medlitГигиена и санитарияHygiene and Sanitation0016-99002412-0650Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman10.47470/0016-9900-2018-97-11-1020-25medlit-685Research ArticleПРОБЛЕМНЫЕ СТАТЬИPROBLEM-SOLVING ARTICLESОсвещение образовательных и медицинских учреждений: проблема оптимального выбораLighting environment in educational and medical institutions: the problem of the optimal choiceКапцовВалерий АлександровичKaptsovValery A.

Член-корр. РАН, зав. отделом гигиены труда ФГУП ВНИИ железнодорожной гигиены Роспотребнадзора.

e-mail: kapcovva@rambler.ru 

MD, Ph.D., DSci., professor, member-correspondent of RAS, Head of the Department of Labor Hygiene of the All-Russian Research Institute of Railway Hygiene of the Federal Service for the Oversight of Consumer Protection and Welfare, Moscow, 125438, Russian Federation.

e-mail: kapcovva39@mail.ru

kapcovva@rambler.ruДейнегоВ. Н.DeynegoV. N.noemail@neicon.ruУласюкВ. Н.UlasyukV. N.noemail@neicon.ruФГУП ВНИИ железнодорожной гигиеныAll-Russian Research Institute of Railway Hygiene of the Federal Service for the Oversight of Consumer Protection and Welfare, Moscow, Russian Federation, 125438; Joint Stock Company “Russian Railways”ЗАО «ЭЛТАН»ELTAN Ltd201820102020971110201025Copyright © Капцов В.А., Дейнего В.Н., Уласюк В.Н., 20202020Капцов В.А., Дейнего В.Н., Уласюк В.Н.Kaptsov V.A., Deynego V.N., Ulasyuk V.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.rjhas.ru/jour/article/view/685

Для общественного здравоохранения принципиально важно определить в какой световой среде будет развиваться, жить и работать человек в ближайшей перспективе. Настоящее и будущее световой среды определяют тенденции развития источников освещения. Важно гигиенически оценить спектры современных источников света на соответствие спектру безопасного солнечного света. Рассмотрены тенденции развития светодиодного освещения до 2020 года и методы экспериментального и машинного(цифрового) моделирования спектра солнечного света на базе светодиодов различного типа и их аналитических моделей. Показано, что предлагаемые модели позволяют синтезировать спектры светодиодных светильников близких к солнечному свету, но они не отвечают требованиям по биологической адекватности для зрительного анализатора человека по ширине спектра, непрерывности, равномерности и набору длин волн фотонных потоков, обеспечивающих эффективное функционирование зрительного анализатора человека и его гормональной системы. Предложены ограничения, которые необходимо учитывать при разработке светодиодных светильников по критерию среднеквадратичного приближения к спектру солнечного света и техническая реализация позволяющая защитить области световой чувствительности ганглиозных клеток.

For the public health, it is essential to determine in what light environment people will develop, live and work in the near future. The present and future of the light environment determine trends in the development of lighting sources. It is important to make a hygienic assessment of the spectra of modern light sources to match the spectrum of the safe sunlight. Trends in the development of led lighting until 2020 and methods of experimental and computer (numerical) modeling of the spectrum of sunlight based on LEDs of various types and their analytical models are considered. The proposed models are shown to allow synthesizing the spectra of led lamps close to sunlight, but they do not meet the requirements of biological adequacy for the human visual analyzer in spectrum width, continuity, uniformity and a set of wavelengths of photon streams that ensure the effective functioning of the human visual analyzer and its hormonal system. The limitations must be taken into account in the development of led lamps by the criterion of root mean square approximation to the spectrum of sunlight and technical implementation to protect the light sensitivity of ganglion cells.

светодиодное освещениеспектры современных источниковвизуальные и невизуальные эффектыled lightingspectra of modern sourcesvisual and non-visual effectsReferencesDOE SSL Program, “2017 Suggested Research Topics Supplement: Technology and Market Context,” edited by James Brodrick, Ph.D. DOE SSL.DOE SSL Program, “2017 Suggested Research Topics Supplement: Technology and Market Context,” edited by James Brodrick, Ph.D. DOE SSL.Solid-State Lighting 2017 Suggested Research Topics September 2017Solid-State Lighting 2017 Suggested Research Topics September 2017Human Physiological Responses to Light Meeting Report July 19th, 2016 Washington, D.C. U.S. Department of Energy Solid-State Lighting Program. SSLS, Inc. Navigant. September 2016.Human Physiological Responses to Light Meeting Report July 19th, 2016 Washington, D.C. U.S. Department of Energy Solid-State Lighting Program. SSLS, Inc. Navigant. September 2016.Островский М. А. фотобиологический парадокс зрения http://www.library.biophys.msu.ru/PDF/3353.pdfOstrovskij M. A. fotobiologicheskij paradoks zreniya http://www.library.biophys.msu.ru/PDF/3353.pdfДейнего В.Н.,Капцов В.А., Балашевич Л.И., Светлова О.В., Макаров Ф.Н., Гусева М.Г., Кошиц И.Н. Профилактика глазных заболеваний у детей и подростков в учебных помещениях со светодиодными источниками света первого поколения. Российская детская офтальмология. 2016; (2): 57-73Dejnego V.N., Kapcov V.A., Balashevich L.I., Svetlova O.V., Makarov F.N., Guseva M.G., Koshic I.N. Profilaktika glaznyh zabolevanij u detej i podrostkov v uchebnyh pomeshcheniyah so svetodiodnymi istochnikami sveta pervogo pokoleniya. Rossijskaya detskaya oftal’mologiya, 2016 (2): 57-73.Пильщикова Ю.А., Коваленко О.Ю., Гусева Е.Д., Кудашкина М.В. Моделирование относительной спектральной чувствительности органа зрения биообъектов для оценки эффективности источников излучения. Современные проблемы науки и образования. 2014; (4).Pil’shchikova YU.A. 1 Kovalenko O.YU. 1 Guseva E.D. 1 Kudashkina M.V. Modelirovanie otnositel’noj spektral’noj chuvstvitel’nosti organa zreniya bioob”ektov dlya ocenki ehffektivnosti istochnikov izlucheniya ZHurnal Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya. 2014; (4).Lee. Highly energy-efficient agricultural lighting by B+R LEDs with beam shaping using micro-lens diffuser. Optical communications, 2011; 291: 7-14Lee. Highly energy-efficient agricultural lighting by B+R LEDs with beam shaping using micro-lens diffuser. Optical communications, 2011; 291: 7-14.Волков А.С., Кузьмин В.Н. Новый тип колориметра для измерения цветовых характеристик источников света. Светотехника; 2012; (2).Volkov A.S., Kuz’min V.N. Novyj tip kolorimetra dlya izmereniya cvetovyh harakteristik istochnikov sveta Svetotekhnika; 2012 (2).Коваленко О.Ю., Овчукова С.А., Микаева С.А. Основы действия оптического излучения на биообъект. Инженерная физика. 2008; (2): 43-48.Kovalenko O.Yu., Ovchukova S.A., Mikaeva S.A. Osnovy dejstviya opticheskogo izlucheniya na bioob”ekt. Inzhenernaya fizika. 2008; (2): 43-48.Ронки Л., Шанда Я. Функции относительной спектральной световой эффективности в стандартах и отклонения от них на практике. Светотехника. 2003; (4): 14-19.Ronki, L., Shanda YA. Funkcii otnositel’noj spektral’noj svetovoj ehffektivnosti v standartah i otkloneniya ot nih na praktike. Svetotekhnika. 2003; (4): 14–19.Аладов А.В., Бирючинский С.Б. Дубина М.В. Закгейм А.Л. Мизеров М.Н. Цветодинамически управляемый операционный светильник с полноцветным светодиодом. Светотехника. 2012 (2): 11-18.Aladov A.V., Biryuchinskij S.B., Dubina M.V., Zakgejm A.L., Mizerov M.N. Cvetodinamicheski upravlyaemyj operacionnyj svetil’nik s polnocvetnym svetodiodom. Svetotekhnika. 2012(2): 11-18.Аладов А.В., Бирючинский С.Б. Валюхов В.П. Закгейм А.Л. Динамически управляемая система освещения светодиодами с широким диапазоном цветовых температур (2800-10000К) и высоким качеством цветопередачи (Ra > 90). Светотехника. 2014; (4): 19-25.Aladov A.V., Biryuchinskij S.B. Valyuhov V.P. Zakgejm A.L. Dinamicheski upravlyaemaya sistema osveshcheniya svetodiodami s shirokim diapazonom cvetovyh temperatur (2800-10000K) i vysokim kachestvom cvetoperedachi (Ra > 90) Svetotekhnika. 2014; (4): 19-25.Шанда Я. Что такое точность воспроизведения цвета в музейном освещении? Светотехника. 2014; (5): 23-27Shanda YA. Chto takoe tochnost’ vosproizvedeniya cveta v muzejnom osveshchenii? Svetotekhnika. 2014; (5): 23-27.Леонидов А.В. Об аналитическом представлении функции относительной спектральной световой эффективности. Светотехника; 2012 (2).Leonidov A.V. Ob analiticheskom predstavlenii funkcii otnositel’noj spektral’noj svetovoj ehffektivnosti. Svetotekhnika, 2012;(2).Леонидов А.В. Аппроксимация функций относительной спектральной чувствительности рецепторов сетчатки. Светотехника. 2010; (5): 49-51.Leonidov A.V. Approksimaciya funkcij otnositel’noj spektral’noj chuvstvitel’nosti receptorov setchatki. Svetotekhnika. 2010; (5): 49–51.Афонин В., Коваленко О., Гусева Е., Пильщикова Ю. Моделирование спектра солнечного излучения с помощью светодиодов. Фотоника. 2016; (2): 56.Afonin V., Kovalenko O., Guseva E., Pil’shchikova Yu. Modelirovanie spektra solnechnogo izlucheniya s pomoshch’yu svetodiodov Fotonika. 2016; (2): 56.Reynolds K. Prophotonix LED-Based Sun-Simulator Design: Technical and Commercial Considerations Photonics Spectra. March 2015.Reynolds K. Prophotonix LED-Based Sun-Simulator Design: Technical and Commercial Considerations Photonics Spectra. March 2015.Kurt J. Linden, William R. Neal, Harvey B. Serreze. Adjustable spectrum LED solar simulator, Proc. SPIE 9003, Light-Emitting Diodes: Materials, Devices, and Applications for Solid State Lighting XVIII, 900317 (27 February 2014); https://doi.org/10.1117/12.2035649Kurt J. Linden, William R. Neal, Harvey B. Serreze. Adjustable spectrum LED solar simulator, Proc. SPIE 9003, Light-Emitting Diodes: Materials, Devices, and Applications for Solid State Lighting XVIII, 900317 (27 February 2014) https://doi.org/10.1117/12.2035649Гутцайт Э.М., Закгейм А.Л., Коган Л.М. Маслов В.Э. Сощин Н.П. К моделированию стандартных источников света светодиодными модулями. Светотехника 2013; (4): 61-65.Gutcajt EH.M., Zakgejm A.L., Kogan L.M. Maslov V.EH. Soshchin N.P. K modelirovaniyu standartnyh istochnikov sveta svetodiodnymi modulyami. Svetotekhnika. 2013; (4): 61-65.Арапова С.П., Арапов С.Ю., Дубинин И.С., Солодова М.С. Метод управления мультиспектральными источниками освещения. Компьютерный анализ изображений: Интеллектуальные решения в промышленных сетях (CAI-2016): сборник научных трудов по материалам I Международной конференции 5-6 мая 2016 г. Под общ. ред. А. Г. Тягунова. Екатеринбург: Изд-во УМЦ УПИ, 2016: 25-30.Arapova S. P., Arapov S. Yu., Dubinin I. S., Solodova M. S. Metod upravleniya mul’tispektral’nymi istochnikami osveshcheniya. Komp’yuternyj analiz izobrazhenij: Intellektual’nye resheniya v promyshlennyh setyah (CAI-2016): sbornik nauchnyh trudov po materialam I Mezhdunarodnoj konferencii 5-6 maya 2016. Ed. Tyagunova A.G. Ekaterinburg: Izd-vo UMC UPI, 2016: 25-30.Арапова С.П., Арапов С.Ю., Мезенцева С.Г. Управляемый мультиспектральный светодиодный кластер для репродукционных исследований. Информация: передача, обработка, восприятие: материалы международной научно-практической конференции (Екатеринбург, 12-13 января 2016 г.). Екатеринбург: УрФУ, 2016: 104-111.Arapova S. P., Arapov S. Yu., Mezenceva S. G. Upravlyaemyj mul’tispektral’nyj svetodiodnyj klaster dlya reprodukcionnyh issledovanij. Informaciya: peredacha, obrabotka, vospriyatie: materialy mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii (Ekaterinburg, 12–13 yanvarya 2016). Ekaterinburg: UrFU, 2016: 104-111.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.