Искусственное освещение изменило нашу жизнь. Теперь мы можем работать, учиться и жить независимо от положения солнца на небосводе. Просто включите свет и делайте свои дела. Однако нельзя не заметить, что распорядок дня зависел от солнца тысячи лет, и это повлияло на процессы в нашем организме. Выработка гормонов, цикл сна и бодрствования связаны в большей степени не со временем суток, а с освещением.
Чтобы технический прогресс не вредил нашему здоровью, как раз и придумали биодинамическое освещение. Что это такое и даёт ли оно какой-то результат? Давайте разбираться.
Определение
Биодинамическое освещение — это технология управления освещением, которая учитывает биоритмы человека.
В течение суток такое освещение изменяет свою интенсивность и цветовую температуру, подобно тому как это происходит с естественным солнечным светом.
Согласно исследованиям и заявлениям сторонников биодинамического освещения, это помогает поддерживать биоритмы в нормальном состоянии, улучшает продуктивность, самочувствие и настроение.
В этой сфере есть еще один термин «человеко-ориентированное освещение» или Human Centric Lighting. В некоторых источниках эти понятия описывают как синонимы, а в некоторых выделяют отличия. В общем случае HCL — это более широкое понятие и определяется как:
Концепция искусственного освещения, учитывающая не только освещенность, яркость и индекс цветопередачи, но и биологические, эмоциональные эффекты освещения.
Таким образом, можно выделить основные отличия:
- Биодинамическое освещение: учитывает биологические ритмы человека в течение суток.
- Человеко-ориентированное освещение: учитывает любое влияние освещения на человека.
Откуда «растут ноги» — солнце и циркадные ритмы
В нашем мире все процессы цикличны — в природе сменяются времена года, день и ночь, у людей чередуются периоды сна и бодрствования. Они связаны с процессами, протекающими в организме. Основные гормоны, которые влияют на цикл сна и бодрствования — это кортизол и мелатонин.
Утром концентрация кортизола максимальна, организм готовится к пробуждению, именно из-за высокой концентрации кортизола мы просыпаемся и готовы действовать. В течение суток уровень кортизола постепенно снижается. К вечеру начинает вырабатываться мелатонин, который способствует засыпанию.
Пример графика изменения мелатонина и кортизола в организме
Если уровни этих гормонов не в норме или они вырабатываются в неправильные периоды, то у человек начнутся проблемы со сном — бессонница, подавленность, сложное пробуждение и отход ко сну.
Этот процесс циклического изменения уровня гормонов называется циркадным ритмом и происходит он не сам по себе. Циркадные ритмы изучают довольно давно, вот некоторые даты:
- IV век до н. э. древнегреческий философ Теофраст впервые письмо упомянул о циркадных процессах в книге об исследованиях растений. В упоминании рассказывалось о дереве, листья которого закрывались на ночь и открывались после восхода солнца.
- В 1729 году французский астроном Жан-жак де Меран, наблюдал за листьями мимозы стыдливой и заметил, что её листья изменяют своё положение в течение суток. Чтобы проверить, зависит ли это от освещения, растение поместили в темноту и заметили, что движения листьев повторялись с той же периодичностью. В результате Жан-жак де Меран отметил сходство с чередованием сна и бодрствования и предположил, что процесс имеет внутреннее происхождение.
- В 1834 году ботаник Огюстен Пирам Декандоль заметил и то, что движения повторяются с периодом в 22–23 часа, что почти равно длительности суток.
- В 1896 году Аллен Гилберт и Джордж Патрик определили, что при длительном недосыпании сонливость усиливается и ослабевает с периодичностью примерно в 24 часа.
- 1930-ые годы. Джеймс Аскил провел фундаментальные исследования «внутренних часов человека», для изучения он поместил добровольцев в условия полной изоляции от внешнего мира.
- В 1935 году существование циркадного ритма было обнаружено у плодовых мушек независимо Хансом Кальмусом и Эрвином Бюнингом.
Был ряд других исследований, которые в итоге привели к открытию этого явления.
Циркадные ритмы — это циклически повторяющиеся изменения биологических процессов в течение суток. Термин происходит от латинских слов «circa» — вокруг или около, и «dies» — день. То есть перевод термина «циркадные ритмы» звучит как «ритмы вокруг дня».
В результате ученые установили, что средняя длительность циркадных ритмов у человека — 24 часа 11 минут. Гормоны, изменяющиеся в течение суток влияют на настроение, активность, сон и общее состояние человека. При этом в исследованиях, проводимых в изоляции от внешнего мира, только с искусственным освещением было замечено, что длительность циркадных ритмов может изменяться: как удлиняться (до 25 и более часов) так и укорачиваться.
Есть ли выход в замкнутых пространствах? Основные сценарии для реализации «здорового» освещения
Если от использования искусственного освещения нарушаются биоритмы человека, то значит, что ситуацию можно исправить, если искусственное освещение будет изменяться подобно солнечному свету.
Пример изменения цветовой температуры солнечного света на протяжении дня
Считается, что на состояние человека влияют два основных фактора:
- Интенсивность. В течение суток освещенность изменяется: после восхода постепенно увеличивается, достигая своего пика, когда солнце в зените и плавно снижается с закатом.
- Цветовая температура. Утром и вечером цветовая температура света более тёплая, чем в полдень. В полдень она приближена к нейтральному или холодному свету.
Сравнение уровня гормонов с изменением естественного освещения
Биодинамическое освещение позволяет сымитировать эти процессы. Для его реализации используют возможности изменения цветовой температуры и диммирования освещения в зависимости от времени суток и естественной освещенности помещений. Такой подход снижает влияние искусственного освещения на биоритмы человека, снижает утомляемость и даже положительно влияет на ментальное здоровье.
Как реализовать на практике
Можно, конечно, установить светильники с разной цветовой температурой и включать их по очереди в разное время суток или даже использовать светильники с регулируемой цветовой температурой… Но этого недостаточно.
Для реализации биодинамического освещения нужно использовать автоматизированные системы управления освещением.
При составлении сценариев нужно ориентироваться не только на время суток, но и на естественную освещенность в помещении. Для этого нужно вводить в систему датчики освещенности. Это позволяет не только добиться нормируемой освещенности рабочих мест, но и экономить электроэнергию.
Светильники должны поддерживать возможность диммирования и плавного изменения цветовой температуры.
На бытовом уровне вы можете реализовать это с помощью «умных» светильников с управлением по Wi-Fi или ZigBee. В этом случае вы сможете составить подходящие сценарии в управляющей панели или приложении умного дома.
Для крупных проектов этот подход неуместен. В коммерческом освещении и освещении офисов обычно используются систему управления освещением на базе DALI, или «умные» системы на базе KNX и других протоколов.
Заключение
В последние годы увеличился спрос на биодинамическое освещение. Клиенты обращаются для реализации этой системы в офисах, магазинах, кафе.
Маркетологи преподносят биодинамическое освещение — это не только модная тенденция, но и эффективное средство снижения утомляемости, тревоги, вероятности возникновения депрессивных состояний, особенно в холодное время года.
Однако нет конкретных исследований о влиянии синего спектра освещения на биоритмы, здесь в большей степени исследованы влияние интенсивности света. Более того, зависимость влияния ИСТОЧНИКА освещения на человека, на момент написания этой статьи не исследовалась.
Сегодня большинство людей практически весь день находится перед экраном — телефона, планшета, компьютера. Производители гаджетов активно отреагировали на влияние искусственных источников света на самочувствие и зрение. В смартфонах и планшетах уже более 5 лет есть «ночной режим» или Night Shift при котором цветовая палитра изображения сдвигается в область теплых цветов. Об этом говорит, например, наличие у устройства сертификата TÜV Rheinland Low Blue Light, подтверждающая безопасность экрана для глаз.
Переключатель «ночного» режима дисплея
Возникает закономерный вопрос: что больше влияет на циркадные ритмы — воздействие освещения или экранов гаджетов?
А что думаете вы?
«Независимый» источник: https://habr.com/ru/companies/ua-hosting/articles/481740/
