Правильный свет в любое время дня и ночи

Светодиодная технология для применения в в производстве, быту, в сфере здравоохранения

Рисунок 1: в ритме с биологическими часами

За исследование циркадного ритма, которое в основном зависит от цветовой температуры и интенсивности света, была присуждена Нобелевская премия по медицине 2017 года.
Свет - это важный синхронизатор для внутренних часов (клеточные ритмы, циклы сна и бодрствования, рабочие ритмы органов). Кроме того, хорошо изучено влияние цветовой температуры (ЦТ) дисплеев с подсветкой на мобильных устройствах и компьютерах. Приложения, которые изменяют ЦТ на теплую белую, управляемую пользователем или по времени суток, например, ближе к концу дня, предназначены для того, чтобы уменьшить желание спать и т. д.

Влияние цветовой температуры является общеизвестным. Свет ощутимо влияет на жизнеспособность и здоровье человека. Состояние человеческого организма и все биологические процессы сильно зависят от естественного дневного света. Поскольку большая часть современной жизни происходит внутри зданий с использованием искусственного статичного освещения, человек лишён естественного течения дневного освещения.

Это особенно важно для таких областей, как здравоохранение, где люди - пациенты, да и персонал - как правило должны находиться в помещении в течение длительного периода времени, что, конечно, также актуальны для производственных помещений и офисов. Очевидно, что обычное искусственное освещение, в большинстве случаев, с неизменными статическими характеристиками, не является полезным для работоспособности и здоровья человека.

Циркадный ритм

Естественный ритм «день-ночь» заложен в организм для того, чтобы люди могли хорошо высыпаться и восстанавливаться в темное время суток, и быть активными в светлое время дня. В ходе эволюции человека наше тело развило биоритм на основе этой последовательности - это называется циркадным ритмом.

Помимо стволовых палочек и колбочек, которые отвечают за наше зрение, человеческий глаз также имеет так называемые невизуальные фоторецепторы, чувствительные к синим спектральным длинам волн, заметно влияющие на циркадный ритм. Эти рецепторы контролируют наш гормональный баланс, в частности регуляцию мелатонина, кортизола и серотонина, которые ответственны за нашу диаграмму сна и бодрствования. Именно здесь вступает в действие подлинное освещение, ориентированное на человека, основанное на так называемой PI-LED-технологии, с целью поддержания циркадного ритма человека и поддержания баланса естественного производства мелатонина.


Рисунок 2: Влияние различных цветовых температур на людей

Основополагающий принцип заключается в следующем:

• Холодный свет с высоким содержанием синего имеет активизирующий эффект и способствует выделению серотонина и кортизола, в то же время снижая содержание мелатонина. Физическое состояние, умственные способности и внимание значительно повышены.
• Теплый свет с очень низким содержанием синего не подавляет выделение мелатонина, тем самым способствуя расслаблению и регенерации. Особенно в том случае, если в белом свете присутствует повышенный процент красной части спектра.

Вдохновленный солнцем

Чем точнее искусственное освещение имитирует солнечный свет, тем приятнее и совершеннее мы ощущаем этот свет. Однако такое исключительное качество света не может быть достигнуто с помощью традиционных концепций освещения. Это выходит за рамки возможностей простой 2-канальной бело-белой системы, особенно из-за ограниченного диапазона ЦТ существующих технологий.
Предпосылки для имитации солнечного света
Цветовые температуры должны автоматически изменяться вдоль «кривой Планки» (Planckian locus), чтобы имитировать естественный дневной свет в течение дня (включая даже сезонные изменения), с диапазоном цветовой температуры от 1800 К («восход») до 16 000 К («синее небо»). И все это с непрерывным спектром и с высокой цветопередачей для высочайшей цветовой достоверности и индивидуального контроля цветов. Дополнительным требованием этого процесса является 100% калибровка и температурная компенсация для минимальных цветовых допусков.

Это может быть достигнуто на основе высококачественной 3-канальной PI-LED-технологии, состоящей из красного, синего и мятно-белого цветов, которые контролируются и оптимально подбираются с точки зрения температуры и интенсивности. Благодаря красному каналу возможна высокая цветопередача в индексе передачи красного цвета R9.
Комбинация возможных цветов позволяет выбрать настроение освещения. Управляя синим каналом независимо, можно также генерировать приятный желтый свет - например, для ночного света, чтобы избежать нежелательной активности, которая требуется в больницах и домах для престарелых.

Прямой и непрямой свет

Дневной свет - это всегда сочетание прямого солнечного света и рассеянного излучения с неба. Солнечный свет поглощается атмосферой в различной степени, в зависимости от длины волны. В среднем за год большая часть света достигает поверхности земли в форме прямого света; меньшая часть - это непрямой свет из-за молекул воздуха, аэрозолей или облаков, рассеивающих излучение. Только определенная часть этого полного солнечного излучения может быть воспринята человеческим глазом. Однако интенсивность энергии излучения сильно зависит от положения солнца в разное время дня и года. Решающим для решения, которое учитывает это, является автоматизированный контроль, который сам по себе учитывает время суток в течение года и степень широты.

Меланопический фактор действия

Изменение цветовой температуры и интенсивности дневного света - не единственные решающие факторы для синхронизации «внутренних часов». Другими важными элементами являются направление и плоскостность источника света, который достигает наших глаз. Биологически эффективное освещение учитывает все эти факторы. И, самое главное, все это происходит в нужное время суток. Это требует целостного подхода к проектированию, который также состоит из световой планировки, которая включает меланопический фактор.

по материалам www.led-professional.com