Биодинамично осветление

01.10.2007, Брой 10/2007 / Технически статии / Осветление

 

Същност, основания за използването му, характеристики, светлинни източници и пуско-регулираща апаратура

Светлинният комфорт е сред параметрите на микроклимата, който години наред оставаше на заден план след отоплението и климатизацията на работните и жилищните помещения. Промяната в отношението към осветлението се дължи в голяма степен на достатъчно красноречивите резултати от направени проучвания, които показват еднозначно, че осветлението оказва сериозно влияние върху работоспособността и здравето на хората. Съвсем логично, през последните години водещи компании и специалисти в областта на осветителната техника насочват усилията си към разработване на системи за изкуствено осветление, които максимално се доближават като светлотехнически характеристики до слънчевата светлина. Постепенно в професионалния речник на специалистите навлезе терминът биодинамично осветление. От чисто техническа гледна точка, две са основните характеристики на концепцията за биодинамично осветление - плавно регулиране на интензитета на светлината и плавно регулиране на цвета на светлината, респективно на цветната температура. Обект на статията са същността и спецификите в изграждането на системи за биодинамично осветление във връзка с физиологичните особености на зрителното възприятие у човека.

Характеристики


› Реклама



на дневната светлина

Сутрин светлината е „по-топла”, т.е. с по-ниска цветна температура (преобладаващ червен цвят) и с постепенното издигане на слънцето над хоризонта тя става все по-бяла, т.е. цветната температура се повишава, докато на обяд вече е съвсем „студена”, почти синкава на цвят, с максимална цветна температура. На фиг. 1а е показана светлината рано сутрин, а на фиг. 1б - привечер. Спектралната крива на излъчване на дневната светлина би могла да се види на фиг. 2.

Дневната светлина е бяла, тъй като е резултат от смесването на спектрални излъчвания, съответстващи на всички дължини на вълните от видимия електромагнитен спектър. Тя е различна в различните годишни сезони, при изгрев и залез слънце, на обяд, на различни надморски височини и географски ширини. Поради това като еталон за дневна светлина се приемат характеристиките - индекс на цветопредаване Rа = 100 и цветна температура Тцв = 6500 К. Съвместно с дневната светлина до земната повърхност достигат инфрачервени и ултравиолетови лъчения. В табл. 1 са представени характеристики - дължина на вълната и плътност на лъчистия поток, характерни за различни видове лъчения - видими, ултравиолетови и инфрачервени. От стойностите в таблицата е видно, че 48% от лъчистия поток, излъчен от Слънцето, който достига земната повърхност, се излъчва във видимата част на спектъра, т.е. 48% е дневната светлина, 6.5% е делът на ултравиолетовите излъчвания (ултравиолетовите лъчи от тип A създават загара върху човешката кожа, докато ултравиолетовите лъчи от тип C се приемат като канцерогенно излъчване). Делът на инфрачервените излъчвания е 45.5%.

Влияние на светлината

върху биологичния цикъл

Биологичният ефект на дневната светлина е известен от древността. Чрез хелиотерапията, т.е. чрез директно излагане на човешкото тяло на слънчева светлина, са се лекували редица заболявания. Приложението на хелиотерапията продължава до 1930 г., когато се открива пеницилинът и постепенно фармацевтичните препарати изместват лечението с хелиотерапия. Различни открития в биологичната и медицинската сфери през последните десетилетия водят до преоценка на значението, което дневната светлина оказва върху самочувствието и здравето на хората. През 2002 г. бе открита нова фоторецепторна клетка в човешкото око, чрез която се осъществява връзката му с част от мозъка, наречена биологичен часовник. Посредством тази фоторецепторна клетка се генерират сигнали, чрез които се управляват биологичните цикли в човешкия организъм чрез телесната температура, бдителността, хормоните кортизол и мелатонин. До откриването на новата фоторецепторна клетка, човешкото око се е възприемало само като орган за виждане, но вече се знае, че чрез светлината се контролира голяма гама от биохимични процеси в човешкото око.




Денонощният цикъл светло - тъмно оказва влияние върху биологичния часовник, чрез който се регулират някои основни хормони, а именно кортизолът (хормон на стреса) и мелатонинът (хормон на съня). Кортизолът се увеличава сутрин и подготвя тялото за дейностите през деня. Нивото на хормона остава достатъчно високо през целия ден, спадайки до минимум в полунощ. Нивото на мелатонина (хормона на съня) пада в сутрешните часове, намалявайки сънливостта. Той нараства отново привечер, подпомагайки здравословния сън, докато кортизолът е в своя минимум. Съвременните схващания за здравословен начин на живот се базират именно на схващането този ритъм да не бъде нарушаван. Естествената утринна светлина спомага за синхронизиране на вътрешния телесен часовник на човека с 24-часовия цикъл светло-тъмно. На фиг. 3 е представен 24-часовият ритъм на човешкото тяло за две денонощия, на фиг. 4 - типичният дневен ритъм на човек от изгрев до залез слънце. На фиг. 5 може да се види биологичният часовник на човека като състояние на основните показатели на човешкото тяло в продължение на едно денонощие.

Физиологични регулатори

на визуалния ефект

Фоторецепторните клетки в ретината на човешкото око, конусовидни и пръчковидни, регулират визуалния ефект на човека. От резултантните химически реакции възниква електрически импулс в нерва, съединяващ фоторецепторните клетки със задната част на кората на главния мозък. На фиг. 6а са показани криви на спектрална чувствителност на окото, Vl за система от конусовидни клетки (фотопично зрение) - плътна линия, и V`l за системата от пръчковидни клетки - пунктирана линия. Пръчковидните тела функционират в условия на изключително ниски нива на осветление (скотопично зрение) и не позволяват цветно зрение. Конусовидната система е отговорна за остротата на зрението, както и за детайлите и цвета. За всички ситуации на вътрешно осветление, определящи в много голяма степен са конусовидните тела. Чувствителността на конусовидните и пръчковидни системи се изменят с промяна на дължината на вълната на светлината и по този начин и с цвета на светлината. Това е показано на фиг. 6а, където са представени кривите на спектрална чувствителност V`l за пръчковидна система. Кривата Vl за конусовидна система е основополагаща за всички мерни единици на светлината - лумен, лукс, кандела. Нарича се фотопична система. Както може да се види от кривата Vl, окото не е много чувствително спрямо много силна синя и червена светлина и показва максимална чувствителност за зеленикаво-жълта светлина.

На фиг. 6б е показана крива за спектрално биологично действие (реализирана на база потискане на мелатонина) в синьо и спектрална крива за визуална чувствителност на окото (в червено).

Биологична и визуална

чувствителност

Сравняването на двете криви на фиг. 6б показва, че биологичната чувствителност за различна дължина на вълната на светлината е доста различна от визуалната чувствителност. Докато максималната визуална чувствителност се намира в жълто-зеления диапазон на дължината на вълната, максималната биологична чувствителност е в диапазона на синята светлина на спектъра. Тези явления имат съществено значение за определяне на безопасното, здравословното осветление.


 

Лабораторни тестове за влиянието на изкуствената светлина с повишено съдържание в синята част на спектъра са извършени през 2002 г. с участието на университетите Сори (Великобритания), Джеферсън (САЩ) и Айндховен и Грьонинген (Холандия). В исторически аспект концепцията за динамично осветление е представена първоначално от Philips през 2003 г.

Същност на биодинамичното

осветление

Идеята за динамично осветление е заимствана от природата. Ритъмът ден-нощ, смяната на годишните времена (пролет, лято, есен и зима), промяната на метеорологичните условия създават светлинни ситуации, които са силно променливи. Динамичната светлина, динамичното осветление се характеризират с динамичен характер на осветлението, базирано на плавно регулиране на нивото на осветеност и на цвета на светлината във вътрешни осветителни уредби. Работещите в условията на динамично осветление могат да настроят параметрите на уредбата съгласно своите вкусове и желания. Също така динамичното осветление може да бъде пригодено към съвременните динамични производствени процеси. На фиг. 7 е показана връзката между състоянието и дейностите на човека при различно въздействие на светлината.

Предимства на

биодинамичното осветление

Сред основните предимства на биодинамичното осветление е пресъздаването на естествените условия в затворени работни помещения. Част от помещенията в съвременните бизнес сгради са изцяло лишени от достъп на естествена светлина, в които използването на биодинамично осветление създава благоприятни възможности за труд и почивка. Друго предимство на системите за биодинамично осветление е възможността за създаване на различни светлинни сцени в зависимост от възрастта на работещите; вида на зрителната работа и индивидуалното психическо състояние на работещите. Счита се, че биодинамичното осветление оказва благоприятно влияние върху биологичния ритъм на хората и предпоставка за повишаване работоспособността на работещите. Възможностите за повишаване работоспособността на човека под въздействието на светлината са илюстрирани на фиг. 8. Направени анализи свидетелстват, че използването на биодинамично осветление способства за намаляване на необходимото време за извършване на дадена дейност (фиг. 9). Установено е, че спектърът на изкуствената и дневната светлина оказват влияние върху чувството на умора - високите стойности водят по-висока степен на умора и обратното, ниските - до по-ниска степен на умора. Влиянието е илюстрирано на фиг. 10.

Източници и ПРА

за биодинамично осветление

Осветителните уредби за биодинамично осветление обикновено се изпълняват от трилампови луминесцентни осветители с различна цветна температура. Всяка лампа е с димируема електронна пуско-регулираща апаратура (ЕПРА). В табл. 2 са представени цветните температури и максималната осветеност, които се реализират в помещение с размери 7.2/7.2/3 метра и коефициенти на отражение на тавана и стените съответно под 0.7/0.5/0.2 от един трилампов осветител 3хТ5.54 W 865/827/865р, т.е. обхващащ два броя лампи, тип Т5 с мощност 54 W за всяка лампа, излъчващи бяла светлина - тип дневна 865 с цветна температура Тцв. = 6500 К и средна лампа, излъчваща топла-бяла светлина 827 с цветна температура Тцв. = 2700 К.

По принцип осветителните уредби за биодинамично осветление се изпълняват с осветители от този тип. Различните цветни температури и осветености се реализират посредством специален контролер или индивидуално чрез дистанционно управление на светлинния поток Фm.

Наред с развитието на биодинамичното осветление, при което, както бе подчертано, се изменя както цветната температура, така и нивото на осветеността, са разработени и специални луминесцентни лампи, които се базират на откритието на третия фоторецептор и въздействието върху него на синята светлина. Този тип лампи излъчват естествена студено-бяла светлина, която съдържа повече синя светлина. Когато се използват за индиректно осветление (насочени към тавана), тези осветители съдържат реален ефект за синьо небе, т.е. създава се илюзията, че в помещението има естествена дневна светлина. Изпитания с подобни лампи показват увеличение на производителността на труда с повече от 10%, благодарение на постигнатите по-висока активност, жизненост и съсредоточеност.



 

 

ОЩЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМАТА

Видеодиагностика и инспекция на тръби и каналиТехнически статии

Видеодиагностика и инспекция на тръби и канали

Видеодиагностиката на тръби и канали е традиционен метод за проверка на състоянието и изправността на ВиК системите. Мониторингът и инспекцията на тръбопроводите посредством видеокамера са ключови при диагностициране и превенция на различни проблеми като течове, запушвания и миризми и спомагат за предотвратяването на тежки аварии при влошено състояние на тръбната инфраструктура.

Съвременната видеодиагностика на тръбопроводите и канализационните системи обикновено се осъществява с цифрова камера, прикрепена към гъвкаво жило, което прави възможно въвеждането на камерата във вътрешността на тръбопроводните системи. Все по-често в практиката се използват и роботизирани системи с дистанционно управление, които позволяват проверка на проходимостта и състоянието на тръби и канали с по-голям диаметър.

Климатични и вентилационни камери хигиенно изпълнениеТехнически статии

Климатични и вентилационни камери хигиенно изпълнение

Климатичните и вентилационни камери са съществена част от много сградни ОВК инсталации. От тяхната ефективност и функционалност пряко зависи качеството на въздуха нататък по системата.

В широка гама приложения, като болници, чисти стаи, фармацевтични и електронни производства, предприятия от ХВП и т. н., изискванията към чистотата на въздуха са изключително високи. В такъв тип обекти обикновено се инсталират климатични и вентилационни камери в хигиенно изпълнение.

Сценично LED осветлениеТехнически статии

Сценично LED осветление

През последното десетилетие пазарът на светодиодно осветление отбелязва сериозен ръст, а LED осветителите навлизат във все по-широка гама от приложения, включително в сценичната осветителна техника. LED осветителите са съвременна алтернатива на халогенните или газоразрядни лампи с висок интензитет, използвани традиционно в сценичното оборудване.

Причини за това са динамичното развитие на технологията и множеството й предимства. Сред тях са по-високата светлинна мощност и по-ниската консумация на енергия на LED осветителите в сравнение с конвенционалните варианти. Достъпната цена на светодиодите допълнително разширява приложната им област в сценичното изкуство.

Носими устройства в сградната автоматизацияТехнически статии

Носими устройства в сградната автоматизация

Иновационният скок при персоналните мобилни устройства и приложения създаде широк набор от нови възможности за управление на
умните системи в домовете и сградите. Плавно и логично сградната автоматизация се сля със сегмента носима електроника,
доминиран доскоро от фитнес тракерите и крачкомерите.

Приложенията на устройства като смарт гривни, часовници и очила в управлението на интелигентни платформи за сградна и домашна автоматизация през идните години се очаква прогресивно да нараства.

Проектиране на водопроводни системи за многоетажни сградиТехнически статии

Проектиране на водопроводни системи за многоетажни сгради

В контекста на водопроводните системи терминът "многоетажни" се прилага за сгради, които са твърде високи, за да бъдат водоснабдявани чрез нормалното налягане на обществената водопроводна мрежа.

Водоснабдяването в типична двуетажна сграда от 8-12 метра може да се осигури при нормални условия, но по-високите сгради се нуждаят от системи за повишаване на налягането.

Мобилни приложения за сигурност в домаТехнически статии

Мобилни приложения за сигурност в дома

Технологичното развитие в областта на системите за сигурност, интелигентните сградни решения и персоналните мобилни устройства значително трансформираха концепцията за защита на дома.

Мобилните приложения в сферата на сигурността за жилищни и сградни приложения са сравнително нов продуктов сегмент в сферата на домашната автоматизация, но все по-убедително се нареждат сред търсените от потребителите решения.


АБОНИРАЙ СЕ БЕЗПЛАТНО СЕГА

 

Уеб дизайн от Ей Ем Дизайн. Списание ТД Инсталации. TLL Media © 2018 Всички права запазени. Карта на сайта.

Top