Oświetlenie dostosowane naturalnego rytmu dobowego człowieka Przygotowane przez ISR Uniwersytet w Coimbrze Czerwiec 2017
Oświetlenie dostosowane naturalnego rytmu dobowego człowieka Konspekt: 1. Naturalny rytm dobowy człowieka 2. Korzyści dla efektywności i zdrowia użytkownika 2
1. Naturalny rytm dobowy człowieka Światło dzienne zmienia się zgodnie z cyklem naturalnym: Niski poziom oświetlenia i niska CCT (Correlated Colour Temperature) wczesnym rankiem Wysoki poziom oświetlenia i wysoka CCT w południe (do 10 000 K) Niski poziom oświetlenia i niska CCT wieczorem Skrajnie niski poziom oświetlenia i umiarkowana CCT przy świetle Księżyca 3
1. Naturalny rytm dobowy człowieka Naturalne zmiany światła słonecznego determinują ludzki zegar wewnętrzny zwany cyklem okołodobowym, który informuje nasz organizm kiedy jest czas snu, a kiedy czas czuwania. Ponieważ nasz rytm sen jawa jest bardzo ważny, jego rozregulowanie może mieć wpływ na: Układ odpornościowy Pamięć Zachowanie 4
1. Naturalny rytm dobowy człowieka Pojęcie rytmu dobowego wiąże się z cyklicznym systemem funkcjonowania ludzkiego organizmu, w wyniku którego organizm człowieka dostosowuje się do następujących cyklicznie okresów aktywności i stanu pasywnego (w przypadku człowieka są to odpowiednio dzień i noc), w cyklu o okresie około 24 godzin. Ludzki rytm okołodobowy a fundamentalne znaczenie dla naszej psychiki i w znacznym stopniu wpływa na zachowanie. Stale działające oświetlenie elektryczne, jakie stosujemy w naszych biurach i w domach, może wyłączyć nasze zegary wewnętrzne i spowodować problemy ze snem. 5
1. Naturalny rytm dobowy człowieka Brak dostępu do światła słonecznego zakłóca ludzki cykl biologiczny. 9% Inne 10% wypoczynek i sport 4% Posiłki 5% Dbałość o innych ludzi 4% Prace domowe 32% Sen Większość czasu spędzasz w pomieszczeniach! 36% praca zawodowa Słoneczny dzień 100 000 lux Pochmurny dzień 10 000 lux W biurze 500 lux Szkoła 300 lux 6
1. Naturalny rytm dobowy człowieka W obecnych czasach nie ma korelacji pomiędzy oświetleniem naturalnym i sztucznym, pod względem natężenia, barwy i dynamiki oświetlenia. Za mało światła w dzień Za dużo światła nocą Skutki: Słaba synchronizacja z cyklem dobowym i problemy z zegarem wewnętrznym, podobne do choroby samolotowej Problemy z cyklem sen - czuwanie Zakłócenia pracy układu hormonalnego Obniżenie nastroju, spadek produktywności, samopoczucia i uszczerbek na zdrowiu 7
1. Naturalny rytm dobowy człowieka Oświetlenie dostosowane do naturalnego rytmu dobowego człowieka projektuje się tak, aby poprawiać poczucie komfortu, zdrowie i samopoczucie jakie wynikają z wpływu oświetlenia. Światło działa na nasze widzenie, organizm i emocje. Z tego względu projekt oświetlenia powinien uwzględniać: Funkcjonalność oświetlenia Optymalne warunki oświetleniowe dostoswane do wykonywanego zadania tworzą optymalny komfort pracy i poprawiają koncentrację, kreatywność i efektywność. Oświetlenie biologicznie dostosowane Określa się je również jako zgodne z rytmem dobowym i projektuje się w taki sposób, aby wspomagać naturalny rytm snu i czuwania u ludzi, poprzez zastosowanie dynamicznego podejścia do kontroli i dostosowania składu widmowego, natężenia, czasu działania i rytmu oświetlenia w ciągu dnia i nocy. Oświetlenie emocjonalne (nastrojowe) Zapewnia warunki kameralne, poprawiające poczucie komfortu lub bezpieczeństwa. 8
1. Naturalny rytm dobowy człowieka Reakcja organizmu na oświetlenie Niedawne odkrycie w siatkówce ludzkiego oka komórek iprgc wskazuje na to, że maja one duże znaczenie w regulacji zegara biologicznego. Nowoodkryte komórki są najbardziej wrażliwe na widzialne światło niebieskie i nastawiają zegar wewnętrzny, który odpowiada za synchronizację naszego organizmu z zewnętrznym cyklem dzień / noc. Światło bogate w składnik niebieski stymuluje fotoreceptory iprgc, co powoduje zwężanie źrenic, uwalnianie dopaminy, serotoniny i kortyzolu, ale obniża produkcje melatoniny. 9
1. Naturalny rytm dobowy człowieka Obniżenie poziomu melatoniny - Siatkówka oka ludzkiego nie jest zbudowana tylko z pręcików i czopków, które maja decydujące znaczenie dla widzenia, ale zawiera również światłoczułe komórki iprgc. - W roku 2007 odkryto fakt, że te komórki zawierają melanopsynę i z tego względu są światłoczułe. Maksymalna czułość na działanie światła wpływającego na produkcje melatoniny ma miejsce dla długości fali 490 nm (niebieskie światło). Wówczas bowiem produkcja melanopsyny jest stymulowana szczególnie korzystnie. - Efektem tej stymulacji jest zwiększenie produkcji hormonu melatoniny w mózgu. Melatonina jest hormonem który odgrywa zasadniczą rolę w utrzymaniu rytmu dobowego u człowieka. Zwłaszcza wieczorem, gdy jesteśmy zmęczeni, we krwi pojawia się znaczny poziom melatoniny, który obniża się podczas snu, wyniku czego poziom melatoniny jest znacznie niższy rano. Światło dzienne, w którym składowa niebieska jest silna (szczególnie rano), również przyczynia się do obniżenia poziomu melatoniny. 10
1. Naturalny rytm dobowy człowieka Hormony regulujące rytm biologiczny Komórki igrgc wysyłają do mózgu sygnały regulujące produkcję hormonów. Rytm biologiczny jest regulowany przez następujace cztery hormony: Melatonina powoduje uczucie zmęczenia, spowalnia funkcje organizmu i obniża aktywność, działając na korzyść stanu wypoczynku. Kortyzol przeciwnie, jest hormonem stresu, produkowanym od około 3 nad ranem. Stymuluje on metabolizm i programuje organizm na tryb dzienny.. Serotonina działa jako stymulator i motywator. O ile poziom kortyzolu we krwi spada w ciągu dnia i w ten sposób działa przeciw-cyklicznie wobec melatoniny, to serotonina pomaga utrzymać poziom energetyczny organizmu.. Dopamina pełni ważną rolę w koordynacji mięśni, gotowości do działania i w działaniu układu odczuwania przyjemności. 11
Source: licht.de 12
Oświetlenie Zwiększanie natężenia oświetlenia zadaniowego zwiększa efektywność pracy. Ostrość widzenia zależy od natężenia oświetlenia: następuje poprawa o około 40% w wyniku zwiększenia od 50 d 500 luksów Poprawia koncentracje i czujność Słabe oświetlenie powoduje zmęczenie wzroku Badania dowodzą, że nawet stosunkowo słabe natężenie oświetlenia (~150 lx przy oku) wystarcza do wzbudzenia czujności i uruchamia Naturalny rytm dobowego człowieka. 13
Temperatur barwowa Wyższe temperatury barwowe (powyżej 5300 K) aktywują mózg i wzmagają koncentrację Niższe temperatury barwowe wywołują odprężenie i uspokajają. Mniejsze zmęczenie oka przy wyższych temperaturach (oko męczy się wolniej przy 6000 K niż przy 2700K) 14
Temperatura barwowa Ponieważ barwa jest ściśle związana z nastrojem stanowiącym psychologiczną reakcje mózgu, temperatura barwowa ma zasadnicze znaczenie. Wysokie temperatury barwowe (np... 5000 K lub wyżej) postrzegane są jako światło białe (tonacje niebieskie i zielone) Niższe temperatury barwowe (np. 2700-3000K) odbierane są jako ciepłe (tonacje żółte i czerwone) 15
Barwa światła Zielona jest barwą najbardziej dodającą otuchy. Daje poczucie stabilności, ale tylko gdy jest stosowana w delikatnych odcieniach.. Pomarańczowa jest silnym stymulatorem. Uspołecznia, ale równocześnie wspomaga aktywność. Czerwona symbolizuje aktywność i pasję, może również wzmagać apetyt. Różowa jest barwą kobiecości i ma kojący wpływy psychiczny. Fioletowa może prowokować odczucia duchowości, ale może być odbierana bardzo różnie pozytywnie lub negatywnie przez różne osoby. Niebieska daje mentalnie efekt kojący i doskonale nadaje się do redukcji poczucia obawy, zwłaszcza przy zastosowaniu cieplejszych odcieni barwy niebieskiej. 16
Dystrybucja światła Jasne oświetlenie powierzchniowe zlokalizowane w górnych partiach pola widzenia (takie jak jasne niebo) silniej stymuluje komórki igrgc. Efekt ten można uzyskać, stosując: Duże okna, świetliki i układy regulacji dopływu światła dziennego dla rozjaśnienie sufitu; Lampy o dużej powierzchni lub świecące sufity Lampy emitujące światło bezpośrednio na duże powierzchnie, w taki sposób, aby oświetlały sufit i górna jedną trzecią część ścian Podświetlane materiały przezroczyste, takie jak nad-świetlane sufity, świetliki dachowe, skrzynki oświetleniowe lub zasłony w formie siatek; Oświetlenie za pomocą pośrednich elementów wyposażenia pomieszczenia lub umeblowania. 17
Korzyści zdrowotne: Indywidualna maksymalizacja koncentracji i energii Poprawa jakości pracy i wydajności Mniej popełnianych błędów Mniejszy poziom stresu i wskaźnik absencji chorobowej Poprawa motywacji i zaangażowania pracowników Poprawa bezpieczeństwa i produktywności w miejscu pracy Dostosowanie rytmu biologicznego u osób pracujących na nocnej zmianie 18
Korzyści zdrowotne: Poprawa rytmu dobowego Poprawa jakości snu Poprawa stabilności emocjonalnej i mniej stanów depresyjnych Wsparcie dla układu odpornościowego Poprawa wydajności pracy personelu Zmniejszona absencja chorobowa wśród personelu 19
Zastosowania: Edukacja Znakomitym miejscem do stosowania regulowanego oświetlenia światłem białym są szkoły. W szkołach światło ma wpływ nie tylko na rytm okołodobowy uczniów i kadry, ale również działa na czujność podczas sprawdzianów i zadań na koncentrację. Nauczyciel może włączyć intensywne, zimne białe światło na czas takich zajęć, lub cieplejsze białe, przyciemnione dla odprężenia i rozmów w grupach. Właściwe oświetlenie rano, o wystarczającej jasności, wzbogacone w składowa niebieska, może pomóc w przygotowaniu się na resztę dnia. Nie ma znaczenia to, czy dana osoba jest uczniem podstawówki, czy nauczycielem. Oboje odniosą korzyści bezpośrednie i pośrednie. 20
Korzyści We wczesnych godzinach rannych, właściwe oświetlenie pomaga wybudzić się z mniejszym poczuciem senności. Dobrze oświetlone otoczenie pozwala wzmóc uwagę i koncentrację podczas nauki. Systemy oświetleniowe zapewniające wyższe natężenia światła i wyższe temperatury barwowe we właściwym czasie, pomagają poprawić długość casu snu i jego jakość, tym samym poprawiając efekty nauczania. Źródło: easylume 21
Zastosowania: Służba zdrowia W szpitalach i placówkach opiekuńczych dla osób starszych, pacjenci często cierpią z powodu zbyt małego dostępu do światła dziennego, z powodu choroby lub problemów z poruszaniem się. Spędzanie długiego czasu w zamkniętych pomieszczeniach może zaburzać rytm snu i czuwania. Placówki służby zdrowia powinny być dostosowane do naśladowania cyklu oświetlenia obejmującego wschód i zachód słońca oraz symulację rytmu oświetlenia dziennego. Efektem widocznym u pacjentów jest wyższy poziom aktywności w ciągu dnia, lepszy sen w nocy, krótszy czas regeneracji i zmniejszone zapotrzebowanie na antydepresanty. Źródło: lightingforpeople 22
Korzyści dla pacjentów: Zapobieganie wahaniom nastroju i depresjom Stabilizacja rytmu dobowego Korzystne samopoczucie fizyczne i psychiczne, w wyniku efektywnego wypoczynku nocnego. Zmniejszenie ilości środków nasennych. Korzyści dla personelu: Wyrównanie braków w dostępie do światła dziennego i przeciwdziałanie bezsenności Poprawa samopoczucia personelu. Mniejsze obciążenie personelu dzięki odpowiedniej aktywności pacjentów w połączeniu z fazami snu we właściwym czasie. Lepszy relaks wieczorami, mniej bólów głowy, mniejsze zmęczenie wzroku. Motywacja personelu wynikająca ze świadomości, że pacjenci otrzymują zindywidualizowaną opiekę. 23
Zastosowania: Biura: Ludzie spędzają większość czasu czuwania w zamkniętych pomieszczeniach. Dzięki temu, biura dają znakomitą możliwość dla wdrażania oświetlenia dostosowanego. Takie rozwiązania pozwalają osiągać poprawę energiczności pracowników i ich motywację. W krajach o małej podaży światła dziennego w miesiącach zimowych, zastosowanie dostrajanych lamp o świetle białym może zredukować poziom depresji zimowych, i innych emocjonalnych schorzeń sezonowych. Takie same nastawy oświetlenia mogą również powodować krótkotrwałe efekty poprawy koncentracji i skupienia uwagi, jeśli zostaną właściwie zastosowane. Oświetlenie w miejscu pracy, oprócz zapewnienia j ilości światła odpowiedniej do prowadzenia pracy, może również wspomagać czujność i uważność pracownika, jego nastrój, wzorzec stanów snu czuwania oraz stan zdrowia. 24
Korzyści Ekspozycja na światło o większym natężeniu może poprawiać samopoczucie pracownika i jego witalność, zarówno w dzień jak i w nocy. Zapewnienie efektywnego oświetlenia w rytmie dobowym, w ciągu dnia, może mieć pozytywny wpływ na jakość snu pracownika w nocy po dniu pracy. Nastawy systemu oświetlenia mogą wpływać na ocenę pracownika dotycząca oświetlenia i warunków pracy. Nastawy oświetlenia uwzgledniające potrzeby indywidualne pracowników, wykazują duże rozbieżności. Indywidualna regulacja oświetlenia pozytywnie wpłynie na zadowolenie z pracy. 25