РадиоЛоцман - Все об электронике

Реализация освещения, ориентированного на человека

Журнал РАДИОЛОЦМАН, май 2019

Yoelit Hiebert

EDN

Концепция освещения, ориентированного на человека (human-centric lighting – HCL), берет свое начало с первой половины 1920-х годов, когда в человеческом глазу был обнаружен третий тип рецепторов, дополняющий колбочки и палочки и позволяющий нам воспринимать уровни цвета и освещенности. В сетчатке глаза также находятся светочувствительные ганглионарные клетки, которые влияют на суточные биоритмы. Эти клетки связаны с центрами физиологического контроля организма и особенно восприимчивы к световым волнам синей части видимого спектра, которые являются значительной составляющей солнечного света (Рисунок 1).

Репрезентативная спектральная плотность мощности дневного света; синие волны являются важным компонентом, особенно в ясные дни. (Источник: Tech Sensitive).
Рисунок 1. Репрезентативная спектральная плотность мощности дневного
света; синие волны являются важным компонентом, особенно в
ясные дни. (Источник: Tech Sensitive).

В 1980-х годах начались исследования биологических реакций человека на уровень освещенности и длину световой волны, наряду с изучением влияния освещения на настроение, производительность, бодрость и остроту зрения, а также на суточный биоритм. Эти исследования привели к пониманию того, что не весь белый свет одинаков, и что холодный и теплый белый свет по разному влияют не только на восприятие нами окружающей среды, но также и на наши физиологические реакции.

Не случайно рестораны высокого класса, как правило, освещены приглушенным теплым белым светом, чтобы наша еда (и мы) выглядели лучше и поощряли чувство расслабленности и отдыха (возможно, способствуя увеличению суммы счета).

Суть концепции HCL заключается в изменении качества света, идущего от осветительных приборов, для имитации различных свойств естественного освещения в разное время дня. Светодиоды являются первыми общедоступными источниками света, которые можно регулировать, легко изменяя как цветовой спектр, так и уровень освещения, что позволяет им играть уникальную роль в оптимизации HCL для различных условий и сред.

Пока что наибольшее распространение принципы HCL получили в авиаперевозках. Похоже, что салоны всех новых коммерческих самолетов оснащены светодиодным освещением, часто с приятным фиолетовым оттенком. Пассажиры могут также заметить, что в течение продолжительного полета освещение салона меняется; теплый белый свет во время еды и темно-фиолетовый, способствующий сну, сменяются фиолетовым или синим светом во время посадки. А для минимизации нарушения суточного ритма организма при длительном перелете через несколько часовых поясов, по мере приближения полета к завершению, освещение салона может постепенно переходить в режим имитации восхода солнца.

Но наилучшим образом потенциал HCL в настоящее время реализован в больницах и центрах по уходу за больными или пожилыми людьми. Считается, что HCL помогает поддерживать естественный цикл сна, уменьшает беспокойство пациента, способствует выздоровлению, концентрирует внимание медсестер и других попечителей, работающих ночью, улучшает остроту зрения во время осмотра.

Это достигается с помощью запрограммированного освещения различного спектрального состава, настраиваемого программно и вручную, в зависимости от желаемого результата. Например, для поддержания нормального цикла сна освещение в комнате пациента может изменяться по расписанию, обеспечивающему более холодный белый свет в течение дня и переход к более теплому белому вечером.

В то же время при осмотрах или экстренных случаях освещение можно менять вручную, чтобы повысить остроту зрения. Более сложные системы HCL могут делить пространство на зоны с запрограммированным протоколом освещения для каждой, учитывающим количество дневного света и предполагаемое использование этой части пространства. (Например, освещение будет разным в зоне для посетителей в больничной палате и зоне, где находится кровать пациента, или в помещении медсестринского персонала и в коридорах на этажах).

Другие сферы, в которых в настоящее время применяются концепции HCL, включают образовательные учреждения, в которых освещение, к примеру, может настраиваться на более теплый белый свет во время сна. Или же это могут быть офисные помещения, где холодное белое верхнее освещение сочетается с индивидуально настраиваемым рабочим освещением, что помогает повысить концентрацию внимания, поднять производительность труда и обеспечить комфорт для глаз.

Реализация HCL объединяет изделия, специально разработанные для этой задачи, с высоким уровнем проектирования систем освещения, включая как автоматическое, так и ручное управление, встроенное в сети верхнего уровня.

Светодиодный модуль для HCL, разработанный Ledmotive. (Источник: Ledmotive).
Рисунок 2. Светодиодный модуль для HCL, разработанный
Ledmotive. (Источник: Ledmotive).

Например, система HCL, созданная Ledmotive (Рисунок 2), включает в себя светодиодный модуль, в котором используются семь независимых цветовых каналов для статического или динамического воспроизведения любой спектральной конфигурации, практически свободной от УФ или ИК составляющих излучения (Рисунок 3). Модули, встроенные в осветительные приборы, затем подключаются через шину к концентратору для связи с контроллером сети освещения или с системой управления зданием.

Спектральное распределение мощности излучения семи независимых каналов модуля Vega 07.
Рисунок 3. Спектральное распределение мощности излучения семи
независимых каналов модуля Vega 07.

Потенциальная возможность HCL изменить нашу жизнь к лучшему – это захватывающая перспектива, но важно помнить, что, несмотря на углубление наших знаний о том, как световые спектры и уровни освещенности влияют на организм человека, отдельные результаты их воздействия предсказать невозможно. Тем не менее, согласно прогнозам BIS Research, рынок изделий и систем HCL к 2024 году достигнет почти 4 млрд долларов.

Перевод: Дмитрий Леканов по заказу РадиоЛоцман

На английском языке: Implementing human-centric lighting

Для комментирования материалов с сайта и получения полного доступа к нашему форуму Вам необходимо зарегистрироваться.
Имя
Фрагменты обсуждения:Полный вариант обсуждения »
  • И у нас все это известно. Только никто этим не занимается на научном уровне и тем более не применяется это на практике. В магазинах лампы 2-3 цветовых температур независимо от технологии. В лечебных, школьных, дошкольных и других учреждениях никто не заморачивается HCL. Главное, чтобы было освещение не меньше установленной яркости и не мерцало. Даже на цветовую температуру особо не смотрят, что уж тут про спектр говорить...