Co je biodynamické osvětlení?

Biodynamické osvětlení je způsob řízení světla, který během dne mění jeho intenzitu, spektrální vlastnosti nebo teplotu chromatičnosti s ohledem na přirozený rytmus světla a tmy. Cílem je vedle dobrého vidění zohlednit také biologické účinky světla a lidský cirkadiánní rytmus.

V odborné terminologii CIE se pro širší koncept používá především pojem integrativní osvětlení. Setkat se ale můžete také s názvy Human Centric Lighting (HCL), cirkadiánní osvětlení nebo biodynamické osvětlení.

Co je biodynamické osvětlení?

Biodynamické osvětlení se snaží přizpůsobovat světelné podmínky během dne tak, aby lépe odpovídaly potřebám člověka v různých časech.

Podle konkrétního systému se může měnit například:

• intenzita osvětlení,
• náhradní teplota chromatičnosti CCT,
• spektrální složení světla,
• časový průběh změn,
• a rozložení světla v prostoru.

Nejde tedy pouze o svítidlo, které umí změnit barvu bílé. Biodynamické osvětlení je především způsob návrhu a řízení celé světelné expozice během dne.

Biodynamické, HCL nebo integrativní osvětlení?

V praxi se používá několik podobných označení:

• biodynamické osvětlení,
• cirkadiánní osvětlení,
• Human Centric Lighting – HCL,
• integrativní osvětlení.

Nejde vždy o přesně zaměnitelné technické termíny.

Mezinárodní komise pro osvětlování CIE používá jako oficiální termín integrative lighting – integrativní osvětlení. Definuje jej jako osvětlení, které integruje vizuální i nevizuální účinky světla a směřuje k fyziologickým nebo psychologickým přínosům pro člověka.

Jak světlo ovlivňuje cirkadiánní rytmus?

Cirkadiánní rytmus je přibližně 24hodinový biologický cyklus, který ovlivňuje například spánek a bdělost, tělesnou teplotu nebo časování některých hormonálních procesů.

Jedním z nejdůležitějších vnějších signálů, který tento rytmus synchronizuje s okolním prostředím, je střídání světla a tmy.

Proto záleží nejen na tom, kolik světla během dne dostáváme, ale také kdy jsme mu vystaveni.

Silnější světelná expozice během dne může biologickým hodinám poskytovat jiný signál než stejná expozice pozdě večer nebo v noci.

Jak se biologický signál dostává z oka do mozku?

Světlo nevnímáme pouze prostřednictvím tyčinek a čípků, které souvisejí především se zrakem.

V lidské sítnici se nacházejí také intrinsically photosensitive retinal ganglion cells – ipRGC, tedy gangliové buňky obsahující fotopigment melanopsin.

Ty jsou součástí systému, kterým světlo ovlivňuje například biologické hodiny a další nevizuální reakce organismu.

Centrální biologické hodiny jsou spojovány především se suprachiasmatickým jádrem – SCN v hypothalamu. To získává informace o světelných podmínkách prostřednictvím sítnice a podílí se na synchronizaci řady biologických procesů s denním cyklem.

Které vlastnosti světla ovlivňují biologickou odezvu?

Biologický účinek světla nelze určit podle jediného čísla.

Rozhoduje především kombinace:

• spektrálního složení světla,
• intenzity světla dopadajícího do oka,
• času expozice,
• délky expozice,
• směru, ze kterého světlo přichází,
• a předchozí světelné historie člověka.

Proto není například správné automaticky předpokládat, že každé světlo 6500 K bude mít stejný biologický účinek nebo že každé světlo 2700 K je večer automaticky ideální.

Proč samotná teplota chromatičnosti nestačí?

Barevná teplota a CCT popisují především barevný vzhled bílého světla.

Dvě LED mohou mít stejnou hodnotu například:

4000 K

a přesto mohou mít rozdílné spektrální složení.

To znamená, že mohou mít i rozdílný účinek na jednotlivé fotoreceptory v oku.

Stejně tak není biologická odezva určena pouze množstvím lumenů. Světelný tok popisuje celkové množství světla vyzařovaného svítidlem, nikoli světelnou expozici oka.

Jak souvisí Tunable White s biodynamickým osvětlením?

Tunable White umožňuje měnit teplotu chromatičnosti bílého světla.

Typické svítidlo může například pracovat v rozsahu:

Pokud lze současně měnit také intenzitu a systém umožňuje automatické časové řízení, získáme dobrý technický základ pro vytvoření dynamického světelného scénáře během dne.

Tunable White ale samo o sobě ještě není biodynamické osvětlení. Pokud uživatel pouze ručně přepíná mezi 2700 K a 6500 K, jde stále především o nastavitelné bílé světlo.

Biodynamický režim vzniká až vhodně navrženým časovým průběhem intenzity, spektra nebo CCT.

Co je melanopická EDI?

Pro hodnocení nevizuálních účinků světla vytvořila CIE systém metrik podle normy CIE S 026:2018.

Jednou z nejčastěji používaných veličin je melanopic EDI – melanopická ekvivalentní osvětlenost denním světlem D65.

Zjednodušeně umožňuje vyjádřit, jak silně dané světlo stimuluje melanopsinový systém ve srovnání se standardním denním světlem D65.

Jednotkou je stejně jako u běžné osvětlenosti lux (lx), ale význam hodnoty je jiný.

Pro integrativní osvětlení se navíc tato hodnota posuzuje především ve vertikální rovině u oka a ve směru pohledu, nikoli pouze na vodorovné pracovní ploše.

Jak by se biodynamické světlo mohlo měnit během dne?

Jednoduchý dynamický scénář může pracovat například takto:

Ráno a během dne

V denních hodinách je vhodné zajistit dostatečnou světelnou expozici. Pokud je k dispozici přirozené denní světlo, má být využito přednostně.

Elektrické osvětlení může denní světlo doplnit vyšší intenzitou a podle konkrétního návrhu také neutrálnější nebo chladnější bílou.

Odpoledne

Světlo může postupně snižovat intenzitu nebo měnit svůj barevný charakter podle množství dostupného denního světla a požadavků uživatele.

Večer

Před spaním je obecně vhodné omezovat světelnou expozici. Dynamické osvětlení proto může přecházet k:

• nižší intenzitě,
• teplejšímu světelnému charakteru,
• a nižšímu zastoupení krátkovlnné části spektra.

Důležitější než samotný údaj například 2700 K je ale celkové množství a spektrum světla dopadajícího do oka.

Jaké hodnoty doporučuje CIE?

CIE v aktuálním stanovisku k integrativnímu osvětlení uvádí pro zdravé dospělé s běžným denním režimem konsenzuální doporučení vyjádřená pomocí melanopické EDI.

Orientačně jde o:

• během dne: alespoň 250 lx melanopic EDI u oka,
• večer během přibližně 3 hodin před spaním: nejvýše 10 lx melanopic EDI,
• během spánku: prostředí co nejtmavší, doporučené maximum přibližně 1 lx melanopic EDI.

Pokud je v noci potřeba vykonávat činnost vyžadující vidění, CIE připouští vyšší hodnotu do přibližně 10 lx melanopic EDI.

Kde se biodynamické osvětlení používá?

Dynamické a integrativní osvětlení může dávat smysl zejména tam, kde lidé tráví velkou část dne uvnitř a mají omezený přístup k přirozenému světlu.

Typické aplikace jsou například:

• kanceláře a administrativní budovy,
• školy,
• zdravotnická zařízení,
• domovy pro seniory,
• pracoviště bez dostatku denního světla,
• a některé domácí instalace.

Vždy ale platí, že dynamické elektrické osvětlení není náhradou kvalitního denního světla.

Biodynamické osvětlení u svítidel lampax

U vybraných svítidel lampax nabízíme na objednávku variantu Tunable White 2700–6500 K.

Například BLOKK 30×30 lze ve variantě Tunable White kombinovat s vhodným řídicím systémem a vytvořit automatický časový průběh změny teploty chromatičnosti a intenzity světla.

Další modely najdete v kategorii stropní svítidla Tunable White.

U některých variant lze využít také systém Casambi, který umožňuje nastavit časové scény a automatické změny světla.

Je ale důležité rozlišovat dvě věci:

• Tunable White je technická schopnost svítidla měnit CCT,
• biodynamické nebo integrativní osvětlení je způsob, jakým tuto schopnost společně s intenzitou a časem skutečně využijeme.

Co si z pojmu biodynamické osvětlení zapamatovat?

Biodynamické osvětlení není pouze automatické střídání „studeného světla ráno a teplého večer“.

Pro biologické působení světla jsou důležité:

• čas,
• intenzita,
• spektrum,
• délka expozice,
• směr světla,
• a světelná expozice během celého dne.

Pokud chcete tématu rozumět podrobněji, pokračujte pojmy cirkadiánní rytmus, náhradní teplota chromatičnosti, osvětlenost a stmívání.