Nowoczesne oświetlenie, czyli antropocentryzm w technice oświetleniowej
Nowoczesne oświetlenie nie oznacza już tylko oświetlenia designerskiego. Nowoczesne oświetlenie to innowacje, takie jak: zmienna temperatura barwowa (ang. Tunable White - TW) czy oświetlenie antropocentryczne (ang. Human Centric Lighting - HCL). Nowoczesne oświetlenie wykorzystuje pozytywny wpływ światła, aby tworzyć bardziej przyjazne środowiska dla człowieka.
W obecnym świecie człowiek i jego potrzeby stają się coraz bardziej istotne. Mówi się o antropocentryzmie, czyli akcentowaniu wyjątkowej pozycji człowieka w świecie. Oświetlenie antropocentryczne wykorzystuje nowoczesne technologie, aby zapewnić optymalne oświetlenie dla każdej aktywności człowieka. Rozwiązania Human Centric Lighting wprowadzają do wnętrz budynków m.in. oświetlenie symulujące światło dzienne. Jest to osiągane przy użyciu sztucznego światła o odpowiedniej jasności i temperaturze barwowej, stanowiącego uzupełnienie dla naturalnego nasłonecznienia. Połączenie światła oraz innych warunków panujących w pomieszczeniu tworzy atmosferę, która ma pozytywny wpływ na nasze samopoczucie, efektywność i zdrowie.
Jak nowoczesne oświetlenie wykorzystuje wpływ światła na organizm człowieka?
Światło dzienne lub światło elektryczne w przedziale widma o długości od 425 do 560 nm powoduje supresję melatoniny i wzrost wytwarzania kortyzolu, tzw. hormonu stresu. Dobowy, a także sezonowy obrót Ziemi wokół Słońca warunkują dobowe i sezonowe wahania stężenia melatoniny i kortyzolu, a te wpływają na rytmy biologiczne organizmu. Nocne zmęczenie i dzienna aktywność człowieka jest naturalnym przystosowaniem do życia na Ziemi. Za wyjaśnieniem, dlaczego światło o barwie ciepłej relaksuje i odpręża, a niebieskie pobudza, kryją się skomplikowane reakcje fotochemiczno-biologiczne. Stwierdzono też, że nieregularne zaburzenia rytmów biologicznych, np. w wyniku przebywania w świetle o wysokim natężeniu w porze nocnej, wpływają ujemnie na zdrowie i samopoczucie ludzi, np. poprzez obniżenie paramentów immunologicznych organizmu, stwarzają też ryzyko zaburzeń psychicznych i behawioralnych.
Efekt melanopowy determinuje rytm dobowy synchronizowany zegarem biologicznym oraz wpływa na samopoczucie człowieka. Intensywność tego efektu określa jak silnie stymulowane są światłem samoistnie światłoczułe komórki zwojowe siatkówki (ipRGC) zawierające melanopsynę. Zgodnie z tym, melanopowy strumień światła definiuje promieniowanie źródła światła określone na podstawie czułości spektralnej melanopowych fotoreceptorów.
Współczynnik melanopowy określa stosunek promieniowania melanopowego do promieniowania fotometrycznie efektywnego. Współczynnik ten rośnie, gdy spektrum światła coraz bardziej stymuluje niewizualny system odbioru promieniowania.
Zatem, odpowiadający światłu dziennemu melanopowy strumień światła odniesiony do 1000 lm mówi, ile lumenów światła dziennego jest potrzebnych, by osiągnąć taki sam poziom stymulacji niewizualnej jak przy użyciu oświetlenia sztucznego.
Celem nowoczesnego oświetlenia antropocentrycznego jest odwzorowanie światła naturalnego przy użyciu specjalnych opraw oświetleniowych oraz systemów sterowania, które regulują proces ściemniania i rozjaśniania, ale także barwy światła sztucznego. W ten sposób wywołuje się określone zachowania i reakcje biologiczne u osób przebywających w odpowiednio zaprojektowanych wnętrzach (muszą zostać uwzględnione parametry, takie jak: poziom nasłonecznienia, układ pomieszczenia oraz typ użytkownika).
Jedną z najważniejszych zalet technologii HCL jest zwiększenie efektywności pracowników oraz poprawy ich samopoczucia. Temperatura barwowa i jasność oświetlenia są dostosowywane do pory dnia, co stabilizuje zegar biologiczny człowieka. Ludzie są bardziej uważni, lepiej się koncentrują.
Zastosowanie nowoczesnego oświetlenia
Nowoczesne oświetlenie HCL polecane jest przede wszystkim do pomieszczeń z ograniczonym dostępem do światła dziennego: biura, szkoły czy placówki medyczne, ale również hale przemysłowe.
Nowoczesne oświetlenie może zapewnić redukcję zmęczenia, które często jest główną przyczyną popełniania błędów, czy nawet doprowadzenia do awarii w w obiektach przemysłowych.
Chłodne, białe światło, charakteryzujące się wysoką wartością temperatury barwowej, zawierające w swoim widmie sporą dawkę promieniowania niebieskiego, włączane na jedną do dwóch godzin wkrótce po rozpoczęciu pracy, może pomóc pracownikom w przezwyciężeniu porannej senności i rozpoczęciu dnia na pełnych obrotach. Takie samo chłodne światło zastosowane w krótkim okresie po przerwie śniadaniowej czy obiadowej może zniwelować spowolnienie fizyczne występujące po posiłku i przedłużyć okres dziennej aktywności, odsuwając w czasie nadejście popołudniowego zmęczenia. Odpowiednie oświetlenie może zatem przynosić efekty krótkoterminowe w postaci zwiększonej koncentracji przy realizowaniu doraźnych zadań.
Z kolei w zimie można liczyć na skutki długoterminowe – przy małej intensywności i krótkich okresach światła dziennego oświetlenie o regulowanej temperaturze barwowej światła białego może zapobiegać depresjom i innym sezonowym zaburzeniom aktywności.
Zarządzanie nowoczesnym oświetleniem pracującym w koncepcji HCL odbywa się poprzez czujniki ściemniania oraz ruchu, dzięki którym oprawy dostosowują swoje parametry do aktualnego zapotrzebowania. Większość z systemów dynamicznych ma również możliwość sterowania indywidualną pracą każdej z opraw.
Niewizualny wpływ oświetlenia: poprawa nastroju, czujność, produktywność, dobre samopoczucie, koncentracja
Wizualny wpływ oświetlenia: widoczność, informacja, percepcja
Wspieranie rytmu dobowego: podnoszenie witalności, poprawa jakość snu
Pozytywne skutki ekonomiczne: mniej błędów i mniejsza absencja, wyższa produktywność
Przy projektowaniu oprawy HCL należy zwrócić szczególną uwagę na widmo emitowanego przez nią promieniowania w zakresie widzialnym, by móc obliczyć intensywność efektu melanopowego. Te obliczenia zależą od wielu parametrów, co doprowadziło do wprowadzenia terminu „HCL” w miejsce „światła efektywnego biologicznie”.
Te parametry to:
- jasność w porównaniu do olśnienia
- temperatura barwowa i zmiany w widmie związane z zastosowaniem reflektorów lub innej optyki oraz ściemnianiem amplitudowym przy stałym prądzie
- filtrowanie światła przez zastosowane przesłony i dyfuzory
- transmisja, odbicie i absorpcja ścian
- możliwy wpływ światła dziennego
- różne charakterystyki użytkowników (średnica źrenicy, wiek itp.)
Szczegółowe informacje dotyczące projektowania znajdują się m.in. w standardach DIN SPEC 5031-100 oraz DIN SPEC 67600.
Już dziś budowę instalacji oświetleniowych wdrażających zasadę HCL należy uznać za działanie rozsądne i dalekowzroczne, bo skierowane na zapewnienie zdrowia oraz bezpieczeństwa pracowników, a równocześnie na zwiększenie ich wydajności, zmniejszenie liczby popełnianych błędów i niebezpieczeństwa groźnych wypadków przy pracy. Wydaje się to uzasadnione zwłaszcza w tych rodzajach działalności, gdzie koszty pracy są wyjątkowo wysokie.
