek pre ich výhodné vlastnosti, ale z bezpečnostného hľadiska nie je odporúčané ich používať v miestnostiach, v ktorých sa často zdržiavajú deti.
Situácii, pri ktorej dôjde k poškodeniu žiarovky, sa dá predchádzať zvýšenou opatrnosťou pri manipulácii, pri jej skladovaní alebo počas výmeny v svietidle. Pri výbere vhodného svietidla je potrebné myslieť aj na ochranný kryt.
Ak sa žiarovka predsa len rozbije, je nutné miestnosť vyvetrať a zabezpečiť tak nižšiu koncentráciu ortuti vo vnútornom priestore. Odporúča sa okamžite otvoriť okná, vypnúť klimatizáciu a kúrenie.
Ortuť je vďaka toxickým vlastnostiam nebezpečná nielen pre človeka, ale aj pre životné prostredie. Likvidovanie komunálneho odpadu s obsahom ortuti znečisťuje ovzdušie, pôdu a následne aj ďalšie zložky prostredia. Žiarovky, ktoré obsahujú ortuť by preto za žiadnych okolností nemali skončiť v nádobách na komunálny odpad ani v kanalizácii.
Denný biorytmus
Denné svetlo uvoľňuje v ľudskej sietnici dopamín, pričom spomaľuje rast vášho oka, a preto eventuálne spomaľuje predlžovanie oka a zmeny videnia.
Množstvo zdravotných nebezpečenstiev spôsobených umelým osvetlením alebo nesprávnym biorytmom svetla a tmy je možné dať do poriadku úpravou svetelného prostredia a opätovným zosynchronizovaním tela s prirodzenými cyklami. Aj napriek energetickej účinnosti a cene môžu byť LED žiarovky nebezpečné pre zdravie a netreba ich podceňovať.
V priestoroch, v ktorých sa človek počas dňa a večera najviac sústreďuje, ako sú kuchyňa, jedáleň, obývačka a kancelária, sa môžu nahradiť LED žiarovky obyčajnými žiarovkami. Pre príjemné zariadenie kúpeľne tak môžete uskutočniť taktiež. LED žiarovky sú vhodnejšie pre priestory, ako sú chodby, toalety, garáž, kde netrávi jedinec tak veľa času.
Počas dňa sa musí človek vystavovať prirodzenému dennému svetlu. Intenzita svetla je dôležitá, pretože umožňuje synchronizáciu buniek s cyklom svetlo-tma. Pre dobrý spánok a oddych potrebuje človek správne zladené cirkadiánne rytmy.
Epifýza vytvára melatonín vtedy, keď sa človek nevystavuje jasnému slnečnému svetlu počas dňa a cez noc za úplnej tmy. Keď je osoba celý deň v tme, telo nevie rozoznať rozdiel a nebude optimalizovať tvorbu melatonínu.
Melatonín funguje ako biologické časovanie. Za normálnych podmienok začína večer mozog postupne zvyšovať tvorbu hormónu melatonínu, preto cítime ospalosť. Dôležitá je však aj vlnová dĺžka. Červené a žlté svetlo tvorbu melatonínu potláčať nebudú. Modré, zelené a biele svetlo však nepriaznivo jeho tvorbu ovplyvnia.
Po zotmení je potrebné vyhýbať sa najmä modrým vlnovým dĺžkam. Sem patrí umelé osvetlenie a svetlo emitované elektronickými zariadeniami, ako sú televízor, počítač, tablet a iné elektronické obrazovky. Pre pohodlnú spálňu, v ktorej si vychutnáte kvalitný spánok, je najvhodnejšie tieto zariadenia odstrániť.
Pri používaní počítaču, smartfónu alebo tabletu existuje možnosť inštalácie softvéru, ktorý blokuje modré svetlo. Toto svetlo je možné odfiltrovať aj zabudovaním skla, ktoré bráni jeho prestupu. Týmto spôsobom si môžete taktiež zlepšiť kvalitu spánku.
Keď sa rozhodnete ísť spať, je potrebné zabezpečiť, aby v miestnosti, v ktorej spíte bola úplná tma. Vystavenie sa izbovému osvetleniu potláča tvorbu melatonínu, ale na jeho pokles stačí aj malá lampa na nočnom stolíku. Iba zavrieť oči nie je postačujúce, pretože svetlo je schopné prenikať aj cez viečka.
Cirkadiánny biorytmus
Telá všetkých rastlín aj živočíchov majú vnútorné hodiny, ktoré vytvárajú biorytmus, ktorý nazývame cirkadiánny rytmus. U človeka je centrum situované hlboko v mozgu, odkiaľ je regulovaná tvorba riadiacich hormónov, ktoré posielajú informácie až do buniek.
Tento rytmus je pravidelne stabilizovaný faktormi vonkajšieho prostredia, najmä farbou a intenzitou svetla. Nedostatok modrého svetla udáva telesný pojem, že je noc. S rozvojom LED osvetlenia a obrazoviek elektronických zariadení začalo modré svetlo figurovať aj vo večerných hodinách. To má za následok falošný deň pre mozog a jednotlivé telesné procesy vykazujú činnosť ako počas dňa.
LED osvetlenie produkuje svetelné spektrum s modrou zložkou, ktoré pripomína slnko. Toto svetlo dáva mozgu cez oko signál, že je deň, aj keď v skutočnosti už môže byť noc. Týmto spôsobom sa spustí kaskádu narušovanie biochemických procesov, ktoré sa oneskorujú alebo rozbiehajú.
Najbežnejším dôsledkom narušeného cirkadiánneho rytmu je nedostatok rannej energie alebo problémy s hmotnosťou. Dlhodobo narušený rytmus negatívne ovplyvňuje postavu človeka, hormóny aj metabolizmus.
Cirkadiánny rytmus ovplyvňuje, ako telo využije kalórie z potravy, rýchlosť metabolizmu, ale aj spotrebu tukov. Spolu s biologickým rytmom toto všetko ovplyvňuje i spánok. Narušenie týchto dvoch faktorov vytvára negatívny vplyv na pocit sýtosti a hladu.
Tento rytmus je zároveň veľmi dôležitý pri riadení hladiny glukózy v krvi. Pokiaľ to nefunguje správne, telo si nadbytočné sacharidy z potravy ukladá do tukových tkanív.
Cirkadiánny rytmus reguluje aj rýchlosť metabolizmu. Tento vplyv je uskutočnený prostredníctvom hormónov štítnej žľazy, ktoré taktiež podliehajú prírodnému biorytmu. Hormóny štítnej žľazy majú dopad na premenu živín, na energiu a produkciu tepla. Cirkadiánny rytmus teda neriadi len metabolizmus a príjem potravy, ale komplexne aj energetickú bilanciu.
Vnútorné hodiny synchronizujú a ovplyvňujú metabolizmus, využitie kalórií z potravy, ukladanie tukových tkanív, ale aj spaľovanie energie. Umelé osvetlenie dokáže toto narušovať, a preto môže mať negatívny vplyv na postavu človeka, energiu alebo vznik nadváhy a obezity.
Tip pre reguláciu svetla v miestnosti: Ušite si z kvalitných závesových látok vlastné závesy.
Modré svetlo
Modré svetlo je označením pre elektromagnetické žiarenie s vlnovou dĺžkou v rozmedzí od 400 nm do 500 nm. Môže sa ďalej ešte rozdeľovať na modro-fialové a modro-tyrkysové.
Špeciálnou vlastnosťou tohto svetla je to, že rovnako ako ostatné viditeľné farby dopadá na sietnicu, ale na rozdiel od nich má tak vysokú energiu, že človeku dokáže uškodiť. Podobný vplyv má aj ultrafialové žiarenie, ktoré sa na sietnicu nedostane, pretože je odfiltrované už na úrovni šošovky a rohovky.
Modré svetlo s vysokou energiou, dokáže zničiť fotoreceptory v sietnici, čím sa môže vysvetliť zhoršovanie zraku s vekom. Niektorí jedinci sa tomuto svetlu vystavujú každý deň pri práci s počítačmi, pri sledovaní televízie či používaním mobilného telefónu.
Väčšie množstvo modrého svetla môže mať za efekt zhoršenie zraku, ale aj vážnejšie problémy s očami. Zrak je primárnym zmyslom človeka, ktorý rozhoduje o kvalite nášho života a spokojnosti.
Optimálne množstvo modrého svetla je počas dňa dôležité, pretože fotoreceptory dávajú na základe modrého svetla signál mozgu, aká časť dňa práve prebieha, a ten synchronizuje telesné procesy. Ľudské oko sa teda prispôsobí, aby dokázalo absorbovať modré svetlo do určitej miery a podľa toho sa riadi cirkadiánny rytmus.
Modré svetlo je súčasťou slnečného žiarenia. Oveľa väčšiu časť tvorí červené v porovnaní s modrým. Táto prírodná dávka modrého svetla je postačujúca na to, aby riadila cirkadiánny rytmus, ale zároveň nepoškodzovala sietnicu oka.
Okrem prírodnej dávky existuje umelá, ktorú človek dostáva v podobe LED osvetlenia. Toto osvetlenie je prevažne zložené z modrého svetla, ktoré má vysokú intenzitu a žltého fosfóru, ktorý umožňuje, že svetlo je vnímané ako biele.
Jedným z hlavných problémov modrého svetla je teda oslabovanie a poškodzovanie zraku. Dlhodobé pôsobenie modrého svetla na sietnicu spôsobuje jej fotochemické poškodenie, pri ktorom sú ničené fotoreceptory.
Fotoreceptory v sietnici produkujú látku retinal, ktorej prítomnosť je potrebná na tvorbu fotopigmentu. Retinal je formou vitamínu A. Pri dopadajúcom modrom svetle sa mení štruktúra tejto látky na toxickú verziu, ktorá ničí ochrannú vrstvu buniek a následne aj fotoreceptory.
Produkcia a kumulovanie toxickej verzie vitamínu A nie je jediným negatívnym efektom modrého svetla na zdravie oka. Medzi ďalšie negatívne efekty patrí:
- poškodzuje mitochondrie, čo zapríčiňuje predčasnú smrť buniek
- vedie k vytváraniu voľných radikálov, ktoré ničia ochrannú vrstvu buniek
- negatívne ovplyvňuje cirkadiánny rytmus
- dehydratuje oko
Ak človek pracuje osem hodín denne za počítačom, sleduje televíziu a používa mobil, tak dáva svojím očiam zabrať. Týmto spôsobom sa urýchľuje ich opotrebovanie. Pri dlhšom vystavení modrému svetlu začnú páliť oči alebo sú unavené, pociťujete bolesť hlavy, nevoľnosť a poškodzujete cirkadiánny rytmus.
Účinkom modrého svetla sa nedá úplne predísť, ale môžu sa obmedziť. Pri práci s počítačom je vhodné si kúpiť okuliare blokujúce modré svetlo. Zároveň do počítača alebo na akúkoľvek obrazovku by nemal človek pozerať stále, ale občas sa postaviť k oknu a prijať slnečné žiarenie.
Pre podporu ochrany a regenerácie sietnice existuje mnoho výživových doplnkov. Zároveň je nápomocné aj zvýšenie príjmu omega 3 mastných kyselín z rýb a morských plodov.
Záver
Najvhodnejším zdrojom svetla počas dňa je pre človeka slnečné žiarenie. Cez deň nie je potrebné využívať umelé zdroje svetla. Slnko poskytuje všetko, čo potrebujeme.
Väčšina domácností sa snaží bývanie zariadiť tak, aby mali prístup k čo najväščiemu množstvu slnečného žiarenia. Na čo myslieť pred kúpou záclon do domu je vhodná otázka, pretože okná prepúšťajú prirodzené žiarenie, ktoré potrebujeme a chceme ho mať maximálne možné množstvo.
Po západe Slnka sa človek už musí uchýliť k umelým zdrojom svetla. V dnešnej dobe už trh poskytuje mnoho možností. Používajú sa halogénové, volfrámové alebo úsporné žiarovky. Všetky tieto typy žiaroviek sú so stúpajúcou tendenciou nahradzované LED osvetlením.
LED osvetlenie je využívanie kvôli jeho výhodným vlastnostiam. Treba brať do úvahy aj vplyv osvetlenia na zdravie človeka. Úsporné žiarovky obsahujú olovo, ktoré je samo o sebe toxické, zatiaľ čo LED vyžaruje modré svetlo, ktoré je škodlivé pre celý organizmus.
Každý typ a druh žiaroviek má svoje výhody a nevýhody. Sú vhodné do iných častí domácnosti, pretože LED svetlo nie je vhodné v miestnosti, v ktorej sa často svieti.
Modré svetlo, ktoré je hlavnou zložkou LED osvetlení negatívne pôsobí na organizmus. Dáva mu falošnú informáciu o tom, aká časť dňa práve prebieha, a to spôsobí nežiaduce zmeny v biorytme človeka, čo môže spôsobiť množstvo ďalších ochorení a porúch. Zároveň toto svetlo poškodzuje aj zrak.
Úsporné žiarovky sú vysoko účinné, majú dobrú životnosť a šetria energiu. Negatívom je, že obsahujú olovo, ktoré môže kontaminovať vzduch a taktiež spôsobiť zdravotné ťažkosti.
V konečnom dôsledku je najbezpečnejšie a najvhodnejšie využívať slnečnú energiu a žiarenie. Pokiaľ to nie je možné, treba sa sústrediť na to, aby sa človek čo najmenej vystavoval modrému svetlu.
Michal Horváth, Špecialista na optimalizáciu webov – Naučte sa, ako nastaviť základné SEO on page faktory na svojom webe
