Тенденции в биодинамичното осветление

17.09.2018, брой 6/2018 / Технически статии / Осветление

  • Тенденции в биодинамичното осветление
  • Тенденции в биодинамичното осветление
  • Тенденции в биодинамичното осветление
  • Тенденции в биодинамичното осветление
  • Тенденции в биодинамичното осветление

Технически статии

 

Технологиите в областта на осветлението непрекъснато еволюират, създавайки множество нови ползи за потребителите в жилищния, търговския и офис сектор. Сред тях са подобрената енергийна ефективност и повишената гъвкавост по отношение на внедряването и управлението. Паралелно с това все по-голямо внимание се отделя на влиянието на светлината върху човешкия организъм и в частност – на ефекта му върху емоциите, благосъстоянието и работоспособността на индивида.

Нарастваща популярност през последното десетилетие добиват концепциите за биодинамично осветление, базирани на биологичните потребности на човека и цикличните промени в природата – редуването на ден и нощ и смяната на сезоните. В тези концепции са взети предвид резултатите от множество научни изследвания в областта, които безспорно доказват, че цветната температура и общите нива на осветеност в дадено затворено помещение оказват забележим ефект върху настроението. Биодинамичното осветление (Human Centric Lighting, HCL) използва за база естествения биологичен режим на организма и денонощния цикъл светло – тъмно. В съответствие с физиологичните особености на зрителното възприятие у човека, за да бъде реализирано биодинамично осветително решение, цветната температура и интензитетът на изкуственото осветление трябва да бъдат регулирани плавно, така че да наподобяват максимално естествената светлина в природата.

Денонощният ритъм на организма може да бъде подпомогнат посредством използването на “по-топла” светлина (с по-ниска цветна температура) и по-нисък интензитет сутрин и вечер, която действа отпускащо, и на “по-студена” (по-бяла) светлина в рамките на работния ден с цел ободряване и подобряване на продуктивността. Според редица специалисти в сферата на осветителната техника възможностите за усъвършенствано управление на осветлението, които се разкриват с все по-масовото навлизане на светодиодните осветители в практиката, значително разширяват приложната област на биодинамичните осветителни решения.

Основи на концепцията
Биодинамичното осветление далеч не е нова тенденция в осветителната индустрия. Научни изследвания в областта се провеждат повече от четвърт век, а влиянието на светлината върху емоционалното състояние, комфорта, здравето и работоспособността на индивида е многократно доказано. Още в началото на 90-те години на миналия век учените забелязват и започват да изучават ефекта на светлинната терапия при лечението на т. нар. сезонно афективно разстройство, което се проявява у много хора при смяната на сезоните. С намаляването на броя часове дневна светлина през зимата например човешкият организъм бива изложен на по-дълги периоди тъмнина, с което се свързват различни симптоми като липса на енергия, лошо настроение и раздразнителност. Експериментите показват, че ярката изкуствена светлина влияе позитивно върху пациенти, засегнати от тази специфична форма на депресия.

Концепцията за биодинамично осветление е пряко свързана с откриването на нов фоторецептор в човешкото око през 2002 г., който осъществява връзка с онази особена част на мозъка, наречена биологичен часовник. Тези фоточувствителни клетки в окото не са отговорни за зрителното възприятие, а за производството на хормона мелатонин, чиито нива се променят с прехода от светло към тъмно. Изследването сочи още, че интензитетът на светлината и нейната температура могат да повлияят на производството и на други различни хормони като допамин, серотонин и кортизол, които контролират важни аспекти от дейността на човешкия организъм. Например секрецията на мелатонин води до сънливост, която може да осигури по-добър сън и по-ниска телесна температура. В биодинамичните концепции определящ е денонощният ритъм на човешкия организъм, ориентиран към наличието на дневна светлина, който регулира фазите на бодърстване и сън. В този смисъл основната идея зад биодинамичното осветление е да имитира естествения модел на излагане на човека на слънчева светлина и да следва стриктно биологичния му ритъм чрез оптимално адаптиране на яркостта, интензитета, цвета и динамиката на изкуственото осветление. Така на пазара се предлагат например LED осветителни системи, които излъчват както топла бяла, така и студена бяла светлина. В комбинация със съответното дигитално контролно решение, подобни системи позволяват персонализирано биодинамично осветяване в съответствие с дневния режим на потребителя. Плавната промяна на цвета и интензитета на осветлението може да бъде настроена така, че да симулира напълно точно естествената светлина в хода на денонощието.





Тенденции в управление на осветлението
Сред водещите тенденции в сегмента биодинамично осветление са автоматизираните системи за управление. Те представляват интелигентни мрежово-базирани решения, които осъществяват комуникация между множество входни и изходни устройства и сигнали с помощта на един или повече централни контролера. Тези устройства може да включват релета, сензори за присъствие, ключове и контролни панели със сензорен екран, както и сигнали от други сградни системи, например отоплителни, вентилационни или климатични инсталации. Настройката на системата може да се извършва както локално на ниво устройство, така и централизирано посредством персонален компютър със съответния софтуер или други интерфейсни устройства.

Автоматизираните системи за управление на осветлението се използват все по-масово както в интериорното, така и в екстериорното осветление, в жилищния и търговския сектор, в офис осветлението и т. н. Основна цел на този тип платформи е да оптимизират потреблението на енергия и да увеличат икономиите. Освен традиционното димиране, което може плавно или стъпково да променя интензитета на светене на даден осветител или група осветители, от сравнително скоро системите за контрол на осветлението предлагат и промяна на цветната температура. В концепциите за биодинамично осветление настройката на тези параметри се регулира основно с помощта на сензори за дневна светлина, които подобряват светлинния комфорт в затворените помещения в синхрон с биологичния режим на организма.

Еволюция на осветителните технологии
Все повече производители на осветителна техника предлагат осветители с възможност за регулиране на цветната температура. Първите подобни модели на пазара включват множество флуоресцентни тръбички с различни цветови температури, смесени в желаното съотношение. Този подход изисква два контролируеми баласта на осветително тяло. Днес светодиодните осветители с опция за настройка на температурата на светлината вече са в масова употреба. Чрез регулиране на относителните интензитети на излъчващите топла и студена светлина светодиоди потребителите могат да променят цветовата температура на устройството. Дебелината на фосфорния слой, заедно с дължината на вълната на синия светодиоден чип, оказва влияние върху това с каква цветна температура излъчва LED осветителят.

На базата на тази технология изкуственото осветление може да бъде лесно програмирано да отговаря максимално на цветната температура на дневната светлина в различни периоди от деня. Приложенията на биодинамичните концепции са много и разнообразни, включително в жилища, офиси, училища, ясли и детски градини, болници и здравни заведения, индустриални и търговски обекти, молове и т. н.




Пазарни тенденции
Съгласно актуална пазарна прогноза на агенцията за проучвания BIS Research за глобалния пазар на биодинамично осветление в периода 2018-2024 г., той се очаква да достигне близо 4 млрд. щатски долара, нараствайки с комбиниран годишен темп на растеж от 35,2%. Сред факторите, стимулиращи ръста в приложенията на решения за биодинамично осветление според маркетинговите анализатори, са все по-масовото осъзнаване на ползите от концепцията, съвместните усилия на производителите и дистрибуторите да я наложат, както и нарастващото използване на светодиодно осветление. От агенцията отчитат, че делът на биодинамичното осветление нараства на фона на общия пазар на осветителни решения в световен мащаб и се очаква тази тенденция да се запази трайно и през идните години.

Европа е водещ регион по отношение на броя внедрявания на биодинамични осветителни системи, а основна заслуга за това имат местните регулаторни органи и институции, сочи още проучването на BIS Research. Сред основните приложни сфери на концепцията е секторът на здравеопазването, където използването на биодинамични осветителни технологии предстои допълнително да се разширява във връзка с множеството ползи от светлината върху здравето и комфорта на пациентите, сочат данните на маркетинговата фирма. Според доклада решения за динамично осветление все по-често се прилагат при болни от деменция и Алцхаймер, както и в старчески домове. Разширяване на приложенията на такива системи през следващите 5 години се очаква основно в сфери като образование и търговия, както и в много жилища и работни зони.

Тенденции в офис осветлението
Многобройни проучвания доказват, че адаптираното към биологичния часовник на индивида осветление влияе положително върху концентрацията, мотивацията и работоспособността на офис служителите. Съгласно резултатите от провежданите в областта изследвания конферентните зали, столовите и помещенията с малко количество дневна светлина са особено подходящи за прилагане на концепции за биодинамично осветление. Такива осветителни решения в офис сградите са силно препоръчителни в приемните, стаите за видеоконферентна връзка, лобитата и коридорите, както и в кафенетата и зоните за отдих и почивка.

Тъй като фоторецепторите, свързани с биологичния ни часовник, се намират в долната част на ретината, светлината в офисите трябва да бъде “падаща” – отгоре надолу и отпред спрямо работното място. Осветителните тела с голям обхват, оборудвани с лампи, които излъчват топла бяла и дневна светлина и позволяват плавно регулиране, е препоръчително да бъдат прилагани за общо осветяване на офис пространствата. В комбинация с тях могат да се използват и персонални биодинамични установки на всяко работно място.
Интересно решение са свободностоящите осветители, които се съчетават със системи за автоматичен визуален контрол на осветлението в съответствие с количеството дневна светлина навън към момента. Те включват интегрирани сензори за дневна светлина и за присъствие, които гарантират наличието на осветление, винаги когато е необходимо. Това обхваща и нестандартни нециклични сценарии, провокирани основно от промени в климатичните условия. Такъв е случаят например когато навън се заоблачи значително или пък се стъмни поради приближаваща буря, независимо, че часовникът на системата показва обед.


 

Биодинамика в индустриалния сектор
В индустрията работниците често страдат от синдром на нерегулярния сменен режим вследствие на това, че работят както дневни, така и нощни смени. При по-възрастните се наблюдават и по-високи изисквания към интензитета на осветяване, за да им се осигури желаната видимост. Тези негативни ефекти могат до голяма степен до бъдат преодолени с помощта на биодинамично осветление. Поради по-тежкия и рисков характер на извършваните работни дейности в промишлеността работниците се нуждаят от висока степен на концентрация и пълноценна почивка в предвидените за това часове.

За да докажат ползите от биодинамичното осветление в такива приложения, група австрийски учени сравнява два биодинамични сценария. И в двата случая нивата на осветеност варират от 1000 до 2000 lx. В първия обаче нивата на яркост се променят осезаемо на по-големи интервали, докато във втория промените са по-чести и по-незабележими. Работниците от втората група демонстрират по-добра концентрация и работоспособност в течение на експеримента, както и по-добър нощен сън, което е поредно доказателство за предимствата на биодинамиката в осветлението.

В индустриалните цехове с фасадни или таванни прозорци изкуствената светлина е препоръчително гъвкаво да се комбинира с достъпа на дневна светлина. Биодинамичните осветителни решения от този тип изискват електронно контролируеми системи, които съчетават топла бяла светлина с бяла дневна светлина. Алтернативен вариант е ретрофит със светлоизточници, излъчващи по-студени цветни температури от порядъка на 6500 К.

Здравни заведения и образователни институции
В болничните и здравните заведения пациентите често страдат от недостатъчно наличие на дневна светлина. Особено чувствителни към това са страдащите от деменция например, както и болните с различни когнитивни разстройства. Биодинамичното осветление подпомага оздравяването и подсилва ефекта на терапията чрез естествени биохимични процеси в мозъка. Стабилизирането на биологичния ритъм на индивида спомага за по-качествен сън и намалява нуждата от грижа и лечение, особено през нощта. Като страничен положителен ефект от това е налице и потребност от по-малък на брой персонал в нощните смени, а самите служители се оплакват по-рядко от умора и изтощение. Решения за биодинамично осветление могат да бъдат инсталирани както в болничните стаи, така и в общите помещения, стаите за придружители, интензивните отделения и реанимациите.

Подобен позитивен ефект от биодинамичното осветление учените откриват и в различни образователни институции като училища, ясли, детски градини и университети. Децата и юношите, обучаващи се в помещения с такова осветление, демонстрират по-добра концентрация и ангажираност с учебния процес, както и намалена склонност да правят грешки. Те генерално изглеждат по-бодри и се доказват като по-ефективни в обучението. В допълнение се подобряват познавателните им способности, скоростта им на четене и разбирането с повече от една трета. Темпът на грешки при два последователни теста намалява с 45% в сравнение с контролна група, изложена на регулярно изкуствено осветление, при която този процент е едва 17%.

На база проучванията относно конкретното влияние на различни осветителни сценарии върху емоциите, настроението и работоспособността, в учебните заведения най-често се прилагат три основни стратегии за:
• активизиране на обучаващите се: студена бяла светлина с цветна температура около 12 000 K и 650 лукса, оптимална за сутрешните часове на деня;
• повишаване на концентрацията: с осветеност около 1000 lx и цветна температура 6000 К, подходяща по време на изпити и тестове;
• успокояване: при 300 lx и 2700 К учениците видимо се успокояват, тази стратегия е предназначена за времето след изпити, оживени дискусии и други стресови ситуации. Само 8 минути след задаването на тази настройка на биодинамичната система се наблюдава до 75% намаляване на двигателната активност при изследваните деца. При контролната група наблюдаваният спад е само 10%.



 

 

ОЩЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМАТА

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.

Ехнатон вече предлага у нас продуктите на Sangel SystemtechnikБизнес

Ехнатон вече предлага у нас продуктите на Sangel Systemtechnik

Ехнатон разшири мрежата си от търговски партньори с немската фирма Sangel Systemtechnik, съобщиха за сп. ТД Инсталации от компанията. SANGEL Systemtechnik е производител на индустриално LED осветление, инсталационни модули и кабелни възли за приложения като машинно осветление и осветяване на работното място. Фирмата разполага с производствена база, разположена в Билефелд, Германия, а продукцията й се дистрибутира в над 20 страни от цял свят.

LED осветлението в супермаркети води до значително намаляване на разходите за електроенергияФирмени статии

LED осветлението в супермаркети води до значително намаляване на разходите за електроенергия

Какви са най-актуалните тенденции в осветлението на супермаркети, както и какви са тънкостите, с които е редно да се съобразяват инвеститори и проектанти в стремежа си да привличат повече клиенти?

Научете повече по темата от специалното интервю на Самет Исак, изпълнителен директор на Поларис Лайтинг, за читателите на сп. ТД Инсталации.

Предимства на светодиодната технология в аварийното осветлениеТехнически статии

Предимства на светодиодната технология в аварийното осветление

LED осветлението е все по-предпочитана технология в редица обществени, търговски и индустриални приложения, в това число и в аварийното осветление. Това е обусловено от факта, че светодиодните осветители притежават някои характеристики, които ги правят подходящо решение за аварийни осветителни инсталации.

Повишаване на качеството на осветлението в търговски сградиТехнически статии

Повишаване на качеството на осветлението в търговски сгради

Повечето проекти, касаещи обновяване на осветлението в търговски сгради, са съсредоточени върху намаляване на енергопотреблението. Според данни от различни изследвания осветлението в тези обекти обикновено заема над една трета от разходите за електроенергия.

Настройване на цвета в LED осветлениетоТехнически статии

Настройване на цвета в LED осветлението

С все по-голямото навлизане на LED осветлението и увеличаването на възможностите за неговото управление както на работното място, така и у дома, следващата стъпка е регулирането на цвета. Осветителните тела с нажежаема жичка бяха неефективни, но предоставяха цветове и “топлина”, която караше хората да се чувстват комфортно.

Безжичен контрол на осветлениетоТехнически статии

Безжичен контрол на осветлението

Основна концепция на системите за контрол на осветлението е доставянето на точното количество светлина, където и когато е необходимо, при минимален разход на енергия. Употребата им прави възможно автоматичното включване, изключване или димиране на осветителните тела в определен момент или при настъпването на предварително дефинирани условия. Системите предлагат и възможност за индивидуален контрол, така че всеки потребител да може да настройва собствени нива на осветеност.

Контрол на осветлението с DALI

Невъзможно е изграждането на системи за сграден мениджмънт (BMS) чрез използване на протоколите и архитектурата на стандарта DALI. Системи за управление на осветлението, базирани на стандарта, могат да се включват към BMS като тяхна подсистема. В случаите, в които DALI работи като самостоятелна система, се осъщестява само локално управление на осветлението, без това да има отношение към целия сграден мениджмънт. Логично, в приложения, в които DALI решения са подсистеми на BMS, между тях се осъществява комуникационен обмен. В този случай осветителната система не е самостоятелна и нейното управление е част от общия сграден мениджмънт. Използването на DALI системи като част от BMS крие възможности за постигане на значителни икономии на енергия, тъй като се осъществява координиран контрол на всички системи в една сграда. Възможно е също системата DALI да се обособи като самостоятелна подсистема в BMS. В този случай между двете системи се осъществява обмен само на най-важната информация, като съобщение за дефект, например.

 

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

Top