Human Centric Lighting

Human Centric Lighting

Human Centric Lighting wil de positieve invloed van natuurlijk daglicht nabootsen om zo de gezondheid en prestaties op lange termijn te verbeteren. Dit kan men bereiken door de lichtintensiteit en kleurtemperatuur van slimme lichtbronnen doorheen de dag te laten variëren. Licht heeft immers een visuele, biologische en emotionele effect op ons lichaam.

Wat is human centric lighting?

Licht heeft een belangrijke invloed op ons bioritme of circadiaans ritme. Dit is een 24-uren cyclus van de fysiologische processen van ons lichaam dat gebaseerd is op licht overdag en donker ’s nachts.

Human Centric Lighting wordt vandaag vooral gerealiseerd door verlichtingssterkte en kleurtemperatuur te laten variëren doorheen de dag. Door intelligente lichtsystemen gebeurt dit individueel en traploos zodat de verandering niet onmiddellijk wordt waargenomen.

Tijdens de dag zou er natuurlijk daglicht via een raam moeten aanwezig zijn. Kunstlicht is enkel nodig om verlichting toe te voegen wanneer er onvoldoende daglicht beschikbaar is. Dit licht bestrijkt het hele kleurenspectrum en is helder. Dat betekent een hoge lichtintensiteit en kleurtemperatuur. De verlichtingssterkte en het aandeel blauw licht nemen toe tot het middaguur en neemt daarna weer af naar de avond toe.

In de vroege avond is de regel dat licht warm wit is met een kleurtemperatuur van onder de 3000K en met zo weinig mogelijk de blauwe lichtcomponent. Blauw licht onderdrukt namelijk de vrijzetting van melatonine, het het hormoon dat de slaap inzet.

Bij nacht moet kunstverlichting vervolgens tot een minimum beperkt worden en met vooral de rode kleurtint. Zo behoudt men de positieve visuele eigenschappen van verlichting (men kan zijn taak doen) zonder dat het waak-slaapritme wordt verstoord. Deze verlichting zou indirect moeten zijn, flikkervrij en dimbaar.

Door het circadiaans ritme of onze biologische klok een handje te helpen, zouden het welzijn en de de productiviteit verbeteren. In functie van de aard van het werk, concentratie of nachtwerk, kan men op specifieke tijdstippen de alertheid verhogen door een hogere lichtintensiteit en blauw licht te voorzien. Het idee van korte intense verlichtingsperiodes vormt ook de basis van lichttherapie.

Hoe human centric lighting realiseren

Invloed van licht op ons lichaam?

Visuele effecten

Om een taak goed te kunnen uitvoeren, moet de kwantiteit en kwaliteit van de verlichting goed zijn. De Europese norm, EN12464, beschrijft zo bijvoorbeeld verschillende parameters van verlichting in functie van de specifieke taken: verlichtingssterkte, lichtverdeling, vermijden van verblinding, goede kleurweergave en het voorzien van daglicht

Biologische effecten

Naast visuele receptoren (kegeltjes en staafjes) heeft ons oog ook niet-visuele receptoren. Deze maken dat licht een biologisch effect heeft op het lichaam. Meer concreet beïnvloedt licht ons circadiaans ritme en onze biologisch klok. Licht onderdrukt de productie van het slaaphormoon melatonine. Een stabiel waak-slaaprite is belangrijk voor het goed functioneren van ons lichaam overdag en het herstel ’s nachts. Wanneer de biologische klok ontregelt geraakt, ontstaan er slaapproblemen.

Emotionele effecten

Door gebrek aan licht wordt er weinig serotonine vrijgelaten. Dit wordt ook het gelukshormoon genoemd. Het geeft een gevoel van innerlijke rust en tevredenheid. Winterblues of seizoensgebonden depressie wordt ook specifiek in verband gebracht met een tekort aan dit gelukshormoon. Serotonine regelt onze eetlust, seksuele lust, onze emoties, enz… Het gaat negatieve gevoelens tegen zoals angst, verdriet, melancholie en depressie.

Wat is evidence based?

Het concept van Human Centric Lighting klinkt eenvoudig, maar het is nog niet evident om de voordelen op vlak van prestatie en gezondheid effectief te realiseren. Lichtintensiteit, timing, duur, straling, invalshoek, seizoenen,… maken het immers niet makkelijk om daglicht te kopiëren.

LED verlichting is de nieuwe standaard, maar heeft ook zijn beperkingen om het daglicht na te bootsen. De hoge Lux waarden van natuurlijk licht liggen veel hoger dan de verlichtingssterkte van kunstverlichting. De meest efficiënte LED lampen produceren wit licht met een sterk component van blauw licht. Hoewel de kleurtemperatuur van 6000K lijkt op het heldere daglicht ’s middags, is het spectrum van natuurlijk zonlicht veel breder. Bij LED verlichting is de rode component immers minder, waardoor de biologische effecten verschillend zijn. Dit is zelfs het geval voor LED lampen die minder blauw licht uitstralen en warmer lijken voor het menselijk oog (2400K).

Kleurtemperatuur en lichtintensiteit zijn wellicht te beperkt als parameters. Voor human centric lighting dient het gehele spectrum van alle kleuren of golflengtes van licht bekeken te worden.

Kleurenspectrum van een LED lamp met een hoge blauwe component en minder rood licht

Voorbeelden Human Centric Lighting

School

In Hamburg zijn enkele scholen uitgerust met dynamische verlichting. De leerkrachten kunnen kiezen tussen drie settings: activeren, concentreren en kalmeren. Activeren is zinvol in de ochtend met een lichtsterkte van 650 Lux en kleurtemperatuur van 12000K. Dit is aansluiting met het natuurlijk daglicht dat in de voormiddag toeneemt in helderheid en intensiteit. Concentreren komt tot zijn recht bij het rekenen en schrijven van teksten. Deze taken worden ondersteund door een verlichting van 1000 Lux en 6000K. Na een examen of levendige discussie is er soms nood aan kalmeren. Dit kan door een lagere verlichtingssterkte van 300 Lux met een warme lichtkleur van 2700K. Resultaat is dat deze leerlingen 30% beter presteerden op begrijpend lezen dan de controlegroep, ze maken minder fouten tijdens het activeren en zijn minder rusteloos tijdens het kalmeren.

Ziekenhuis

In het ziekenhuis van Karlstad werden de kamers van de afdeling en intensieve zorgen aangepakt. Wanneer verpleegkundigen ’s morgens toekomen worden ze samen met de verlichting wakker. Deze neemt immers geleidelijk aan in helderheid en intensiteit toe naar de middag toe. De medewerkers voelen zich daardoor frisser. De grote voordelen zijn er echter vooral ’s nachts, zowel voor de patiënt als voor het verzorgend personeel. De verlichting tijdens de nacht bevat alle kleuren, behalve de blauwe component. Hierdoor is er geen verstoring van het waak-slaap ritme. De slaapkwaliteit van de patiënten neemt toe, wat het herstel bevordert. Ook voor het verzorgend personeel is deze verlichting meer comfortabel. Het voelt zachter aan voor de ogen. Als ze meer licht nodig hebben om bijvoorbeeld aan bed te schrijven, kunnen ze de specifieke verlichting even aanzetten. Doordat hun eigen bioritme eveneens minder verstoord wordt, voelen ze zich minder vermoeid.

Voorbeeld human centric lighting in een ziekenhuis

Industrie

Ploegenarbeid wordt gekenmerkt door onregelmatige uren. Dat betekent dat onze interne klok zich steeds moet aanpassen. Oudere werknemers hebben daarenboven een hogere lichtbehoefte om goed details te kunnen zien. Met een variërende lichtintensiteit en kleurtemperatuur nam de efficiëntie tijdens het werken toe en verbeterde de slaapkwaliteit tijdens het herstel. Daardoor staan de medewerkers de volgende dag meer uitgerust terug klaar op de werkvloer en stapelt de vermoeidheid zich niet op van dag op dag. Nachtwerk is ook eigen aan de industrie zodat human centric lighting kan bijdragen om de alertheid en focus te verbeteren in combinatie met een betere slaap en minder vermoeidheid.