Światło białe i światło o podwyższonej emisji niebieskiego widma światła
W subiektywnej ocenie pracownic biurowych
Średnie arytmetyczne stopnia, w jakim osoby badane oceniały oba rodzaje warunków oświetlenia jako „olśniewające”
W kontekście niedawnych odkryć w naukach biologicznych światło nie tylko umożliwia percepcję świata, ale wywołuje także biologiczne efekty niewizualne. Odpowiedzialny jest za nie nowo odkryty system fotoreceptoryczny u ssaków (także u człowieka) [15, 16]. System ten tworzą komórki zwojowe siatkówki oka, posiadające liczne wypustki dendrytyczne oraz ich połączenia neuronalne z jądrami skrzyżowania (zegar biologiczny u ssaków), a także ich bezpośrednie i pośrednie połączenia neuronalne z okolicami mózgu związanymi z regulacją poziomu pobudzenia.
Zobacz także
mgr inż. Michał Szypowski Instalacje magistralne w oświetleniu
W artykule przedstawiono najpopularniejsze instalacje magistralne używane do sterowania oświetleniem: LCN, LON, DALI, DMX512, KNX oraz systemy producenckie. Podano przykłady ilustrujące możliwości takich...
W artykule przedstawiono najpopularniejsze instalacje magistralne używane do sterowania oświetleniem: LCN, LON, DALI, DMX512, KNX oraz systemy producenckie. Podano przykłady ilustrujące możliwości takich instalacji: różne warianty sterowania oświetleniem w korytarzu, regulacje stałonatężeniową w pomieszczeniu biurowym w dwóch wariantach oraz złożoną instalację oświetleniową w Terminalu 5 lotniska Heathrow. Omówiono oszczędności w zużyciu energii elektrycznej możliwe do osiągnięcia przy zastosowaniu...
TREVOS POLAND Sp. z o.o. Oświetlenie przemysłowe pod presją bezpieczeństwa
Rosnące wymagania dotyczące efektywności energetycznej, bezpieczeństwa pracy oraz niezawodności instalacji sprawiają, że oświetlenie przemysłowe staje się jednym z kluczowych elementów nowoczesnych zakładów...
Rosnące wymagania dotyczące efektywności energetycznej, bezpieczeństwa pracy oraz niezawodności instalacji sprawiają, że oświetlenie przemysłowe staje się jednym z kluczowych elementów nowoczesnych zakładów produkcyjnych i centrów logistycznych. Szczególnego znaczenia nabierają dziś również rozwiązania przeznaczone do stref zagrożonych wybuchem. O wyzwaniach związanych z doborem oświetlenia przemysłowego, specyfice wymagań w strefach zagrożonych wybuchem oraz planach rozwoju firmy w Polsce rozmawiamy...
leroymerlin.pl Barwa światła, liczba lampek, długość łańcucha... Sprawdź, czym kierować się przy wyborze zewnętrznych lampek choinkowych
Dekoracyjne sople, migoczące figurki, kolorowe sznurki oplatające drzewka… Nastrojowe oświetlenie to jeden z ważniejszych elementów Bożego Narodzenia. Wyjątkowy klimat świąt można również stworzyć w ogrodzie...
Dekoracyjne sople, migoczące figurki, kolorowe sznurki oplatające drzewka… Nastrojowe oświetlenie to jeden z ważniejszych elementów Bożego Narodzenia. Wyjątkowy klimat świąt można również stworzyć w ogrodzie lub przy wejściu do domu. Wystarczy wybrać odpowiednie lampki. Które z nich sprawdzą się na zewnątrz? Poniżej przydatne wskazówki.
StreszczenieW artykule przedstawiono wyniki badań, których celem było określenie różnic w postrzeganiu światła o barwie białej neutralnej o temperaturze barwowej równej 4000 K i światła o podwyższonej emisji niebieskiego widma światła o temperaturze barwowej równej 17 000 K przez pracownice biurowe. Oświetlenie wzbogacone światłem niebieskim zostało ocenione jako zdecydowanie bardziej olśniewające, intensywne i chłodne niż oświetlenie światłem białym. Oba warunki oświetlenia ocenione zostały ocenione jako porównywalnie jasne, naturalne i komfortowe.AbstractWhite light and Blue – enriched light in the subjective assessment of office workersThe research results presented in this article, define the difference in perceiving the white neutral light with a temperature equal to 4000 K and light with higher emission of blue light and with a temperature equal to 17 000 K by the people working in the office. The light that was enriched with the blue light/colour was rated as much more brilliant, intensive and cool than the white light. Both light conditions were assessed as comparably bright, neutral and comfortable. |
Pigmentem odbierającym i przekazującym informację świetlną jest wydzielana przez komórki zwojowe melanopsyna, która jest szczególnie wrażliwa na krótkie fale (do 480 nm) widma świetlnego. Do niewizualnych reakcji na światło należy synchronizacja pracy zegara biologicznego z dobą słoneczną, supresja produkcji melatoniny w szyszynce, a także – jak wykazano w badaniach laboratoryjnych – podniesienie poziomu pobudzenia, sprawności działania i nastroju oraz wzrost poziomu aktywacji w obrębie centralnego układu nerwowego [1, 2, 4].
Wyprodukowano świetlówki Master TL-D ActiViva Active 17 000 K (T8) o podwyższonej emisji niebieskiego światła. ActiViva Active emituje o 85% więcej niebieskiego światła niż naturalne światło dzienne tworząc efekt „niebieskiego nieba”. Emituje również o 25% więcej niebieskiego światła niż naturalne światło dzienne. Dzięki zwiększonej emisji niebieskiego światła ActiViva może wpływać pozytywnie na zegar biologiczny, powodując wzrost aktywności organizmu i efektywności pracy o co najmniej 10%. Można je stosować w oświetleniu wnętrz: pomieszczeniach przemysłowych, szkół, biur, ośrodków medycznych, itp., szczególnie tam, gdzie potrzebna jest poprawa wydajności pracy.
Do tej pory przeprowadzono zaledwie kilka badań terenowych dotyczących oddziaływania na pracującego człowieka światła o podwyższonej emisji światła niebieskiego [3, 6]. Niektóre z nich, podobnie jak badania w laboratorium, wykazały korzystny wpływ tego światła (Tb 17 000 K) na subiektywnie odczuwany poziom pobudzenia, wykonanie pracy, nastrój, a także na jakość snu nocnego w porównaniu do światła o niższej temperaturze barwowej (Tb 4000 K). W badaniach fińskich [14] eksponowano studentów podczas wykładów na światło wzbogacone większą ilością niebieskiego światła (Tb 17 000 K) oraz światło o niższej temperaturze barwowej (Tb 4000 K) rano i po południu, na wiosnę i jesienią.
Wykazano wyższe oceny subiektywnie odczuwanego pobudzenia po wykładzie popołudniowym jesienią w warunkach światła wzbogaconego większą ilością niebieskiego światła (Tb 17 000 K) w porównaniu do wyników uzyskanych w warunkach światła o niższej temperaturze barwowej (Tb 4000 K).
W tym badaniu proszono osoby badane o informację zwrotną dotyczącą oceny obu warunków oświetlenia. Połowa osób badanych oceniła światło o temperaturze barwowej 17 000 K jako olśniewające i intensywne w porównaniu ze światłem o temperaturze barwowej 4000 K. Wyniki innych badań są mniej klarowne [7] lub nie wykazują związku pomiędzy oświetleniem wzbogaconym światłem niebieskim a poziomem pobudzenia i nastrojem [11].
W dotychczasowych badaniach nad wpływem oświetlenia wzbogaconego większą ilością niebieskiego światła na funkcjonowanie człowieka niewiele uwagi poświęca się temu, jak oceniają warunki oświetlenia osoby badane. Tymczasem subiektywne oceny pracowników dostarczają informacji o tym, jak światło oddziałuje na nich oraz w jakim stopniu oświetlenie jest komfortowe i odpowiednie do wykonywanej przez nich pracy.
Celem tej pracy jest porównanie subiektywnych ocen dwóch warunków oświetlenia (światłem o barwie białej neutralnej o temperaturze barwowej 4000 K i światłem wzbogaconym światłem o podwyższonej emisji niebieskiego widma światła o temperaturze barwowej 17 000 K) przez pracownice biurowe. Wyniki przedstawione w tym opracowaniu stanowią część większych badań, które zostały przedstawione podczas International Symposium of Working Time and Shiftwork [13].
Materiał i metody
Osoby badane
W badaniu wzięło udział 30 pracownic biurowych w wieku od 26 lat do 33 lat (średnia = 26,8 lat, SD = 3,5 lat) zatrudnionych w dziale kontroli sprzedaży biletów lotniczych jednej ze znanych linii lotniczych. Praca ich polegała na sprawdzaniu poprawności sprzedaży biletów lotniczych za pomocą programu komputerowego. Osoby badane pracowały w porze dziennej w godzinach od 7 do 15. Ich stanowiska pracy znajdowały sić w pomieszczeniu o powierzchni 600 m, w której pracuje łącznie 150 osób, a stanowiska pracy zgrupowane są po cztery i oddzielone od innych ściankami działowymi.
Procedura
Osoby badane zostały podzielone na dwie 15-osobowe grupy (A i B) i w odmiennej kolejności poddane trzytygodniowej ekspozycji na dwa różne warunki oświetlenia. W pierwszych trzech tygodniach badanie przeprowadzone zostało w grupie A w warunkach ogólnego oświetlenia światłem o barwie białej neutralnej (Tb 4000 K). W czwartym tygodniu nastąpiła zmiana na światło o podwyższonej emisji niebieskiego widma (Tb 17 000 K) i włączona została do badań grupa B.
W siódmym tygodniu ponownie zmieniono oświetlenie na białe neutralne Tb 4000 K) i badano pracowników z grupy B przez kolejne trzy tygodnie. Wszystkie osoby zostały poddane badaniu trzykrotnie w ciągu dnia o godzinach: 7:15, 12:15, 14:15 dwa razy w tygodniu (wtorek, czwartek). Osoby badane były poinformowane o celu prowadzonych badań, jak również o wprowadzeniu innego oświetlenia, ale nie były świadome, kiedy nastąpi zmiana. Zmiana oświetlenia następowała w dzień wolny od pracy.
Oświetlenie
Oprawy oświetleniowe zamontowano w suficie podwieszanym na wysokości 2,70 m. Oświetlenie składało się z opraw rastrowych świetlówkowych o mocy 4x18 W z zapłonem elektronicznym. W warunkach oświetleniowych ogólnych użyte zostały świetlówki trójpasmowe Philips Master TL-D Super 80 o mocy 18 W/840, strumień świetlny 1350 Lm, wskaźnik oddawania barw Ra=85, temperatura barwowa Tb=4000 K, średnie natężenie w pomieszczeniu biurowym Eśr= 500 lx. Do uzyskania światła o podwyższonej emisji niebieskiego widma światła zastosowane zostały świetlówki Philips TL-D ActiViva 18 W/452 strumień świetlny 1150 lm, wskaźnik oddawania barw Ra=82, Temperatura barwowa Tb=17 000 K, średnie natężenie w pomieszczeniu biurowym Eśr=500 lx.
Znajdujące się w pomieszczeniu 10 świetlików zasłonięto na czas badań nieprzeziernymi roletami. Okna stanowiące 2% powierzchni, znajdujące się po stronie północnej biura, były w czasie badania zasłonięte żaluzjami nieprzeziernymi.
Osoby badane wypełniały kilka kwestionariuszy badających poziom pobudzenia, nastrój i senność oraz Skalę Percepcji Światła [9]. Dalszej analizie w niniejszej pracy zostały poddane wyniki uzyskane przy zastosowaniu Skali Percepcji Światła. Skala ta składa się z 9 przymiotników opisujących różne aspekty oświetlenia (olśniewające, miękkie, ciemne, jasne, ciepłe, komfortowe, naturalne, intensywne, chłodne) zaopatrzonych 5-punktową skalę oceny, z których punkty 1, 3 i 5 posiadają dodatkowe oceny słowne (1=wcale nie, 3=przeciętnie, 5=ekstremalnie).
Zadaniem osób badanych była ocena na tej 5-stopniowej skali dziewięciu aspektów obu warunków oświetlenia.
Prezentacja wyników
W celu określenia różnic w ocenie dwóch różnych warunków oświetlenia poddano analizie wariancji ANOVA wyniki uzyskane w Skali Percepcji Światła. Osoby badane oceniły światło o podwyższonej emisji niebieskiego widma światła jako istotnie bardziej olśniewające (F (1, 58)=10,949, p=.002) niż światło o barwie białej neutralnej (rys. 1.). Światło białe o barwie białej neutralnej zostało ocenione przez osoby badane jako istotnie statystycznie bardziej miękkie (F (1, 58)=7,921, p=,007) niż światło o podwyższonej emisji niebieskiego widma światła (rys. 2.).
Nie wystąpiły istotne różnice pomiędzy oceną światła białego o barwie białej neutralnej i światła o podwyższonej emisji niebieskiego widma światła jako „ciemnego” (F(1. 58)=,810, p=,372). Oba warunki oświetlenia zostały ocenione poniżej średniej skali (rys. 3.).
Nie wystąpiła istotna statystycznie różnica pomiędzy ocenami światła białego o barwie białej neutralnej, jak i światła o podwyższonej emisji niebieskiego widma światła (F91, 58)=2,498, p=,119) jako „jasnego”. Oba warunki oświetlenia zostały ocenione jako porównywalnie jasne (rys. 4.).
Światło białe o barwie białej neutralnej zostało ocenione przez osoby badane jako istotnie statystycznie bardziej ciepłe (F91, 58)=19,012, p=,000) niż światło o podwyższonej emisji niebieskiego widma światła (rys. 5.).
Oceny światła białego o barwie białej neutralnej i światła o podwyższonej emisji niebieskiego widma światła jako „komfortowego” nie różniły się istotnie (F91, 58)=,744, p=.392). Oba warunki oświetlenia ocenione zostały jako porównywalnie komfortowe (rys. 6.).
Nie wystąpiły istotne statystycznie różnice w ocenie naturalności obu warunków oświetlenia (F (1,58)=,54, p=,817). Światło białe o barwie białej neutralnej zostało ocenione przez osoby badane jako porównywalnie „naturalne” do światła o podwyższonej emisji niebieskiego widma światła (rys. 7.).
Światło białe o barwie białej neutralnej zostało ocenione przez osoby badane jako istotnie statystycznie mniej intensywne (F(1, 58)=16,805, p=,000) niż światło o podwyższonej emisji niebieskiego widma światła (rys. 8.).
Światło białe o barwie białej neutralnej zostało ocenione przez osoby badane jako istotnie statystycznie mniej chłodne (F(1, 58) = 36,988, p = ,000) niż światło o podwyższonej emisji niebieskiego widma światła (rys. 9.).
Dyskusja
Oświetlenie wzbogacone światłem o podwyższonej emisji niebieskiego widma światła (17 000 K) zostało ocenione jako zdecydowanie bardziej olśniewające, intensywne i chłodne niż oświetlenie światłem białym o barwie białej neutralnej (Tb 4000 K). Wyniki uzyskane w tym zakresie zgodne są z wynikami badań fińskich [14], w których 50% osób badanych oceniło światło o temperaturze barwowej 17 000 K jako olśniewające i intensywne w porównaniu ze światłem o temperaturze barwowej 4000 K.
W badaniu polskim tutaj prezentowanym w ocenie osób badanych oba warunki oświetlenia zostały ocenione jako porównywalnie komfortowe i naturalne. Oceny stopnia naturalności i komfortu obu warunków oświetlenia wprawdzie mieszczą się w strefie komfortu, ale są przeciętne (około 2,5 na skali 5-stopniowej).
Osoby badane nie stwierdziły w swoich ocenach różnic w natężeniu oświetlenia, oceniając oba warunki oświetlenia jako porównywalnie jasne. Jasność obu warunków oświetlenia została oceniona jednak jako ponadprzeciętna (średnie 3,20 oraz 3,48).
Prezentowane badania pokazały wrażliwość na warunki oświetlenia badanych osób, co może być związane z ich płcią. Większą wrażliwość na pewne parametry oświetlenia u kobiet w porównaniu do mężczyzn pokazują badania szwedzkie [10], W badaniach tych arkusz percepcji światła wypełniały kobiety i mężczyźni w warunkach oświetlenia o stałym natężeniu (500 lx), a różniących się temperaturą barwową (3000 K, 4000 K i 5500 K). Niezależnie od temperatury barwowej oświetlenie oceniane było przez kobiety, (w porównaniu do mężczyzn), jako bardziej chłodne, olśniewające i mniej miękkie.
Prezentowane w tym miejscu badania wykazały, że pracownice świadomie odbierają i wyrażają różnice w obu warunkach oświetlenia. Wyniki te mogą przemawiać za akceptacją oświetlenia wzbogaconego światłem o podwyższonej emisji niebieskiego widma przez osoby badane. Sięganie do opinii osób badanych w sytuacji zmiany warunków oświetlenia w miejscu pracy wydaje się użyteczne z wielu powodów.
Przede wszystkim dostarcza to dodatkowej informacji o tym, jak wybrane parametry oświetlenia są postrzegane przez osoby, które mają pracować w tych warunkach. Poza tym, zasięganie opinii pracowników jest uwzględnianiem ich roli (partycypacja) w procesie zmiany organizacyjnej, jaką jest zmiana oświetlenia, co sprzyja akceptacji przez nich tej zmiany [12].
Literatura
- Cajohen C, Munch M, Kobialka S, Krauchi K, Steiner R, Oelhafen P, et al. High sesitivity of human melatonin, alertness, thermoregulation and heart rate to short wavelength light. Journal of Clinical Endocrinology Matabolism 2005; 90: 1311-1316.
- Lockley SW, Evans EE, Scheer FA, Brainard GC, Czeisler CA, Aeschbach D. Short-wavelength sensitivity for the direct effects of light on alertness, vigilance, and waking electroencephalogram in humans. Sleep 2006; 29(2): 161-168.
- Viola AU, James LM, Schlangen LJM, Dijk D-J. Blue-enriched white light in the workplace improves self-reprted alertness, performance and sleep quality. Scandinavian Journal of Work, Environment and Health 2008; 34(4): 297-306.
- Revell VL, Arendt J, Fogg LF, Skene DJ. Alertings effects of light are sensitive to very short wavelengths. Neuroscience Letters 2006;399:96-100.
- Vandewalle G, Schwartz S, Grandjean D, Wuillaume C, Balteau E, Degueldre C, et al. Spectral quality of light modulates emotional brain responses in humans. PNAS 2010;
- Mills PM, Tomkins SC, Schlangen LJM. The effect of high correlated color temperature office lightingon employee wellbeing and work performance. Journal of Circadian Rhythms 2007; 5(2): 2-10.
- Hoffman G, Gufler V, Griesmacher A, Bartenbach C, Canazei M, Staggl S, Schobersberger W. Effects of variable lighting intensities and colour temperature on sulphatoxymelatonin and subjective mood in an experimental office workplace. Applied Ergonomics 2008; 39: 719-728.
- Rautkyla E, Poulakka M, Tetri E, Halonen L. Effects of correlated colour temperature and timing of light exposure on daytime alertness in lecture environments. Journal of Light & Visual Environment 2010; 34(2): 2-59.
- Knez I. Effects of indoor lighting on mood and cognition. Journal of Environmental Psychology 1995; 15:39-51.
- Knez I. Effects of colour of light on nonvisual psychological processes. Journal of Environmental Psychology 2001; 21:201-208.
- Hubalek S, Brink M, Schierz C. Office worker’s daily exposure to light and its influence on sleep quality and mood. Lighting Research & Technology 2010; 42: 33-50.
- Juslen H, Tenner A. Mechanisms involved in enhancing human performance by changing the lighting in the industrial workplace. International Journal of Industrial Ergonomics, 2005: 35: 843-855.
- Ważna A., Iskra-Golec I. Blue-enriched light effect on daily course of alertness, mood and light perception – a field study. (prezentacja plakatowa), 20th International Symposium on Shiftwork and Working Time, Sztokholm, 27.06-01.07.2011.
- Rautkyla E, M, Tetri E, Halonen L. Effects of correlated colour temperature of light on alertness – filed studies in lecture environment . Espoo, Finland 2008.
- Berson DM, Dunn FA, Takao M. Phototransduction by retinal ganglion cells that set the circadian clock. Science 2002; 295, 5557; 1070-1073.
- Brainard GC, Hanifin JP, Greeson JM, Byrne B, Glickman G. Action spectrum for melatonin regulation in humans: Evidence for novel circadian photoreceptor. Journal of Neuroscience 2001; 21: 6405-6412.
