Серия «металлогалогенные лампы (МГЛ) дома»

Приветствую тебя дорогой читатель!

На пороге осень, и снова встает вопрос о качественном искусственном освещении в регионах с пониженной инсоляцией.

Кто такие металлогалогенные лампы (МГЛ) и как их включить в розетку, я подробно разжевывал на хабре.

Нахрена мне ваши &м#л?!

Теория основана на необходимости дополнения основного источника света УФ-А и ИК-А диапазоном излучения, в случае их отсутствия либо недостаточной мощности. Мощность УФ-А ИК-А излучения рассчитывается относительно текущей мощности видимой части спектра основного источника света, чтобы соответствовать усредненной мощности доли такого излучения в естественном освещении в текущем регионе с учётом времени года. Подробнее здесь.

Претензии "зачем человеку нужен УФ-А и ИК-А" если и так хорошо, просьба предъявлять эволюции, а не мне. Приводить "исследование", где перепелке в глаза светили лазером и она ослепла, не надо.

Раньше было лучше?

Мое исследование в области искусственного освещения началось с 2020 года, с этого времени было проведено много исследований с участием реальных пользователей, которые интересовались темой "сухого глаза". Учитывая что это инди-проект, часть данных приходилось экстраполировать, что вызывало некоторые незначительные неточности, а также незначительную смену моего мнения с начала исследования и на текущий момент. Именно так с "недостающего" фиолетового в светодиодном свете, я "сдвинулся" в сторону УФ-А, который частично задевает "загарный- солнечно-витаминный" диапазон - 315нм. Но и этого оказалось мало, нужен был "ускоритель" в виде излучения в ближнем инфракрасном диапазоне. Короче, на всем том что сэкономили в светодиодном свете в угоду энергоэффективности.

Раньше было лучше? - ответ ДА! Купите настольную лампу с патроном e27 и вкрутите в нее рефлекторную лампочку накаливания на 75Вт - это поможет хоть как-то пережить осенне-зимний период работая за компьютером после захода солнца.

Для тех кто не ищет легких путей

Сейчас всё чаще звучит запрос на свет, близкий к естественному дневному. Металлогалогенные лампы (МГЛ) отлично справляются с этой задачей: высокая светоотдача, глубокая насыщенность оттенков и высокий индекс цветопередачи делают их привлекательным вариантом не только для шоу-румов и витрин, но и для жилых пространств. Единственное в чем они проигрывали светодиодам - это цена, сейчас данные лампы остались преимущественно в дорогих бутиках и кое-где в уличном освещении.

Выбор ламп из лидеров прошлых исследований

Сегодня мы поговорим о двух лампах MASTERC CDM-TC Elite 70W/930 G8.5 и MASTERC CDM-TC Elite 70W/942 G8.5.

Если лампу с "теплым" светом можно использовать как единственный источник света, то с "холодной" (в долгосрочной перспективе) у вас осенью-зимой будут уставать глаза к вечеру. Как я писал ранее, что для помещения 14-22м2 уже недостаточно одной лампы на 70Вт и рекомендовал использовать лампу на 150Вт, потому мы "соберем" светильник из двух ламп. В конфигурации "лампочки Ильича", характеристики будут выглядеть так: суммарный световой поток: 15 250 лм, приблизительная коррелированная цветовая температура: ≈ 3 600 K, средний индекс цветопередачи: ≈ 90,9, эффективность ≈104 лм/Вт. В диапазоне 400–500 нм сохраняются характерные синие линии ~435 нм, усилены зелёные компоненты ~545 нм, увеличена доля красного спектра (610–620 нм) за счёт лампы 930. Увеличение в зоне 395-420нм за чет лампы 942. Спектральная плотность становится более равномерной по всему видимому диапазону.

Для светильника вам понадобится:

Philips HID-PV E 70W /S CDM - 2шт;

MASTERC CDM-TC Elite 70W/930 G8.5 - 1 шт;

MASTERC CDM-TC Elite 70W/942 G8.5 - 1 шт;

Патрон для лампы цоколь: G8.5 - 2 шт.

Если требуется защита лампы (например при наличии детей в доме), то рекомендую купить CMH150/E/UVC/O/U/942/E27 (я брал б/у на avito за копейки), разбить ее и вытащить кварцевую трубку с креплением, в нее идеально входит лампа формата g8.5.

После манипуляций с синей изолентой, матом, молотком... получаем... лофт светильник что получаем :)

Подсчитаем затраты, если покупать в магазине: 2800р*2 + 3600р + 3800р + 350р*2 = 13700р, не слабо. Но зрение и комфорт важнее. Для любителей avito, данный комплект можно приобрести в пределах 3000р.

Нужно учитывать, что когда два источника света с разными цветовыми температурами (3000 K и 4200 K) освещают объект, каждая лампа отбрасывает собственную тень. Там, где тени пересекаются или накладываются, края будут слегка окрашены в тёплый (жёлтый) тон от лампы 930 и в холодный (белый-голубой) от лампы 942 (в ювелирных салонах эта особенность придаёт огранке узнаваемую глубину и объём).

Экспериментальная верификация эффекта «умеренного» УФ-A и фиолетового компонента

Была цель проверить, как добавление фиолетовой и УФ-A составляющей из лампы 4200 K (942) к базовому теплому свету 3000 K (930) влияет на:

• продуктивность и бдительность в дневном режиме;

• субъективное ощущение сонливости при чисто тёплом свете;

• легкость перехода к расслаблению при отключении холодного канала вечером.

Эксперимент подтвердил, что двухканальный МГЛ-светильник — комбинация ламп 70W/942 и 70W/930 с контролем мощности — оптимален для кругового цикла «работа / отдых».

В этой статье вы найдете ответ на вопрос: почему или из-за чего портится зрение. Статьи, написанные другими авторами, будут про то, как с этим бороться, а не почему это происходит. Естественно, мы не говорим о банальном приобретении миопии от долгой работы на близком расстоянии или генетической расположенности.

Для четкого обозначения явления, с которым мы все столкнулись, давайте определим в чем основное принципиальное отличие экрана от листа бумаги с аналогичным размером и изображением. Лист бумаги отражает свет внешнего источника освещения. Экран излучает свет, копирующий отражение света от листа бумаги посредством собственного источника в виде светодиодов*. Этот свет характеризуется спектром между 420 и 720 нм – т.е. только видимой области, соответствующей излучающим светодиодам и диапазону спектральной чувствительности человеческого глаза. Теперь обратим внимание на приблизительную дату начала возникновения проблемы «синдрома сухого глаза». Это будет примерно 2015-2018. Мы и ранее много смотрели в мониторы, но такой острой проблемы не стояло – т.е. она была, но совсем не в таком масштабе. Почему именно с 2018 года проблема повышенного зрительного напряжения превратилась в эпидемию миопии? В это время произошел массовый переход с люминесцентных ламп и ламп накаливания на энергоэффективные светодиоды. Чем они отличаются от источников света, применявшихся ранее? Энергоэффективностью, т.е. отсутствием излучения в невидимую область инфракрасного и ультрафиолетового спектра, а стало быть, и потерь драгоценного электричества на излучение в «никуда». Все остальные источники света, будь то керосиновая, люминесцентная или лампа накаливания, излучают ультрафиолет и инфракрасный. С экранами и освещением все более-менее ясно, а что с глазами? Почему вдруг появился синдром сухого глаза и что это такое? Учитывая частое непонимание данного названия, дадим справку:

Симптомы, объединяемые термином «синдром сухого глаза» - ощущение дискомфорта, такие как: сухость, жжение, чувство песка в глазах, покраснения, слезотечение, желание тереть глаза, ощущение инородного тела, помутнения, давления в глазах, и т.п. которые могут усиливаться с течением дня. Т. е. никакого сухого глаза нет, это общее наименование ощущений пациентов.

В глазу человека около 8 млн. колбочек, воспринимающих цветное изображение при достаточной освещенности и около 120 мл. палочек, которые подключаются к работе глаза в условиях низкой или недостаточной освещенности. Соответственно, режим достаточной освещенности называется фотопический, переходный – мезопический и скотопический - ночное зрение для низкой освещенности. В двух последних режимах вовлечены палочки, что снижает цветность восприятия изображения (изображение становится более тусклым или серым). При этом 120 млн палочек начинают активно расходовать световоспринимающий белок – родопсин, поскольку имеют светочувствительность примерно в 100 раз выше, чем колбочки. К родопсину мы чуть позже вернемся.

По нашим наблюдениям переход при светодиодном освещении в мезопический режим начинается существенно раньше, чем при любом другом освещении при прочих равных условиях (освещенность, тип рассматриваемых поверхностей и т.п.). Это происходит потому, что у глаз есть чувствительность к невидимому спектру, который, вероятно, определяется глазами как дневной, в том числе и по типичным для дневного света факторам – есть ультрафиолет, есть инфракрасный – значит это день. Здесь заметим, что официально считается - основным и единственным фактором является определенный уровень освещенности. Как только глаз перешел из дневного фотопического в мезопический режим, происходит вовлечение большого числа высокочувствительных палочек, которые ранее, по нашему мнению, были заблокированы невидимым излучением в ультафиолетовом диапазоне. Что обычно и происходит, когда вы сидите за монитором, особенно в условиях освещения светодиодами. О том, как происходит процесс их блокирования, сейчас рассказывать не будем, т.к. это материал для отдельной статьи. Тем, кто не верит в существование сего явления, рекомендуем обратится к материалу.

Высокочувствительные палочки человеческого глаза, как сообщалось ранее, работают на родопсине. Этот белок «умеет» использовать энергию невидимого глазом излучения для изменения своей формы. Официальная медицина считает, что родопсин срабатывает однократно, после чего должен быть заменен на новый, а старый должен быть выброшен. Но это лишь официальная версия. Доказанный на уровне биохимии факт говорит об обратном. Родопсин возвращается в исходное состояние под воздействием ультрафиолета. Это хорошо показано в работе немецких биохимиков, которая была сделана еще в 2004 году, ссылку мы привели в прошлой статье, но она оказалась особо никому не нужна. Их работа не является чем-то исключительным, пожалуй, можно найти еще десяток трудов аналогичного толка начиная примерно с 1995 года. Дополнительной необходимой мерой, вероятно, является наличие инфракрасной составляющей, о чем также многое известно благодаря применению ИК-терапии для восстановления глаз, в том числе и от синдрома сухого глаза.

Крупные производители указывали на галогенных лампах UV filter (UV stop), всему виной кварцевое стекло колбы лампы

Фактически, при световосприятии только в спектре светодиодных ламп или матриц экранов, сработавший родопсин не может восстановиться в начальную форму за счет энергии источника света, поскольку восстановление происходит за счет энергии излучения вне видимого диапазона. Таким образом, организму приходится синтезировать новый родопсин из ретинола (витамин A), попутно отравляя ваши глаза продуктами его распада (ретиналем). При наличии же ультрафиолетовой и инфракрасной составляющей глаза начинают работать в привычном для себя спектрально-энергетическом диапазоне.

В даташитах производителя, отсутствие ультрафиолета и ближнего инфракрасного приводится как достоинство

Дополнив спектральный состав излучения экрана солнцем или лампой накаливания, вы возмещаете отсутствующую часть излучения и избавляетесь от основной проблемы - синдрома сухого глаза, возникающего, вероятно, из-за отравления ретиналем от работы палочек сумеречного зрения. Напряжение, связанное с рассматриванием на фиксированом фокусном расстоянии, остается с вами вне зависимости от качеств источника света, но работа глаз сильно облегчается, особенно если вы кидаете короткие взгляды на отдаленные, хорошо освещенные предметы хотя бы раз в несколько минут.
Важно, что хорошо освещенный в нашем понимании, это предмет, освещенный полноценным источником света, таким как лампа накаливания или металлогалоенная лампа, а также естественный дневной свет. Светодиодный свет для этого не подходит. Освещенность в районе предметов, используемых вами для расслабления мышц хрусталика желательно иметь более 500 люкс, особенно учитывая, что дневное зрение человека приспособлено под дневное освещение в среднем от 3 тыс. до 100 тыс. люкс. Конечно это костыль и лучше бы иметь хорошее освещение во всем помещении порядка 1000-500 люкс, а особенно потолка комнаты, в которой вы работаете за экраном.

Высокоэнергетическая часть спектра низковольтной галогенной лампы (ЦТ 3000k), наложенная на часть спектра светодиода (ЦТ 2700k) CRI95

Приводим ряд мер, которые существенно облегчат жизнь вашим глазам. Эти меры мы уже рекомендовали в статьях, опубликованных ранее, они снизят зрительное напряжение, уменьшат риск миопии и других глазных болезней, а главное, устранят основную навязчивую проблему - «синдром сухого глаза»:
• Используйте лампу накаливания возле монитора или экрана. Чем мощнее, тем лучше т.к. света от лампы должно быть больше, чем от экрана.
• Работайте за экраном на дневном свету, в нем много ультрафиолета и инфракрасного.
• Замените часть светодиодных ламп дома хотя бы на люминесцентные, а лучше на лампы накаливания, особенно если вы живете на севере.
• Старайтесь быть больше на солнце, от него глаза восстанавливаются (прямо на Солнце смотреть не надо). Избегайте солнечных очков, если вы живете в Санкт-Петербурге, а не в Дубае.
Все вышеперечисленные способы увеличат ваш счет за электричество. Единственный способ остаться «при своих» - использование металлогалогенных ламп для освещения дома. Они экономичны и некоторые из них спектрально почти заменяют Солнце. Подробнее об этих лампах вы можете прочесть в статье.

Сомнительные технологии СССР, несмотря на правильный вектор развития, данная реализация была опасной, как и многое, сделанное в то время :)

Материал подготовлен @UVA365и @atrost

Введение

Проводимая нами @UVA365, @atrost,  с весны 2021 г. работа по созданию бытового светильника поставила вопрос о существовании зрительных процессов, игнорируемых стандартами освещенности. Уже много лет происходит изучение глаз человека, но до сих пор мало известно о влиянии УФ-А на биохимические процессы и обработку зрительной информации в сетчатке. Наша цель состояла в том, чтобы обнаружить влияние невидимого диапазона на зрительное напряжение, не связанное с визуальным восприятием света этого диапазона или люминесценцией поверхностей от источника УФ-А излучения. Этому посвящены эта и три (или две, мы пока не решили) следующие статьи.

Проблема глазами пользователя

Кратко изложим свои умозаключения и приведем наиболее полное мнение, найденное в комментариях. Мы благодарим автора использованного нами комментария за столь качественное изложение наблюдений, т.к. без них из нашей мозаики выпали бы некоторые детали.

Длительное ежедневное использование монитора в условиях плохого внешнего освещения приводит к дискомфорту в глазах. Данное состояние постепенно дополняется общим недомоганием, сопровождается головной болью с локализацией в висках и затылке. У некоторых возникает заметное снижение сумеречного зрения (куриная слепота). Вот мнение из комментария (с сокращениями), на наш взгляд самое полное и наиболее точно обозначающее проблему:

«Тоже мучаюсь уже давно с этой проблемой, но мои наблюдения все-таки отличаются, что печально, ибо до конца так и не понимаю в чем дело. За компом сижу уже больше 10 лет, но явные проблемы начались года 3 назад, примерно когда сменил первый ЖК-монитор (LG W1943S), за которым просидел лет 5-6, на новый LED - Samsung S23C570H. Сперва проблемы были малозаметные - не сильное, но почти постоянное чувство жжения и периодически слезотечение, но вроде не критично поэтому сидел дальше. И вот весной прошлого года (к тому моменту Самсунг заменил на Viewsonic VA2465S), начал замечать по утрам такое чувство будто глаза сухие, когда открываешь болят, и только через минут 5-10 когда проморгаешся, становится получше. Но опять же, после этого вроде все как обычно, поэтому тоже ничего не предпринимал. И вот уже в начале лета того же года, начался полный звиздец, правый глаз - тупо не мог удерживать открытым сидя за монитором, больно будто его выжигают лазером. Погуглив, почти сразу сам себе поставил диагноз - сухой глаз, сходил к местному НЕДОофтальмологу, она не проведя никаких тестов сказала о том же и посоветовала подобрать капли-слезозаменители. Интересно что этот первый приступ боли в правом глазу - прошел почему то сам собой, тогда я еще ничего не начал капать, и отпустил он меня аж до СЕНТЯБРЯ, но потом опять началось с новой силой. Тогда я и начал пытаться капать разные капли, перебрал в итоге 5-6 разных видов, стоят они конских денег - но ни одни из них не дали результата. Вместе с каплями пробовал еще рыбий жир, пробовал очки (как затемняющие, так и герметизирующие) - все бесполезно. Собственно из-за полного бездействия капель и прочих средств, и из-за того что проявлялось все это только за монитором - начал сомневаться что это сухость, ……….. Ну и собственно что в итоге: LG W1943S — TN, CCFL, Матовый, Мерцаний вроде не было, но это не точно = 5 лет сидел, проблем не было. Samsung S23C570H — PLS, LED, Матовый, Мерцания точно были = Глаза болят! Viewsonic VA2465S — VA, LED, Матовый, Без мерцаний = Глаза болят! MSI CX640 — TN, CCFL, Глянцевый, Без мерцаний = Глаза НЕ болят! HP CQ-58 — TN, LED, Матовый, Без мерцаний = Глаза болят! Acer 7630 — TN, CCFL, Глянцевый, Мерцает = Глаза НЕ болят! Таким образом, решил что мерцания как минимум не сильно страшны, а дело все в типе подсветки, и нужна именно CCFL. Нашел считай профессиональный, который многие хвалят - Dell U2311H (e-IPS, CCFL, Матовый, Мерцает) но к сожалению облом, уже на этапе настройки понял что не то, и в итоге даже неделю не смог за ним просидеть. Так что сейчас единственная закономерность которую я вижу - это дата выпуска. Все матрицы, которые нормально воспринимали мои глаза - они примерно 2006-2008 годов, а все остальное это 2011 и позже. Уверен что это не 100% рабочая логика, ибо не понятно что конкретно в ЭТИХ старых матрицах было по другому, но это хоть какой-то ориентир....» (источник)

Мы намерено выделили «СЕНТЯБРЬ», когда «началось» по новой. Снижение симптома было летом, как думаете, почему?

Также хотим обратить внимание, что именно с 2008 года начался "закат" эры люминесцентных источников света и ламп накаливания, а на смену им начали приходить светодиоды.

ШИМ или нет?!

У наиболее загруженного из нас монитор Dell 2717D – ШИМ (1,5% прибор - Radex Lupin) – можно сказать, что ШИМа нет. Работа по 12 ч в день, г. Санкт-Петербург. К весне (март-апрель 2021) усилилась глазная и головная боль – невозможно работать. После применения «правильного» освещения рабочего места боль пропала, как одна, так и другая. Выводы делайте сами, переубеждать желающих видеть проблему в ШИМ мы не будем. С другой стороны @atrost,  больше времени проводит за OLED экраном смартфона у которого ШИМ 480Гц и он также не испытывает проблем со зрением при условии хорошего внешнего освещения.

Решение "на коленке"

Независимо от подсветки экрана монитора есть опробованное решение. Разместите галогеновую (12В, 50+Вт Osram/Philips), металлогалогеновую или люминесцентную лампу рядом с монитором так, чтобы освещенность поверхности экрана была около 300 люкс. Не нужно, чтобы она светила вам в глаза. Способ имеет накопительный эффект и, зачастую, проявляется незаметно через несколько дней (недель) использования. Газоразрядные лампы МГЛ и люминесцентные подойдут не все.

Список наиболее подходящих ламп:

МГЛ лампа Philips G8.5 CDM-TC Elite 35W/930 - код заказа 928189105131
МГЛ лампа Philips G8.5 CDM-TC 35W/830 - код заказа 928085205125
Люминесцентная лампа Osram L 36 W/930 - код заказа 4050300011318

При этом отметим, что не стоит использовать специальные УФ-А лампы, в том числе из ловушек для насекомых в целях подсветки экранов без предварительного расчета требуемой мощности. Мы используем такие лампы (Sylvania MiniLynx 20W E27 BL368 - код заказа 5410288257068) для подсветки экранов в экспериментальных целях, но поскольку их мощность относительно велика, необходимо соблюдать определенные условия, чтобы не получить противоположный эффект.

Так ли страшен УФ-А?

Для широты 60°СШ (Санкт-Петербург) для середины осени (октябрь) показатели УФ-А составляют около 700 мВт/м2 для тени и 3500 мВт/м2 под прямыми лучами солнца. Относительный показатель УФ-А на 1000 люкс освещенности выше для тени - 160 мВт/м2 против 35 мВт/м2 под прямыми лучами солнца. Рекомендованные нами образцы люминесцентных и МГЛ ламп дают около 25 мВт/м2 на 1000 люкс освещенности, а галогеновых - около 20 мВт/м2. Официальное мнение ВОЗ о «вероятно негативном» влиянии УФ-А на сетчатку глаза не является обоснованным, т.к. исследования по данному диапазону не проводились (Доклад ВОЗ «Ультрафиолетовое излучение», Женева 1995 г.).

Вывод

Светодиодная подсветка мониторов и других типов экранов имеет неполный спектр с длиной волны более 420 нм, т.е. в них абсолютно нет УФ-А диапазона. В некоторых лампах (см. краткий список выше) для освещения есть УФ-А в необходимом количестве. Подсвечивая монитор такими лампами, даже отраженной части УФ-А достаточно, чтобы существенно снизить зрительное напряжение.

Проблема зрительного напряжения усугубляется в осенне-зимний период времени в регионах с недостатком инсоляции, а также благодаря повсеместному светодиодному освещению.

P.S. В следующих частях мы дадим объяснение, почему и что именно происходит в сетчатке глаза под воздействием УФ-А.

Данная статья написана в соавторстве Вилисов Денис @UVA365,  и Трость Алексей @atrost,

полная версия статьи размещена на habr https://habr.com/ru/post/689104/