Начало Статии Осветление Тенденции в биодинамичното осветление

Тенденции в биодинамичното осветление

168

Технологиите в областта на осветлението непрекъснато еволюират, създавайки множество нови ползи за потребителите в жилищния, търговския и офис сектор. Сред тях са подобрената енергийна ефективност и повишената гъвкавост по отношение на внедряването и управлението. Паралелно с това все по-голямо внимание се отделя на влиянието на светлината върху човешкия организъм и в частност – на ефекта му върху емоциите, благосъстоянието и работоспособността на индивида.

Нарастваща популярност през последното десетилетие добиват концепциите за биодинамично осветление, базирани на биологичните потребности на човека и цикличните промени в природата – редуването на ден и нощ и смяната на сезоните. В тези концепции са взети предвид резултатите от множество научни изследвания в областта, които безспорно доказват, че цветната температура и общите нива на осветеност в дадено затворено помещение оказват забележим ефект върху настроението. Биодинамичното осветление (Human Centric Lighting, HCL) използва за база естествения биологичен режим на организма и денонощния цикъл светло – тъмно. В съответствие с физиологичните особености на зрителното възприятие у човека, за да бъде реализирано биодинамично осветително решение, цветната температура и интензитетът на изкуственото осветление трябва да бъдат регулирани плавно, така че да наподобяват максимално естествената светлина в природата.

Денонощният ритъм на организма може да бъде подпомогнат посредством използването на “по-топла” светлина (с по-ниска цветна температура) и по-нисък интензитет сутрин и вечер, която действа отпускащо, и на “по-студена” (по-бяла) светлина в рамките на работния ден с цел ободряване и подобряване на продуктивността. Според редица специалисти в сферата на осветителната техника възможностите за усъвършенствано управление на осветлението, които се разкриват с все по-масовото навлизане на светодиодните осветители в практиката, значително разширяват приложната област на биодинамичните осветителни решения.

Основи на концепцията
Биодинамичното осветление далеч не е нова тенденция в осветителната индустрия. Научни изследвания в областта се провеждат повече от четвърт век, а влиянието на светлината върху емоционалното състояние, комфорта, здравето и работоспособността на индивида е многократно доказано. Още в началото на 90-те години на миналия век учените забелязват и започват да изучават ефекта на светлинната терапия при лечението на т. нар. сезонно афективно разстройство, което се проявява у много хора при смяната на сезоните. С намаляването на броя часове дневна светлина през зимата например човешкият организъм бива изложен на по-дълги периоди тъмнина, с което се свързват различни симптоми като липса на енергия, лошо настроение и раздразнителност. Експериментите показват, че ярката изкуствена светлина влияе позитивно върху пациенти, засегнати от тази специфична форма на депресия.

Концепцията за биодинамично осветление е пряко свързана с откриването на нов фоторецептор в човешкото око през 2002 г., който осъществява връзка с онази особена част на мозъка, наречена биологичен часовник. Тези фоточувствителни клетки в окото не са отговорни за зрителното възприятие, а за производството на хормона мелатонин, чиито нива се променят с прехода от светло към тъмно. Изследването сочи още, че интензитетът на светлината и нейната температура могат да повлияят на производството и на други различни хормони като допамин, серотонин и кортизол, които контролират важни аспекти от дейността на човешкия организъм. Например секрецията на мелатонин води до сънливост, която може да осигури по-добър сън и по-ниска телесна температура. В биодинамичните концепции определящ е денонощният ритъм на човешкия организъм, ориентиран към наличието на дневна светлина, който регулира фазите на бодърстване и сън. В този смисъл основната идея зад биодинамичното осветление е да имитира естествения модел на излагане на човека на слънчева светлина и да следва стриктно биологичния му ритъм чрез оптимално адаптиране на яркостта, интензитета, цвета и динамиката на изкуственото осветление. Така на пазара се предлагат например LED осветителни системи, които излъчват както топла бяла, така и студена бяла светлина. В комбинация със съответното дигитално контролно решение, подобни системи позволяват персонализирано биодинамично осветяване в съответствие с дневния режим на потребителя. Плавната промяна на цвета и интензитета на осветлението може да бъде настроена така, че да симулира напълно точно естествената светлина в хода на денонощието.

Тенденции в управление на осветлението
Сред водещите тенденции в сегмента биодинамично осветление са автоматизираните системи за управление. Те представляват интелигентни мрежово-базирани решения, които осъществяват комуникация между множество входни и изходни устройства и сигнали с помощта на един или повече централни контролера. Тези устройства може да включват релета, сензори за присъствие, ключове и контролни панели със сензорен екран, както и сигнали от други сградни системи, например отоплителни, вентилационни или климатични инсталации. Настройката на системата може да се извършва както локално на ниво устройство, така и централизирано посредством персонален компютър със съответния софтуер или други интерфейсни устройства.

Автоматизираните системи за управление на осветлението се използват все по-масово както в интериорното, така и в екстериорното осветление, в жилищния и търговския сектор, в офис осветлението и т. н. Основна цел на този тип платформи е да оптимизират потреблението на енергия и да увеличат икономиите. Освен традиционното димиране, което може плавно или стъпково да променя интензитета на светене на даден осветител или група осветители, от сравнително скоро системите за контрол на осветлението предлагат и промяна на цветната температура. В концепциите за биодинамично осветление настройката на тези параметри се регулира основно с помощта на сензори за дневна светлина, които подобряват светлинния комфорт в затворените помещения в синхрон с биологичния режим на организма.

Еволюция на осветителните технологии
Все повече производители на осветителна техника предлагат осветители с възможност за регулиране на цветната температура. Първите подобни модели на пазара включват множество флуоресцентни тръбички с различни цветови температури, смесени в желаното съотношение. Този подход изисква два контролируеми баласта на осветително тяло. Днес светодиодните осветители с опция за настройка на температурата на светлината вече са в масова употреба. Чрез регулиране на относителните интензитети на излъчващите топла и студена светлина светодиоди потребителите могат да променят цветовата температура на устройството. Дебелината на фосфорния слой, заедно с дължината на вълната на синия светодиоден чип, оказва влияние върху това с каква цветна температура излъчва LED осветителят.

На базата на тази технология изкуственото осветление може да бъде лесно програмирано да отговаря максимално на цветната температура на дневната светлина в различни периоди от деня. Приложенията на биодинамичните концепции са много и разнообразни, включително в жилища, офиси, училища, ясли и детски градини, болници и здравни заведения, индустриални и търговски обекти, молове и т. н.

Пазарни тенденции
Съгласно актуална пазарна прогноза на агенцията за проучвания BIS Research за глобалния пазар на биодинамично осветление в периода 2018-2024 г., той се очаква да достигне близо 4 млрд. щатски долара, нараствайки с комбиниран годишен темп на растеж от 35,2%. Сред факторите, стимулиращи ръста в приложенията на решения за биодинамично осветление според маркетинговите анализатори, са все по-масовото осъзнаване на ползите от концепцията, съвместните усилия на производителите и дистрибуторите да я наложат, както и нарастващото използване на светодиодно осветление. От агенцията отчитат, че делът на биодинамичното осветление нараства на фона на общия пазар на осветителни решения в световен мащаб и се очаква тази тенденция да се запази трайно и през идните години.

Европа е водещ регион по отношение на броя внедрявания на биодинамични осветителни системи, а основна заслуга за това имат местните регулаторни органи и институции, сочи още проучването на BIS Research. Сред основните приложни сфери на концепцията е секторът на здравеопазването, където използването на биодинамични осветителни технологии предстои допълнително да се разширява във връзка с множеството ползи от светлината върху здравето и комфорта на пациентите, сочат данните на маркетинговата фирма. Според доклада решения за динамично осветление все по-често се прилагат при болни от деменция и Алцхаймер, както и в старчески домове. Разширяване на приложенията на такива системи през следващите 5 години се очаква основно в сфери като образование и търговия, както и в много жилища и работни зони.

Тенденции в офис осветлението
Многобройни проучвания доказват, че адаптираното към биологичния часовник на индивида осветление влияе положително върху концентрацията, мотивацията и работоспособността на офис служителите. Съгласно резултатите от провежданите в областта изследвания конферентните зали, столовите и помещенията с малко количество дневна светлина са особено подходящи за прилагане на концепции за биодинамично осветление. Такива осветителни решения в офис сградите са силно препоръчителни в приемните, стаите за видеоконферентна връзка, лобитата и коридорите, както и в кафенетата и зоните за отдих и почивка.

Тъй като фоторецепторите, свързани с биологичния ни часовник, се намират в долната част на ретината, светлината в офисите трябва да бъде “падаща” – отгоре надолу и отпред спрямо работното място. Осветителните тела с голям обхват, оборудвани с лампи, които излъчват топла бяла и дневна светлина и позволяват плавно регулиране, е препоръчително да бъдат прилагани за общо осветяване на офис пространствата. В комбинация с тях могат да се използват и персонални биодинамични установки на всяко работно място.
Интересно решение са свободностоящите осветители, които се съчетават със системи за автоматичен визуален контрол на осветлението в съответствие с количеството дневна светлина навън към момента. Те включват интегрирани сензори за дневна светлина и за присъствие, които гарантират наличието на осветление, винаги когато е необходимо. Това обхваща и нестандартни нециклични сценарии, провокирани основно от промени в климатичните условия. Такъв е случаят например когато навън се заоблачи значително или пък се стъмни поради приближаваща буря, независимо, че часовникът на системата показва обед.

Биодинамика в индустриалния сектор
В индустрията работниците често страдат от синдром на нерегулярния сменен режим вследствие на това, че работят както дневни, така и нощни смени. При по-възрастните се наблюдават и по-високи изисквания към интензитета на осветяване, за да им се осигури желаната видимост. Тези негативни ефекти могат до голяма степен до бъдат преодолени с помощта на биодинамично осветление. Поради по-тежкия и рисков характер на извършваните работни дейности в промишлеността работниците се нуждаят от висока степен на концентрация и пълноценна почивка в предвидените за това часове.

За да докажат ползите от биодинамичното осветление в такива приложения, група австрийски учени сравнява два биодинамични сценария. И в двата случая нивата на осветеност варират от 1000 до 2000 lx. В първия обаче нивата на яркост се променят осезаемо на по-големи интервали, докато във втория промените са по-чести и по-незабележими. Работниците от втората група демонстрират по-добра концентрация и работоспособност в течение на експеримента, както и по-добър нощен сън, което е поредно доказателство за предимствата на биодинамиката в осветлението.

В индустриалните цехове с фасадни или таванни прозорци изкуствената светлина е препоръчително гъвкаво да се комбинира с достъпа на дневна светлина. Биодинамичните осветителни решения от този тип изискват електронно контролируеми системи, които съчетават топла бяла светлина с бяла дневна светлина. Алтернативен вариант е ретрофит със светлоизточници, излъчващи по-студени цветни температури от порядъка на 6500 К.

Здравни заведения и образователни институции
В болничните и здравните заведения пациентите често страдат от недостатъчно наличие на дневна светлина. Особено чувствителни към това са страдащите от деменция например, както и болните с различни когнитивни разстройства. Биодинамичното осветление подпомага оздравяването и подсилва ефекта на терапията чрез естествени биохимични процеси в мозъка. Стабилизирането на биологичния ритъм на индивида спомага за по-качествен сън и намалява нуждата от грижа и лечение, особено през нощта. Като страничен положителен ефект от това е налице и потребност от по-малък на брой персонал в нощните смени, а самите служители се оплакват по-рядко от умора и изтощение. Решения за биодинамично осветление могат да бъдат инсталирани както в болничните стаи, така и в общите помещения, стаите за придружители, интензивните отделения и реанимациите.

Подобен позитивен ефект от биодинамичното осветление учените откриват и в различни образователни институции като училища, ясли, детски градини и университети. Децата и юношите, обучаващи се в помещения с такова осветление, демонстрират по-добра концентрация и ангажираност с учебния процес, както и намалена склонност да правят грешки. Те генерално изглеждат по-бодри и се доказват като по-ефективни в обучението. В допълнение се подобряват познавателните им способности, скоростта им на четене и разбирането с повече от една трета. Темпът на грешки при два последователни теста намалява с 45% в сравнение с контролна група, изложена на регулярно изкуствено осветление, при която този процент е едва 17%.

На база проучванията относно конкретното влияние на различни осветителни сценарии върху емоциите, настроението и работоспособността, в учебните заведения най-често се прилагат три основни стратегии за:
– активизиране на обучаващите се: студена бяла светлина с цветна температура около 12 000 K и 650 лукса, оптимална за сутрешните часове на деня;
– повишаване на концентрацията: с осветеност около 1000 lx и цветна температура 6000 К, подходяща по време на изпити и тестове;
– успокояване: при 300 lx и 2700 К учениците видимо се успокояват, тази стратегия е предназначена за времето след изпити, оживени дискусии и други стресови ситуации. Само 8 минути след задаването на тази настройка на биодинамичната система се наблюдава до 75% намаляване на двигателната активност при изследваните деца. При контролната група наблюдаваният спад е само 10%.

tech-dom.com