Напольный светильник WALDMANN Lavigo и светорегулирующая система Pulse VTL - биодинамическое освещение в офисе для поддержания физиологических функций организма

Фундаментальные исследования, проведенные в 80-90-х гг. прошлого века, показали, что световое излучение, проникая через орган зрения в мозг по так называемым незрительным каналам, может ощутимо воздействовать как на физиологию, так и на психику человека.

Свет – это первичный стимул, интенсивно влияющий на циркадную ритмику биологические часы, т.е. на функционирование так называемой циркадной системы гипоталамуса – незрительного отдела мозга. Под циркадными ритмами, протекающими за 24-часовой суточный период, понимаются изменения физиологических, биологических и поведенческих функции организма. Эти ритмы синхронизируются с динамикой световой среды окружающего мира с помощью упомянутых молекулярных часов. А на их работу решающим образом влияет свет, попадающий в глаза.

15 августа 2001 года может считаться значимой датой в исследованиях невизуального воздействия световых излучений на различные функции организма человека. В издании медицинского колледжа университета им. Джефферсона (США)- Journal of Neuroscience было опубликовано сообщение об открытии нового, пятого фоторецептора в сетчатке глаза – меланопсина.

Четыре давно известных светочувствительных рецептора – это 3 вида колбочек и палочки - обеспечивают видимость и различение цвета объектов предметной среды окружающего мира. Исследовательской группой руководил известный нейропсихолог и физиолог проф. Джорж Брейнард (George Brainard). Он так прокомментировал это событие:

Пятый, независимый от четырёх классических светочувствительных приёмников, имеет наибольшую чувствительность в голубом участке видимого спектра (диапазон длин волн λ=446-477 нм, λ _макс= 460 нм). Меланопсин может оказывать существенное влияние на уровень содержания в крови мелатонина - гормона усталости или сна. Эти новые ретинальные клетки, способные генерировать нервные импульсы, связаны с теми участками коры головного мозга, которые являются важнейшим центром регуляции нашей вегетативной нервной системы. Клетки меланопсина воспринимают информацию, поступающую в глаза вместе со светом, о времени суток (день или ночь), передают её по нервным каналам к гипотоламусу, а тот управляет процессами в организме, в том числе регулирует гормональный баланс (уровни мелатонина, кортизола и серотонина).

Так было установлено невизуальное действие света на организм человека.

Мелатонин - гормон усталости (или сна), к концу дня он снижает активность многих функций организма, как бы подготавливая его ко сну.

Кортизол – так называемый гормон стресса, повышающий активность и работоспособность организма (кортизол вырабатываемый корой надпочечников, участвует в регуляции углеводного, белкового и жирового обмена в организме, стимулирует распад белков и синтез углеводов).

Сератонин - гормон удовольствия, радости - работает в качестве нейротрансмиттера, он ответственен за более высокий уровень психологического и физиологического позитива в течение дня, улучшает настроение, действует мотивирующе.

Главная роль в регуляции процессов принадлежит кортизолу и мелатонину.
Наиболее чувствительны клетки меланопсина к световым излучениям с повышенной голубой компонентой - наибольшая чувствительность меланопсина приходится на диапазон длин волн λ=446-477 нм. (λ _макс = 460 нм).
Многие функции организма и его ритмические процессы связаны и в значительной степени определяются динамическими изменениями характеристик естественного освещения. Например, недостаток света в помещении днем (в рабочее время) может привести ночью к заниженному уровню гормона усталости - мелатонина, а это неизбежно сказывается на качестве сна и, как следствие, на следующий день – повышенная утомляемость и замедленные моторные реакции. 

Если свет, проникающий в орган зрения, не выполняет роль датчика тактовых импульсов для внутренних часов (сбой циркадной ритмики), то возникают весьма такие нежелательные последствия, как хроническая усталость, помехи сну или депрессивные состояния.

Биологическое действие света зависит от его цветового оттенка (цветовой температуры излучения), освещенности, равномерности освещения и направления падения света. Цветовая температура естественного света и освещенность динамически изменяются на протяжении дня. В первой половине дня голубая составляющая света подавляет выброс мелатонина и активирует организм.

Исследования показали, что вертикальная освещенность в плоскости зрачка от 500 до1500 лк уже является биологически действенной.

Направление падения достаточно рассеянного (не узкопучкового) света на глаза желательно сверху и спереди. Такой рекомендации соответствуют напольные светильники, располагаемые в офисах у каждой рабочей зоны.

В организме человека ежедневно по одинаковой программе протекают одни и те же процессы.

Внутренние часы (циркадная ритмика) определяют фазы сна и бодрствования, а также частоту сердечных сокращений, артериальное давление крови и самочувствие (настроение). Эта ритмика биологических процессов в значительной степени регулируется и поддерживается светом, проникающим в орган зрения.

Биодинамическое освещение (HCL- Human Centric Lighting) может реально позитивно повлиять на самочувствие и трудоспособность служащих в помещениях офисов с недостатком дневного света в светлое время суток, а также в осенне-зимний период, когда внутренние часы организма едва ли синхронизируются с динамикой естественного света.

В качестве примера профессионального решения проблемы биодинамического освещения в рабочих офисах ниже приводится описание напольного регулируемого светильника LAVIGO фирмы HERBERT WALDMANN, укомплектованного регулирующей системой PULSE VTL.

Размеры светильника и кривая силы света

Кривая силы света светильника LAVIGO: в верхнюю полусферу пространства излучается 80% от суммарного светового потока, в нижнюю зону - 20%.

Авторы светильника LAVIGO: дизайнер Jürgen Schubert, архитектор по интерьеру Jürgen Gendriesch (STRUCTURELAB Architekten, Дюссельдорф). Биодинамическая версия светильника LAVIGO с регулирующей системой Pulse VTL создана при тесном сотрудничестве с проф. докт. медицинских наук, дипл. инженером Гербертом Плишке (Herbert Plischke) – руководителем отделения Свет и здоровье светотехнического факультета Высшей технической школы Мюнхена (Hochschule München).

Основные характеристики напольного офисного светильника LAVIGO

• Суммарный световой поток (в обе зоны пространства) - 11 500 лм;
• Распределение светового потока (в стационарном, не регулируемом режиме): в нижнюю часть пространства, на рабочее место – 20%, в верхнюю зону, на потолок (отраженная компонента) – 80%;
• Суммарная потребляемая мощность – 94 Вт (коэффициент мощности - 0,966);
• Световая отдача - 122 лм/Вт;
• Средняя яркость рассеивающей панели < 2800 кд/м² (обобщённый индекс дискомфорта UGR < 16);
• Общий индекс цветопередачи - Ra>80;
• Микропризматический рассеиватель – панель из оптического поликарбоната;
• Встроенный блок Pulse HFMD - с датчиком присутствия и сенсором естественной освещённости;
• Встроенная схема Pulse VTL (VISUAL TIMING LIGHT) для реализации режимов биодинамического освещения в течение дня.
  

PULSE VTL (Visual Timing Light), управляя излучением светильника LAVIGO, воспроизводит в интерьере офиса динамику естественного дневного света, расширяя диапазон эмоциональных и эргономических аспектов качества освещения рабочего места.

Отраженная компонента - доля светового потока в верхнюю зону пространства ( на потолок) точно соответствует запрограммированному графику динамики дневного света в режиме реального времени: цветовая температура излучения изменяется от 5500-6500К (утром) до 2700-3000К к вечеру.

Прямая составляющая светового потока светильника – свет, падающий на рабочую зону стола, неизменно имеет нейтрально-белый оттенок с Т_ц = 4000К. Причём интенсивность освещения стола может регулироваться служащим в зависимости от индивидуальных предпочтений.

Верхняя и нижняя компоненты излучения светильника включаются, выключаются и регулируются автономно.

Изменение уровня двух основных гормонов в течение суток: синий – кортизол, оранжевый - мелатонин.

Режимы изменения условий освещенности в зависимости от времени суток

Утро

Утренний свет подавляет выделение гормона сна - мелатонина и усиливает к началу рабочего дня активность гормона кортизола за счёт активирующего действия освещения с повышенной голубой компонентой и высокой освещенности. Организм программируется на дневной режим бодрствования.

Светильник излучает в верхнюю часть пространства, на потолок с Т_ц до 6500К. Освещенность повышена (автоматическая регулировка). В нижнюю зону, на рабочий стол падает прямой свет с нейтрально-белым оттенком - Т_ц = 4000К; освещенность регулируется индивидуально, в зависимости от потребности сотрудника.

Полдень

Уровень кортизола в течение дня постепенно снижается. В полуденное время, как и ранее, наблюдается достаточно хорошая работоспособность и производительность умственного труда. Освещение и далее должно содержать достаточную активирующую голубую компоненту, что и обеспечивает светорегулирующая система Pulse VTL.

Послеобеденное время

В послеобеденный период уровень кортизола уже заметно снижен, активная фаза труда приближается к финишу. Усиление выброса мелатонина к этому времени нежелательно. В этот переходной период рабочего дня целесообразно освещение рабочего места нейтральным (смешанным) светом. Освещенность постепенно и умеренно снижается.

Вечер

Повышенный выброс мелатонина приводит к ощущению усталости и снижению активности. Если в течение дня организм получал достаточно много яркого белого света, то к ночи уровень мелатонина повышается. Переход к фазе отдыха и последующего сна должен сопровождаться снижением яркостей в поле зрения (общей освещенности) и релаксирующим освещением с увеличенной теплой (красной) долей в излучении светильников.