led照明產(chǎn)品的白光危害評估

led照明產(chǎn)品的白光危害評估

0產(chǎn)生對人的危害科技進(jìn)步使各種照明光源不斷出現(xiàn)。這些光源不僅豐富了照明產(chǎn)品，而且由于使用不足而對人們的傷害也很小。例如目前傳播得較廣的LED(發(fā)光二極管固體光源)藍(lán)光危害,其實際情況到底如何?按國際標(biāo)準(zhǔn)測量判定為不會產(chǎn)生藍(lán)光危害的LED照明產(chǎn)品,其“富藍(lán)化”的照明光,對人們的生理將又會產(chǎn)生怎樣的影響?在LED照明發(fā)展到現(xiàn)階段,我們應(yīng)該對此有比較深入的研究,以使該行業(yè)發(fā)展得更健康。1《中國led產(chǎn)品產(chǎn)品安全試驗結(jié)果》第4第4根據(jù)LED產(chǎn)品可能存在的藍(lán)光危害,了解市場上LED照明產(chǎn)品藍(lán)光危害的情況,上海市質(zhì)質(zhì)量監(jiān)督檢驗技術(shù)研究院/上海時代之光照明電器檢測有限公司對LED照明產(chǎn)品進(jìn)行了摸底檢測,檢測情況及相關(guān)分析如下:1)樣品來源及組成(1)樣品來源受測樣品數(shù)共為27個,分別來自于:8個樣品購于小的非正規(guī)商店;5個樣品購于大型超市;14個樣品是大中型生產(chǎn)企業(yè)的試驗留樣。(2)樣品組成27個樣品中,8個LED臺燈、7個LED射燈、9個LED筒燈、1個LED燈泡和2個LED平板燈。2)檢測目的和依據(jù)目的:檢測和評估LED照明產(chǎn)品的視網(wǎng)膜藍(lán)光危害。依據(jù):檢測和分類依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)是GB/T20145-2006燈和燈系統(tǒng)的光生物安全性。危害判定依據(jù)文件是IECEECTL(國際電工委員會-實驗室委員會)決議:DSH0744。3)藍(lán)光危害等級及相應(yīng)要求依據(jù)GB/T20145-2006藍(lán)光視網(wǎng)膜危害可分類為:(1)無危險(輻亮度≤100W·m-2·sr-1):無危害類的科學(xué)基礎(chǔ)是燈對于本標(biāo)準(zhǔn)在極限條件下也不造成任何光生物危害;(2)低危險(1類)(輻亮度≤1×104W·m-2·sr-1):在曝光正常條件限定下,燈不產(chǎn)生危害;(3)中危險(2類)(輻亮度≤4×106W·m-2·sr-1):燈不產(chǎn)生對強(qiáng)光和溫度的不適反映的危害;(4)高危險(3類)(輻亮度>4×106W·m-2·sr-1):燈在更短瞬間造成危害。(2)相應(yīng)判定要求依據(jù)IECEECTL決議DSH0744:(1)亮度小于10000cd/m2,且只發(fā)出可見光時,不需要按GB/T20145-2006進(jìn)行危害等級分類,可以歸類為無危險等級,可以直接使用。如果亮度大于10000cd/m2,應(yīng)按下述(2)或(3)的方法處理。(2)如果制造商提供了表明燈具的輻亮度不超過GB/T20145-2006規(guī)定的無危險類和低危險(1類)的試驗報告,認(rèn)證機(jī)構(gòu)可以接受這樣的LED燈具,并認(rèn)為其在正常情況下不會產(chǎn)生光生物危險。(3)如果制造商未提供這樣的聲稱,應(yīng)該按GB/T20145-2006進(jìn)行試驗,試驗結(jié)果符合上述(2)的要求。(3)依據(jù)IEC62471-2和IEC60598-1第8版的草案,2類及以上的LED光源和LED燈具沒有警告標(biāo)記不能直接使用。4)檢測數(shù)據(jù)分析本次試驗對一個產(chǎn)品進(jìn)行了二個狀態(tài)下的分析,包括:對正常使用LED產(chǎn)品的檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行藍(lán)光危害分析;對可能出現(xiàn)的異常使用狀態(tài)下的LED產(chǎn)品的檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行藍(lán)光危害分析,即將燈具的前半透明擴(kuò)散板拆下檢測并進(jìn)行藍(lán)光危害分析;(1)正常使用狀態(tài)LED產(chǎn)品的藍(lán)光危害分析根據(jù)表1可見,在正常使用狀態(tài)下,各類試驗樣品的試驗結(jié)論為:在27個樣品中,14個樣品的藍(lán)光危險屬于無危險類,13個樣品屬于1類危險,無樣品屬于2類危險。其中:LED臺燈:8個樣品中沒有屬于2類的LED臺燈,正常情況下均能安全使用。LED射燈:7個樣品均屬于1類,正常情況下均能安全使用,其中一個樣品色溫>100000K,不屬于可以用于照明的白光LED照明產(chǎn)品。LED筒燈:9個樣品都屬于無危害類。LED球泡燈:1個樣品屬于1類,正常情況下能安全使用。LED平板燈:2個樣品都屬于無危害類。(2)異常使用狀態(tài)LED產(chǎn)品的藍(lán)光危害分析本次共對11個燈具的前半透明擴(kuò)散板拆下后進(jìn)行了檢測,檢測數(shù)據(jù)與同一產(chǎn)品正常使用狀態(tài)的檢測數(shù)據(jù)對比見表2。檢測數(shù)據(jù)比較分析如下:表1中的8個臺燈樣品(1號~8號)中有2個臺燈(3號和4號)的前半透明擴(kuò)散板可以方便地拆卸,對這兩個燈具進(jìn)行了異常使用狀態(tài)測試,結(jié)果未超過1類危險,即使拆卸前半透明擴(kuò)散板也可安全使用。表1中的9個LED筒燈樣品(16號~24號)的前半透明擴(kuò)散板均可以方便地拆卸,對這9個燈具進(jìn)行了該種異常使用狀態(tài)的測試,結(jié)果8個未超過1類危險,即使拆卸前半透明擴(kuò)散板也可安全使用,但有1個燈具達(dá)到了2類危險,按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定應(yīng)有警告標(biāo)記,只有加注警告才能使用,但樣品上沒有任何標(biāo)記。測試數(shù)據(jù)還表明,正常使用狀態(tài)下(即未拆卸前半透明擴(kuò)散板)的燈具輻亮度比拆卸后至少低一個數(shù)量級,所以擴(kuò)散板是不能隨便拆卸的。5)藍(lán)光危害的檢測結(jié)論本次檢測的27個樣品中,在正常使用狀態(tài)下未發(fā)現(xiàn)達(dá)到2類藍(lán)光危險的情況,在正常使用情況下可安全使用。11個異常使用狀態(tài)條件下的樣品中,有1個樣品達(dá)到2類危險,如無防護(hù)措施可能對人體造成危害。對于在異常使用狀態(tài)下達(dá)到2類危險的1個樣品,分析發(fā)現(xiàn)該燈具使用的LED模組的單顆功率為1W,屬于功率型LED封裝,所以單位面積內(nèi)的光輸出高,對這類產(chǎn)品應(yīng)特別關(guān)注光源的藍(lán)光危害等級,并對最終產(chǎn)品采取必要的結(jié)構(gòu)防護(hù)措施、加貼警告標(biāo)記。本次測量了27個樣品的色溫,其中7個樣品的色溫遠(yuǎn)高于6500K,這種LED產(chǎn)品已經(jīng)超出照明產(chǎn)品使用的白光色溫上限,其中藍(lán)光成分已有相當(dāng)比例,雖然本次檢測樣品的LED模組功率較小,尚未構(gòu)成藍(lán)光危害,但已不適合用作一般照明,長期使用將危害人的司辰節(jié)律,影響睡眠,造成生物鐘紊亂,從而降低人的免疫力。6)建議光生物安全(包括藍(lán)光危害)關(guān)系到人們的身體健康和安全,規(guī)范照明產(chǎn)品這方面指標(biāo)的國家標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該是強(qiáng)制性的,但是目前的國家標(biāo)準(zhǔn)是GB/T20145-2006《燈和燈系統(tǒng)的光生物安全性》卻為推薦性標(biāo)準(zhǔn),建議將該標(biāo)準(zhǔn)的性質(zhì)改為強(qiáng)制性,并建議增加到照明燈具CCC認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中。2led照明產(chǎn)品的特性按國際標(biāo)準(zhǔn)測量不會產(chǎn)生藍(lán)光危害的LED照明產(chǎn)品,其“富藍(lán)化”的照明光,對人們的生理將又會產(chǎn)生怎樣的影響?1)照明與人的自然生理司辰節(jié)律人類幾百萬年的進(jìn)化過程已經(jīng)養(yǎng)成了“日出而作,日落而息”的生理習(xí)慣,經(jīng)研究這種生理反映是靠人的司辰視覺細(xì)胞提供給大腦信息的。所以每天從早晨到傍晚前,用較高的照明色溫來提升人的工作情緒,可以獲得較高的工作效率。但是,目前人們的家庭用燈時間大都是在晚上,所以需要低色溫的燈光,以給人們生理上的提示,快接近休息時間了。人的自然生理司辰節(jié)律見圖1。本次測量了27個樣品的色溫,其中7個樣品的色溫遠(yuǎn)高于6500K,甚至有>100000K的,這種LED產(chǎn)品已經(jīng)超出照明產(chǎn)品使用的白光色溫上限,其中藍(lán)光成分已有相當(dāng)大的比例,雖然本次檢測樣品的LED模組功率較小,尚未構(gòu)成藍(lán)光危害,但已不適合用作一般照明。如果長期使用這種照明光,將影響人的司辰節(jié)律,影響睡眠,造成生物鐘紊亂,從而降低人的免疫力。根據(jù)國內(nèi)外最新的科學(xué)研究,對于易失眠的某些人群,即使是色溫范圍為5000K~6500K的照明產(chǎn)品,也不完全適合于在晚上使用。2)質(zhì)量良好的LED燈和CFL燈(緊湊型熒光燈)光譜測量圖對比圖2是LED燈與CFL燈的光譜對比圖,看圖2左邊列冷色調(diào)燈的光譜對比,LED燈色溫低1000K,在保持光效時才勉強(qiáng)達(dá)到顯色指數(shù)的要求,兩種燈的光譜中紅色和綠色光的比例差不多,LED燈的藍(lán)色比還比CFL燈略低。再看右邊列暖色調(diào)燈的光譜對比,LED燈色溫高300K,CFL燈的紅色比明顯高,但是藍(lán)色比還是LED燈略低?？梢?目前的技術(shù)水平制造的LED燈只要保持顯色指數(shù)大于80,色溫保持在4500K以下,其藍(lán)光的成分是不會高于同類的CFL燈的。3)目前低檔市場光質(zhì)量差的光譜圖圖3是熒光粉配方和覆涂的質(zhì)量都很差的LED照明產(chǎn)品的光譜圖,最明顯的特征是色溫高達(dá)8563K(正常照明的色溫最高為6500K),另外代表紅色的R9為-17.8,美國能源之星要求R9的數(shù)值要大于零。目前例如虬江路市場的低檔LED臺燈;應(yīng)急燈;車攤上安裝在電瓶車前燈的光譜基本都是這一類的,這種LED燈是不能用于照明尤其是居家照明、辦公照明和商場照明的。這種LED照明產(chǎn)品的存在敗壞了LED照明的聲譽(yù),也攪亂了LED照明產(chǎn)品的市場。根據(jù)2012年10月召開的“中國科協(xié)第249次青年科學(xué)家論壇”會議及國際新的研究,得出的結(jié)論是“富藍(lán)化”的照明將影響人的司辰節(jié)律。圖3熒光粉配方和覆涂的質(zhì)量都很差的LED照明產(chǎn)品的光譜圖,最明顯的特征是色溫高達(dá)8563K(正常照明的色溫最高6500K),另外代表紅色的R9為-17.8,美國能源之星要求R9的數(shù)值要大于零。目前例如虬江路市場的低檔LED臺燈;應(yīng)急燈;車攤上安裝在電瓶車前燈的光譜基本都是這一類的,這種LED燈是不能用于照明尤其是居家照明、辦公照明和商場照明的。這種LED照明產(chǎn)品的存在敗壞了LED照明的聲譽(yù),也攪亂了LED照明產(chǎn)品的市場。根據(jù)2012年10月召開的“中國科協(xié)第249次青年科學(xué)家論壇”會議及國際新的研究,得出的結(jié)論是富藍(lán)化的照明將影響人的司辰節(jié)律。4)較多的LED照明產(chǎn)品已經(jīng)顯示明顯的優(yōu)勢目前,政府提倡的,經(jīng)過節(jié)能認(rèn)證的LED照明產(chǎn)品的各項指標(biāo)已經(jīng)達(dá)到在一些領(lǐng)域取代傳統(tǒng)照明產(chǎn)品的優(yōu)勢。例如:(1)LED筒燈在實現(xiàn)色溫3000K,顯色指數(shù)87.2,各項指標(biāo)都滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的前提下光效能可靠達(dá)到85lm/w,幾乎比采用緊湊型熒光燈的同類筒燈提高一倍。(2)LED的PAR燈實現(xiàn)色溫5000K~3000K,顯色指數(shù)85,各項指標(biāo)都滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的前提下光效能可靠達(dá)到(50~65)lm/w,幾乎比采用鹵素?zé)舻耐怭AR燈提高樂2~3倍。(3)全配光的LED球泡燈在其空間配光完全達(dá)到普通白熾燈配光的前提下,色溫3000K,顯色指數(shù)87.2,光效能達(dá)到85lm/w。(4)隧道內(nèi)采用LED燈具后,利用其優(yōu)良的調(diào)控功能,取得了比采用三基色熒光燈或者HID燈(高強(qiáng)度放電燈)還節(jié)能15%~20%的效果,且使用壽命大幅提高,維修工作量大幅下降,人力成本僅為采用傳統(tǒng)照明燈具的35%左右。3led照明產(chǎn)品在人體生理控制的問題1)藍(lán)光危害和“富藍(lán)化”的照明影響并不是LED照明產(chǎn)品才有的,之前的某些金鹵燈和某些熒光燈早就存在。2)要正確區(qū)分藍(lán)光危害和“富藍(lán)化”的照明影響人的司辰節(jié)律這兩種不同的情況,藍(lán)光危害是指當(dāng)藍(lán)光輻亮度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的2類或者3類時,會在較短的時間或瞬間對人眼造成的傷害,它所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)是GB/T20145-2006/CIES009/E:2002,判定的依據(jù)是CTL-0744_2009-laser決議。而“富藍(lán)化”的照明對人的生理影響則是潤物無聲地且要經(jīng)過數(shù)個月甚至幾年的時間才會明顯影響到人的司辰節(jié)律的,這方面是目前世界科研的前沿課題,有較多的研究報告,但是還沒有對應(yīng)的考核標(biāo)準(zhǔn)。3)目前國內(nèi)有人認(rèn)為是GB/T20145-2006/CIES009/E:2002標(biāo)準(zhǔn)很早就頒布實施了,現(xiàn)在是否過時?但是,該標(biāo)準(zhǔn)目前依然是國際包括發(fā)達(dá)國家和地區(qū)在這方面現(xiàn)行有效的版本。國際標(biāo)準(zhǔn)的制定都是建立在大量的試驗數(shù)據(jù)的采集及分析的基礎(chǔ)上的,而我國在這方面根本沒有進(jìn)行過系統(tǒng)的有目的的實驗和研究,輕言標(biāo)準(zhǔn)過時是不恰當(dāng)?shù)?但密切關(guān)注正在修訂中國際標(biāo)準(zhǔn)也是必須的。4)在普通情況下室內(nèi)只能使用藍(lán)光危害分類在1類及以下的LED照明產(chǎn)品。對于特殊人群(糖尿病人和光敏藥物影響的人)或者可能處于特殊體位(例如嬰幼兒)能直視LED燈的情況,則應(yīng)該用0類(無危害)的LED照明產(chǎn)品。5)為了避