De gevaren van ledverlichting

Led is niet meer weg te denken als verlichtingsbron. Laag energieverbruik dus minder kilowatturen. Dat is een zegen voor de portemonnee. Veel licht voor relatief weinig geld. 

Toch moeten we niet de ogen sluiten voor risico’s en gevaren van ledverlichting. Bij onvoldoende kwaliteit, onprofessionele installatie zijn er risico’s op brand, oogletsel door pieklicht, hoofdpijn en mentale klachten zoals onwelbevinden en slaapstoornissen. 

Leds zijn halfgeleiders; de afkorting staat voor light emitting diode. Deze diodes, om het in elektronica termen te zeggen, optohalfgeleiders die oplichten als er gelijkstroom doorheen gaat. 

Hier zit gelijk het eerste gevaar, de netspanning van 230V wisselspanning moet omgezet naar zo’n 4V gelijkspanning. Het omlaagbrengen van de spanning is niet het grootste probleem. Alhoewel, je moet wel rekening houden met de warmteontwikkeling van deze omzetter. Teveel warmte laat de isolatie van de draden smelten en sluiting en brand tot gevolg. 

Maar het meeste gevaar zit in het niet goed gelijkrichten. De leds flikkeren dan op rimpelspanning. Bij 50Hz is dat voor veel mensen zichtbaar. Bij 100Hz en 200Hz niet meer, maar je ogen en hersenen nemen dit wel waar. Gevolg: een onbestendigheid in je hoofd, vaak gevolgd door hoofdpijn. Dus leds moeten derhalve werken met goede gelijkspanning zoals die van batterijen en accu’s. 

Koele luchtstroom tegen oververhitting

Het omzetten en gelijkrichten gebeurt met zogenaamde drivers. Als die drivers niet goed zijn - niet voldoen aan de EU-verordeningseisen - dan ontstaan er pieken (zgn. hogere harmonischen) in de voedingsspanning en daar kunnen de in de buurt werkende elektronische apparaten wel eens raar op reageren met kans op uitval. 

De led zelf kan ook warm tot extreem warm worden, als die niet op de juiste wijze wordt gekoeld. Hiervoor is koele luchtstroom nodig. Koelribben die alleen warmte uitstralen werken maar voor een paar procenten. Dus armaturen met leds moet je niet opsluiten, omdat ze altijd een luchtstroom nodig hebben. 

Is er geen luchtstroom, dan wordt de led te warm en levert die na een paar maanden nog maar de helft van z’n lichtsterkte en haalt hij zijn beloofde levensduur bij lange na niet. Een verhoogde werktemperatuur geeft dus een versnelde veroudering, waarbij niet alleen de verlichtingssterkte minder wordt, maar ook de kleurtemperatuur kan veranderen. De kleur van het uitgestraalde licht.

Flikkeringshinder

Dus de eerste gevaren van led zijn: kans op brand door slechte leds en slechte drivers en dat nog afgezien van slechte en ondeskundige aanleg zoals te veel leds op een te dunne kabel- of draadaders. 

Slechte drivers veroorzaken storingen op het net met kans op uitval van apparatuur en machines met elektronica erin. Daarnaast geeft slechte gelijkrichting een rimpeling op de gelijkspanning. De grootte van de rimpeling is kwaliteitsafhankelijk.

Een led heeft geen nagloeitijd zoals een gloeilamp. Een led reageert op een rimpel - hoe klein ook - met aan/uit. Flikkerlicht dus. Bij een lage frequentie (50 Hz) is deze flikkering voor velen bewust zichtbaar.

Bij hogere frequenties is de flikkering niet meer zichtbaar, maar is wel waarneembaar in ons visueel systeem. Het zijn met name de 110 miljoen gevoelige staafjes als onderdeel van de receptoren in onze oogbol die deze ‘aan/uit’ lichtsignalen naar ons waarschuwingssysteem in ons brein zenden. 

Deze ‘onbewuste’ flikkering maakt velen onrustig en geeft een gevoel van onbehagen. “Er is wat aan de hand, maar ik weet niet wat.” Bij klachten met ledverlichting is het bepalen van de flikkeringshinder een must.

Teveel blauw

Dan is er met ledverlichting nog wat anders aan de hand. Leds zijn in principe monochromatisch van lichtkleur en hebben dus maar één kleur en dat is blauw, of rood, of groen, of amber. 

Wil je ‘wit’-daglicht maken, dan moet je alle leds qua licht bij elkaar doen. Wit is namelijk de verzameling van alle lichtkleuren. Neem maar eens een prisma, laat de zon erin schijnen en je ziet alle kleuren van de regenboog. 

Om het daglicht in een ledlichtbron te maken, wordt gewerkt met fluorescentiepoeders. De goede ledlampmakers maken het ledlamplicht zo, dat het de kleuren van het spectrum van dat dagdeel bijna benadert. Helaas zijn er velen op de markt die zeggen dat ze goed zijn, maar in de praktijk blijkt dat toch anders. Dan zit er veel te veel blauw in het spectrum van de ledlichtjes. 

De staafjes in onze oogbol zijn met name gevoelig in het blauwe deel van het spectrum. Daarom raakt ons visueelsysteem in het blauwe deel overprikkeld. Ons brein kan daar niet goed tegen. 

Het blauw in het daglicht overdag rond het middaguur hebben we nodig voor ons biologische klokritme en melatonine regeling, maar het overdadige blauw van veel leds is echt teveel en niet goed. Zeker niet als je dat aan het einde van de middag en in de avond op je ogen krijgt. Kortom de spectrale kleuren moeten in balans zijn met je visueel systeem.

Het teveel blauw dat op de lichtreceptoren in onze ogen valt, dus op de retina met de staafjes en kegeltjes, kan ook tot verhoogde veroudering of verarming leiden. Naarmate we ouder worden, vergeelt ons hoornvlies en lens wat en dat beperkt gelukkig de natuurlijke schade. Maar een teveel blijft een teveel. In sommige gevallen zetten de zenuwen in onze ogen dit teveel aan blauwlicht om in ozon (O3). Deze ozon kan een verbranding veroorzaken ergens in ons lichaam.

Bij klachten is een meting van de spectrale kleurverdeling van de ledverlichting een must.

Aanslag op visueel systeem

Een ander gevaar is dat de samenstelling van de fluorescentiepoeders niet constant is voor alle leds, zelfs niet bij leds van dezelfde serie. Gevolg: verschil in lichtkleur (kleurtemperatuur) van de leds. 

Erger, eigenlijk ergerlijker is, is dat de lichtkleuren in de leds net-niet helemaal goed gemengd zijn. Dat is waar te nemen door een ledlicht op een spierwit stuk papier te laten schijnen. Dan zie je aan de randen van het ledlicht kleurverandering optreden. Het is als de oliebol. Van de buitenkant ziet ie er goed uit. Bij de eerste hap smaakt het nog goed, maar bij de tweede hap proef je toch de gist en dat het meel niet goed gemengd is. Dat kan optreden bij afzonderlijke ledlampen, maar ook bij armaturen onderling.  

Dergelijke leds en ledarmaturen doen een aanslag op ons visueel systeem. Je wilt dat het klopt, maar het lukt niet. Onze hersenen vullen dan de ontbrekende kleuren zelf in uit wat je ooit in je brein hebt opgeslagen. Dit kost energie en draagt bij aan het gevoel van onrust en onbehagen.

Led schijnt maar naar één richting

Als je een ruimte binnentreedt, wil je de diepte, breedte en hoogte van een ruimte ervaren. Ook alle objecten in de ruimte zoals mensen, meubilair, kunst etc. Goede verlichting ondersteunt dit en geeft geen discomfort.
Verlichting, dus ook voor ledverlichting geldt: voldoende licht (500 lux) op je werkvlak én voldoende licht op alle verticale vlakken en plafond. 

Dus de verticale verlichting moet ook de gezichten van zowel de zittende als staande mens aanlichten. De hoeveelheid lux (verlichtingssterkte) verschilt per werkplek en is afhankelijk van de uit te voeren activiteiten/ werkzaamheden. (Werktaak-Oogtaak-Verlichting) Zie hiervoor NEN-EN 12464-1 en de NSVV uitgave Toelichting op de NEN-EN 12464-1.

• Beeldschermwerk: 500 lux
• Administratief werk, aflezen van gegevens: 500 lux
• Lopen in de gang 100 lux
• Minutieus montagewerk, kleur- en kwaliteitsbeoordeling: 800-3000 lux

Bij dit alles geldt dat de minimale verticale verlichtingssterkte tenminste 50 lux moet zijn. Daarnaast geldt dat hinderlijke helderheid moet zijn voorkomen. Dit betekent geen luminantieverhoudingen groter dan 1:10 in het blikveld. 

De productie van fluorescentie lampen is sinds 2023 gestaakt. Bij het vervangen van fl-buizen door ledbuizen, moet je er beducht op zijn, dat veel van deze buizen het ledlicht alleen maar naar beneden laten schijnen. Buiten de hinderlijke slagschaduwen en verblindingshinder die de 100 ledjes geven, is de verticale verlichtingscomponent weg. Dit maakt dergelijke ruimtes naargeestig. Beter is het om dan te opteren voor ledbuizen die voorzien zijn van een diffusor of ledarmaturen met een opalen of microlens afscherming. 

Het licht van deze buizen schijnt rondom en borgt een betere verticale verlichting, zodat we elkaar weer kunnen zien. Deze ledbuizen onderbrengen in armaturen met mat-witte reflectoren werkt ook bijzonder goed. Armaturen met zogenaamde spiegeloptieken werken bij ledverlichting juist averechts. Dus het meten van de verlichtingssterkten - inderdaad mv: de gemiddelde waarden, de piekwaarden en laagste waarden- is altijd nodig. Het gebruik van geijkte meters is noodzakelijk om gefundeerde uitspraken te doen.

Lichtsterkte

Nog een punt van aandacht bij ledverlichting is de lichtsterkte van zowel de ledlichtbron als ledarmatuur. Zeker bij het gebruik van zogenaamde powerleds kan de uitgestraalde lichtsterkte zeer hoog zijn. De lichtsterkte die direct op het oog komt, noemen we de luminantie; uitgedrukt in cd/m2.  

Luminanties hoger dan 1 miljoen cd/m2 (1.106) geeft al gevaarlijke verblinding. De werking van de kegeltjes is dan door verzadiging nagenoeg nihil. Bij luminantie waarden van boven de 109 treedt bij een kijktijd van meer dan een seconde blijvende netvlies beschadiging op. Dus voorkom dat je direct in het felle licht van de led kijkt. De professionals die lichtmetingen uitvoeren zullen dan ook altijd een luminantie meting doen.     

Test en gebruik je verstand

Gelukkig zijn er ook goede en hele goede leds op de markt. Daarom het advies: test of laat je ledverlichting van te voren testen. Wees er zeker van dat je ledverlichting en ledarmaturen voldoen aan de EU-Verordeningen (vraag het CE-rapport, het CE teken alleen is niet voldoende). 

Kies niet de goedkoopste voor de aanleg van ledverlichting en wees beducht op kans van oververhitting en brandgevaar. Borg dat het verlichten met leds ook voldoet aan de eisen van de normen voor verlichting zoals NEN-EN 12464-1 en NEN 3087. 

En tot slot: meten is weten. Maar maak dan wel gebruik van die bureaus die deskundig zijn op het meten van licht en verlichting, luminanties, flikkeringshinder, kleurtemperatuur en spectrale verdeling én kennis hebben van aanleg van verlichtingssystemen in het kader van voorkomen onwelbevinden en van sluiting en brandgevaar. (NEN 1891; Meten van lichtprestaties)

Led is Het Nieuwe Lichtdenken, maar vraagt wel om je verstand te blijven gebruiken.