Design Cabinet CZ

28.04. 2020

Není světlo jako světlo, aneb co byste o světle vědět měli

Novinky

Vývoj a výzkum v oblasti osvětlení se přechodem na LED osvětlení nezastavil. Naopak zrychlil a s novými zkušenostmi se objevily i zcela nové aspekty pohledu na kvalitu světla. Doba volframového vlákna a žárovky měla vyjma její nízké účinnosti se svými standardními 2700K a vyrovnanou charakteristikou spektra vzhledem k slunečnímu světlu (CRI=100) dány mantinely jak pro použití světla, tak pro jeho uplatnění. Jiná možnost, s výjimkou takových světelných zdrojů jako sodíkové výbojky s velmi nízkým nebo nulovým indexem podání barev, nebo luminiscenčních zdrojů (zářivek) s výrazným stroboskopickým efektem, jednoduše nebyla, a popravdě nikdo nic ani nezkoumal.

Doba LEDová otevřela zcela nové možnosti jak řízení, tak využití světla. Na druhé straně některé důsledky širokého a velmi rychlého uplatnění LED osvětlení ve všech oblastech života, ovšem bez předchozího obsáhlého výzkumu a zkušeností, jsou vzhledem k jejich dopadům na zdraví často negativní.

Již delší dobu do jednotlivých oblastí a oborů prosakují informace o škodlivosti modrého světla, nicméně i tyto jsou často více dezinformační, než objektivním informováním s jasným vysvětlením obsahujícím vše potřebné. Málo z těch, kteří denně svítidla instalují či prodávají, mají možnosti účastnit se zahraničních či tuzemských odborných konferencí a diskutovat problematiku s pracovníky skutečně vedoucími výzkum na světové úrovni.

Nabízíme shrnutí několik zásadních informací:

Světlo má podle posledních ověřených výzkumů hluboký a zásadní vliv na biologii člověka. Vnímání světla zrakem je mimo obrazového vidění vnímáno, a to nezávisle, taktéž receptory neobrazového vidění (NIF), souvisejícími s regulačními centry hypotalamu, nastavením cirkadiánních cyklů a vlastní fyzickou i psychickou regenerací organismu (*).

Pro neobrazové vidění je podstatná především vlnová délka (barva světla), určující pro organismus fázi dne, a s tím související aktivitu = pozornost, rychlost reakce, produkci hormonů…

Pro obrazové vidění jsou podstatné i další parametry, jako vyváženost spektra a kvalita spektra z pohledu více faktorů. Například pro interiérová svítidla, je předepsán zdroj světla s indexem podání barev CRI (Color Rendering Index) minimálně 80. Již nyní však přichází do praxe nová rozšířená specifikace TM-30-15, která i na úrovni CRI>80 nachází zcela zásadní kvalitativní rozdíly světla důležité pro obrazové vidění. Samotné CRI>80 je pak předepsaným minimem pro interiérová svítidla, nicméně již nyní je pro aplikace v obchodě, výzkumu, zdravotnictví, oblasti umění (galerie apod.) běžně kvalita požadovaného světla s CRI 93 až 98. A aby to v kvalitě podání barevného spektra (CRI) nebylo vše, liší se jeho výpočet, a zatímco někteří výrobci berou pro výpočet pouze 8 faktorů z patnácti, jiní uvádějí průměr ze všech 15 faktorů (R1 až R15). Čili CRI>80 nemusí být kvalitou zdaleka srovnatelné s CRI>80 jiného výrobce. Sjednocení a rozšíření této specifikace přináší právě ona nová specifikace TM-30-15.

Zjednodušeně k blue hazard: „modré světlo“ je ve skutečnosti v přiměřené míře potřebné pro start organismu do pracovního režimu. Je přirozenou složkou denního světla. Problém je v tom, že barva denního světla je přes den podle hodiny a místa (3500K – 6500K=Kelvin), ale má jinak složené spektrum = rozložení jednotlivých vlnových délek. V přirozeném slunečním spektru je „modrého světla“ méně, než ve světle byť se stejnými Kelviny, ale umělém. Přesto lze říci, že přes den tato dávka „modrého světla“ nevadí a startuje nás k vyššímu výkonu.

Jinak je to později odpoledne. Odpoledne by toto světlo mělo již přecházet do světla teplého (3500K – 2700K), a to tentokrát se správným spektrem s minimem vlnových délek modrého světla. V noci, by pak světlo v nejlepším případě mělo být podobno spektru ohně (zcela bez modrého světla). Takové světlo bývá označováno jako Amber (*). Pokud v denní době chceme podpořit kognitivní funkce, mělo by mít světlo i vhodné spektrum s vysokým indexem podání barev.

Jaké jsou známé konkrétní a prokázané důsledky/vliv světla?

Vliv na funkci hypotalamu: udržování stálosti vnitřního prostředí organismu (homeostázu) regulací.

To zahrnuje:

Autonomní nervový systém
Endokrinní systém
Příjem potravy a tekutin
Rozmnožovací funkce
Časovou organizaci fyziologických funkcí (cirkadiánní rytmus)

Fyziologické působení světla přes den: prostřednictvím NIF = neobrazových drah vidění (neobrazové dráhy vidění jsou ty, které vnímají světlo i u oka „slepého“, tedy oka, jehož majitel přes něj z jakéhokoliv důvodu nedostává žádné obrazové podněty)

Synchronizace cirkadiánních hodin
Konstrikce pupily (zúžení zornic)
Zvýšení krevního tlaku a tělesné teploty
Stimulace produkce kortizolu (vliv na metabolismus živin = bílkoviny, tuky, cukry…)
Stimulace neurotransmiterů mozku povzbuzující kognitivní funkce (pozornost, učení, vnímání…)

Patofyziologické působení světla přes NIF dráhu v noci:

Desynchronizace cirkadiánních hodin
Suprese produkce melatoninu (snížení produkce spánkového hormonu)
Zkrácení délky a změna kvality spánku

To vede k zvýšení rizika vzniku:

Hormonálně redukovaných karcinomů
Metabolického syndromu
Diabetu 2. typu (prokázáno u dětí)
Hypertenze (vysoký krevní tlak)
Deprese a psychiatrických poruch
Spánkových poruch

(bohužel všechna tato rizika vzniku výše uvedených poruch a závažných onemocnění jsou dnes již medicínsky prokázaná).

Naopak vhodně dávkovaná časová expozice světla se s úspěchem používá v terapii:

Sezónně afektivních poruch
Bipolární poruchy
Spánkových poruch
Pro snižování negativních důsledků chemoterapie
Zpomalení neurodegenerativních poruch typu Alzheimerova a Parkinsonova nemoc
Metabolického syndromu pro zvýšení redukce obezity
Řešení syndromu jet-lag a zdravotních problémů způsobených s prací na směny.

Vysvětlení: rozdíl mezi svítidlem a světelným zdrojem

Pro kvalitu světla vycházejícího ze svítidla je limitující kvalita světelného zdroje (LEDek, zářivek…), nicméně nesouvisí s plněním předpisů a norem kvality samotného svítidla. Kvalita světla je věc jedna, a bezpečnost a plnění norem pro provoz samotného svítidla je věc druhá. Zde patří například UGR<19, elektrická bezpečnost – SELV, izolovaný zdroj, stupeň ochrany, požární bezpečnost – F, MM, EMC odolnost na vstupu a výstupu (elektromagnetické rušení), krytí – IP20 až IP65. Obě složky – zdroj světla a svítidlo, mají společné pouze jedno, a tím je odpovědná volba dodavatele, který nejen tyto normy a předpisy zná, ale je schopen je také měřit a prokázat jejich plnění. Není daleko doba, kdy bude neplnění norem v případě vzniku škod předmětem soudních sporů kde obhajoba „říkali, že vše plní“ neobstojí… Shrnuto: u světelného zdroje jde o kvalitu světla, u svítidla jde o bezpečnost.

Cesta nápravy stávajícího stavu

Nové technologie kladou důraz na nápravy již známých omylů a chyb. Jedním z cílů je tam, kde je to možné snížit v spektru podíl nevhodného „modrého světla“ v oblasti 415–455 nm a přesunout jej do vlnových délek 465–495 nm povzbuzujícího kognitivní funkce. Stále platí, že nic není zadarmo. Daní za tento posun v kvalitě světla a jeho vlastnostech jsou na druhé straně nižší Lumeny z Wattu a i nová technologie bude po určitou dobu dražší.

Na závěr

Světlo, tedy sluneční světlo, obsahuje celou řadu vlnových délek. Ne všechny, jako například UV-C, UV-B, UV-A záření, jsou lidskému tělu prospěšné. Z UV spektra UV-C je to, které nese největší energii, používá se k desinfekci a například i rychle destruuje lidskou DNA. Další složky UV spektra jsou využívány v průmyslu například k vytvrzování laků, lepidel, kontrole bezpečnostních znaků bankovek, v soláriích apod. Na pomezí UV a běžného viditelného spektra pak stojí „Near UV“ tedy UV blízké záření, které je pro lidský organismus a vyšší živočichy neškodnou, a naopak prospěšnou složkou ničící bakterie, plísně, kvasinky a znepříjemňující „život“ virům. I tyto vlnové délky nacházejí své uplatnění ve speciálních svítidlech v nemocnicích, potravinářském průmyslu, na toaletách a dalších veřejných místech.

Zdroje: Konference osvětlení Bregenz, Rakousko; 2018; Odborná prezentace pro výrobce světelné techniky doc. RNDr. Zdeňka Bendová, Ph.D. Přírodovědecká fakulta univerzity Karlovy a spolupracovníci; 2018

Ing. Aleš Ingr

Tron elektronické součástky, s.r.o.

Foto: archiv autora

Převzato z časopisu Dřevařský magazín 1-2/2019

www.drevmag.com