Elżbieta Janosik
Zdrowotne aspekty oświetlenia stosowanego w mieszkaniach
Health aspects of lighting used in households
Zakład Szkodliwości Fizycznych, Fizjologii Pracy i Ergonomii, Instytut Medycyny Pracy i Zdrowia Środowiskowego w Sosnowcu
Streszczenie
Światło i jego praktyczne zastosowanie w formie oświetlenia odgrywa istotną rolę w życiu człowieka, ponieważ generuje wrażenia wzrokowe, kształtuje doznania psychiczne i rytm funkcji życiowych. Sposób, w jaki światło determinuje możliwości wizualne i reakcje fizjologiczne, zależy od właściwości oddziałujących bodźców świetlnych. W artykule podano drogi oddziaływania światła na człowieka, omówiono ilościowe i jakościowe parametry oświetleniowe kształtujące warunki widzenia i klimat świetlny we wnętrzach oraz podkreślono możliwe negatywne skutki zdrowotne niedoboru lub nadmiaru bodźców świetlnych w otoczeniu. Przybliżono także, z uwzględnieniem aspektu ekologicznego, zalety i wady nowoczesnych źródeł oświetleniowych stosowanych do oświetlenia mieszkań. Ponieważ światło wpływa na sprawność widzenia, samopoczucie, a nawet zdrowie człowieka, dobre oświetlenie można uznać za podstawową potrzebę w naszym życiu codziennym. Redukcję szkód wywołanych nieprawidłowymi warunkami oświetleniowymi można osiągnąć, stosując się do zaleceń podanych w artykule oraz korzystając ze wskazówek osób zajmujących się kreowaniem oświetlenia we wnętrzach.
Summary
Light and its practical application in the form of lighting plays an important role in human life, because it generates visual impressions, shapes mental experiences and the rhythm of vital functions. The way in which light determines visual capabilities and physiological reactions depends on the properties of the interacting light stimuli. The article presents the ways of its influence on human beings, quantitative and qualitative lighting parameters shaping the visual conditions and the light climate in the interiors were discussed, and possible negative health effects of deficiency or excess light stimuli in the environment were underlined. The advantages and disadvantages of modern lighting sources used for housing lighting have also been approached, taking into account the ecological aspect. Because light affects the efficiency of vision, well-being, and even human health, good lighting can be considered as a basic need in our everyday life. The reduction of damages caused by incorrect lighting conditions can be achieved by following the recommendations given in this article and using the instructions given by the interior lighting creators.
Wstęp
Światło odgrywa kluczową rolę w życiu człowieka. Bodźce świetlne poprzez narząd wzroku dostarczają człowiekowi ponad 80% informacji dotyczących otaczającego go środowiska (1). Obok generowania wrażeń wizualnych istotnym jest też oddziaływanie światła na fizjologię organizmu człowieka. Zmiany światła kształtują rytm jego funkcji życiowych oraz wywołują określone doznania psychiczne. W życiu codziennym samemu można zaobserwować, że zbyt silne światło, zwłaszcza sztuczne, wywołuje rozdrażnienie, natomiast przyciemnienie oświetlenia w pewnych sytuacjach sprzyja relaksowi. Ponadto wiosną i latem jesteśmy na ogół pełni energii, natomiast podczas jesieni i zimy nasza aktywność spada. Mogą wystąpić jeszcze inne skutki oddziaływania światła na samopoczucie, a nawet zdrowie człowieka, których nie zawsze jesteśmy świadomi, a które zależą od ilościowych i jakościowych właściwości oddziałujących bodźców świetlnych. Dlatego bardzo istotna jest wiedza na temat odpowiedniego stosowania światła w miejscach, w których współczesny człowiek przebywa najdłużej, tzn. w mieszkaniu, szkole, pracy.
Światło to promieniowanie elektromagnetyczne o długościach fal z zakresu 380-780 nm. Fale te mają zdolność wywoływania wrażeń wzrokowych w narządzie wzroku człowieka, dlatego światło nazywane jest promieniowaniem widzialnym (2, 3).
Uwarunkowania ewolucyjne życia na Ziemi sprawiają, że organizm człowieka potrzebuje całego spektrum światła słonecznego (4). Także narząd wzroku człowieka został przystosowany do odbioru całego zakresu natężeń promieniowania widzialnego Słońca docierającego do Ziemi (5).
Drogi oddziaływania światła na organizm człowieka
Przebieg procesu widzenia u człowieka jest dobrze rozpoznany. Klasyczna droga bodźca świetlnego wywołującego wrażenie wzrokowe to: układ optyczny oka, siatkówka (gdzie bodziec świetlny zamieniany jest na bodziec nerwowy), nerw wzrokowy, skrzyżowanie wzrokowe, pasmo wzrokowe, ciało kolankowate boczne, promienistość wzrokowa i kora wzrokowa płata potylicznego (6), w której następuje ostateczna percepcja wzrokowa.
Nieco mniej znany jest udział promieniowania widzialnego w regulacji procesów fizjologicznych w organizmie człowieka. Organizm ludzki wyposażony jest w układ endokrynny (hormonalny), który uaktywnia różne układy ustrojowe człowieka, dopasowując je do zmieniających się warunków otoczenia (6). Ingerencja endokrynna dokonuje się przez hormony, które przenoszone są przez krew do komórek docelowych, gdzie regulują wiele procesów życiowych. Jak ustalono, gruczołem dokrewnym charakteryzującym się znaczną wrażliwością na bodźce świetlne jest szyszynka. W trakcie wcześniej wspomnianej drogi wzrokowej część aksonów neuronów wzrokowo-zwojowych opuszcza skrzyżowanie wzrokowe, biegnąc bezpośrednio do jąder nadskrzyżowania (ang. suprachiasmatic nucleus of the hypothalamus – SCN) w podwzgórzu, a stamtąd poprzez rdzeń kręgowy i zwój szyjny górny tworzą połączenia z szyszynką (ryc. 1), która z kolei wydziela hormony – serotoninę i melatoninę (6, 7).
Ryc. 1. Droga oddziaływania światła na szyszynkę
Przy braku bodźców świetlnych następuje wzrost wydzielania melatoniny, podczas gdy światło hamuje jej wydzielanie (sekrecję), uruchamiając produkcję serotoniny.
Melatonina pochodzenia szyszynkowego jest uwalniana do krwiobiegu, a następnie dociera do wszystkich narządów. Dorosły człowiek wydziela 12,3-28,8 μg melatoniny na dobę, a stężenie tego hormonu we krwi waha się od 0-20 pg/ml w dzień do 80-150 pg/ml w nocy (7, 8). Równowaga między cyklami wydzielania melatoniny i serotoniny jest niezbędna dla utrzymania działania tzw. zegara/rytmu biologicznego (24-godzinnego cyklu aktywności i spoczynku). Ta wrodzona zdolność odmierzania czasu pomaga organizmowi dostosowywać jego działania do czasu, kiedy ich wykonywanie jest najważniejsze. Przykładowo: z nadejściem wieczoru ilość melatoniny wzrasta. Melatonina docierając do odpowiednich receptorów, obniża temperaturę ciała, co ułatwia zaśnięcie (9).
Ilość i jakość światła potrzebna do efektywnego funkcjonowania organizmu
Prawidłowe oświetlenie – przy wykorzystaniu światła naturalnego (słonecznego) czy sztucznego – decyduje o sprawności i wygodzie widzenia. Technika oświetlania wnętrz oparta jest na wiedzy o psychofizjologii człowieka. Biorąc pod uwagę właściwości narządu wzroku człowieka, ustalono, iż w celu uzyskania dobrej jakości widzenia należy zapewnić (10):
– wystarczające poziomy natężenia oświetlenia – aby umożliwić/ułatwiać spostrzeganie,
– równomierność natężenia oświetlenia, równomierny rozkład luminancji w polu widzenia oraz ograniczenie zjawiska olśnienia – aby nie przeciążać mechanizmów adaptacyjnych oczu i zapewnić wygodę widzenia,
– odpowiednią barwę światła oraz odpowiednią zdolność oddawania barw przez światło stosowanych źródeł oświetleniowych – aby zapewnić odpowiedni klimat świetlny, generować odczucia psychiczne, ułatwiać odbiór wrażeń barwnych.
Projektując oświetlanie danego pomieszczenia, ustala się, jaką ono spełnia funkcję, jak precyzyjne prace wzrokowe są w nim wykonywane, a następnie w oparciu o normy oświetleniowe dobiera się wartości w/w parametrów oświetleniowych.
Miejscem, w którym ludzie spędzają większą część swojego czasu po pracy czy nauce, jest mieszkanie. Mieszkańcy kwestie oświetleniowe rozwiązują zazwyczaj intuicyjnie, ponieważ do problematyki oświetlenia nie przywiązują zbyt dużej wagi bądź nie wiedzą, w jaki sposób mogą zapewnić optymalne oświetlenie w swoich mieszkaniach. Już jednak znajomość podstawowych zasad prawidłowego oświetlania może ułatwić podejmowanie decyzji o rozwiązaniach oświetleniowych.
Podstawowym wymaganiem jest zapewnienie odpowiednich poziomów natężenia oświetlenia na głównych płaszczyznach pracy oraz dróg komunikacyjnych. Uwzględniając podawane w Polskich Normach PN-84/E-02033 czy PN-EN 12464-1 (11, 12) minimalne wartości natężenia oświetlenia dla różnych czynności i pomieszczeń, można określić poziomy natężeń oświetlenia odpowiednie dla pomieszczeń/sytuacji domowych (tab. 1).
Tab. 1. Zalecane wartości poziomów natężenia oświetlenia w mieszkaniach
| Lp. | Pomieszczenie/miejsce/czynność | Minimalne natężenie oświetlenia |
| 1 | korytarze, schody | 50-100 lx |
| 2 | stół w jadalni | 200 lx |
| 3 | blat w kuchni/przygotowanie posiłku | 300 lx |
| 4 | biurko do nauki | 500 lx |
| 5 | szycie, składanie drobnych elementów | 750 lx |
Światło w mieszkaniu powinno nie tylko ułatwiać wykonywanie czynności życiowych, ale też umożliwiać wypoczynek, wpływać na samopoczucie mieszkańców. Nie bez znaczenia w tworzeniu klimatu świetlnego ma barwa stosowanego światła, opisywana tzw. temperaturą barwową Tb wyrażaną w kelwinach [K] (wartość temperatury barwowej podawana jest na oprawce czy opakowaniu źródła światła). Światło o barwie ciepłobiałej (o Tb < 3500 K) wpływa relaksująco i uspokajająco na człowieka, podczas gdy światło o barwie białej (Tb = 3500-5500 K), a tym bardziej chłodnobiałej (Tb > 5500 K) wzmaga koncentrację i pobudza do działania. Zatem źródła światła o barwie ciepłobiałej powinno się stosować w sypialniach, w miejscach relaksu, natomiast źródła światła o barwie białej/chłodnobiałej – w miejscach, gdzie wykonujemy prace precyzyjne (pisanie, szycie, przygotowywanie posiłków).
Na komfort widzenia ma także wpływ właściwość światła zwana zdolnością oddawania barw. Jest ona określana tzw. wskaźnikiem oddawania barw Ra. Im Ra jest wyższy (Ra przyjmuje wartości od 0 do 100), tym barwy obserwowanych obiektów są lepiej oddawane, a same obiekty (nawet karnacja ludzkiej skóry) wyglądają naturalniej. Przyjmuje się, że najlepszy wskaźnik oddawania barw ma naturalne światło słoneczne. Źródło oświetleniowe, w świetle którego obserwowane barwy nie są zniekształcone (wyglądają bardzo podobnie jak przy świetle naturalnym), ma dobrą zdolność oddawania barw i można je stosować w miejscach, gdzie rozróżnianie kolorów jest istotne (np. oglądanie zdjęć, wykonywanie makijażu).
Oświetlenie w mieszkaniu powinno być użyteczne, ale też dopasowane do aktualnych potrzeb i indywidualnych upodobań mieszkańców. Dlatego do oświetlania danego wnętrza mieszkalnego wskazane jest zastosowanie co najmniej kilku źródeł oświetleniowych, odpowiednio rozmieszczonych i wykorzystywanych zależnie od sytuacji. Generalnie, powinno składać się z rozproszonego oświetlenia ogólnego (podkładowego), oświetlenia miejscowego (zadaniowego) oraz punktowych akcentów świetlnych (dekoracyjnych). Poprzez odpowiednie rozmieszczenie opraw tych trzech rodzajów oświetlenia, dobór ilości, barwy i Ra zastosowanego światła możliwe jest kreowanie pożądanych przez mieszkańców warunków oświetleniowych.
Błędem jest niedocenianie roli prawidłowego oświetlenia. Niepożądanym stanem jest tzw. niedoświetlenie wnętrza (13), do którego może dojść z powodu braku nasłonecznienia wynikającego z pory dnia i roku, pogody, zbyt małych otworów okiennych, a w pomieszczeniach, w których dominuje światło sztuczne – w wyniku m.in. złego usytuowania lamp, niedopasowania poziomu natężenia oświetlenia do wykonywanej pracy czy indywidualnych potrzeb użytkownika np. osób z wadami wzroku lub ludzi starszych.
Powyżej zamieściliśmy fragment artykułu, do którego możesz uzyskać pełny dostęp.
Mam kod dostępu
- Aby uzyskać płatny dostęp do pełnej treści powyższego artykułu albo wszystkich artykułów (w zależności od wybranej opcji), należy wprowadzić kod.
- Wprowadzając kod, akceptują Państwo treść Regulaminu oraz potwierdzają zapoznanie się z nim.
- Aby kupić kod proszę skorzystać z jednej z poniższych opcji.
Opcja #1
24 zł
Wybieram
- dostęp do tego artykułu
- dostęp na 7 dni
uzyskany kod musi być wprowadzony na stronie artykułu, do którego został wykupiony
Opcja #2
59 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 30 dni
- najpopularniejsza opcja
Opcja #3
119 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 90 dni
- oszczędzasz 28 zł
Piśmiennictwo
1. Rosner J: Ergonomia. PWE, Warszawa 1985.
2. Herman MA, Palestyński A, Widomski L: Podstawy fizyki. PWN, Warszawa 2002.
3. Słownik fizyczny. Wiedza Powszechna, Warszawa 1992.
4. Le Grand Y: Oczy i widzenie. PWN, Warszawa 1964.
5. Baraboj W: Słoneczny promień. Wiedza Powszechna, Warszawa 1983.
6. Ganong W: Fizjologia. Podstawy fizjologii lekarskiej. PZWL, Warszawa 1994.
7. Lewiński A, Karbownik-Lewińska M: Znaczenie kliniczne i zastosowanie terapeutyczne melatoniny – obecny stan wiedzy. Folia Medica Lodziensia 2010; 37(1): 111-150.
8. Skałba P, Szanecki W, Cieślik K: Melatonina – stale odkrywany hormon. Ginekologia Praktyczna 2006; 4: 22-25.
9. Couwenbergh JP: Chromoterapia i światłoterapia, czyli jak leczyć barwami i światłem. VIDEGRAF II. Katowice 2008.
10. Bąk J: Technika oświetlania. PWN, Warszawa 1981.
11. PN-84/E-02033 Oświetlenie wnętrz światłem elektrycznym.
12. PN-EN 12464-1:2012 Technika świetlna. Oświetlenie miejsc pracy. Część 1: Miejsca pracy we wnętrzach.
13. Janosik E: Wpływ niedoświetlenia wnętrz na aktywność człowieka. Nowa Elektrotechnika 2005; 3(7): 4.
14. Mutti DO, Mitchell GL, Moeschberger ML et al.: Parental myopia, near work, school achievement, and children’s refractive error. Invest Ophthalmol Vis Sci 2002; 43(12): 3633-3640.
15. Rose KA, Morgan IG, Smith W et al.: Myopia, Lifestyle, and Schooling in Students of Chinese Ethnicity in Singapore and Sydney; https://pdfs.semanticscholar.org/106f/d404523cd4c6644a4129ea97bcddbcba94ab.pdf.
16. Read SA: Ocular and Environmental Factors Associated with Eye Growth in Childhood. Optom Vis Sci 2016; 93(9): 1031-1041.
17. Falkowska Z: Okulistyka. PZWL, Warszawa 1978.
18. Honory A: Depresja zimowa i jej leczenie. Psychiatr Pol 1998; 32: 605-619.
19. Kamionowska M, Szczepański M, Janowicz J: Światło w Oddziale Intensywnej Opieki Neonatologicznej jako czynnik ryzyka uszkodzenia narządu wzroku oraz zaburzeń rytmu dobowego noworodków. Postępy Neonatologii 2005; 2(8): 73-76.
20. Czepita D: Rola światła w patogenezie wad refrakcji. Klin Oczna 2002; 104(1): 63-65.
21. McFadden E, Jones ME, Schoemaker MJ et al.: The Relationship Between Obesity and Exposure to Light at Night: Cross-Sectional Analyses of Over 100,000 Women in the Breakthrough Generations Study. Am J Epidemiol 2014; 180(3): 245-250.
22. Spivey A: Light pollution. Light at night and breast cancer risk worldwide. Environ Health Perspect 2010; 118(12): 525.
23. Tabaka P: Badania porównawcze zamienników tradycyjnych żarówek. Przegląd Elektrotechniczny 2010; 9: 315-321.
24. www.ataner.pl/mieszkancy,info,28,nie-wyrzucaj-wietlwek-domietnika.html.
25. Ustawa z dnia 29.07.2005 r. o zużytym sprzęcie elektrycznym i elektronicznym (Dz. U. 2005,180,1495 z późn. zmianami).
26. http://www.termolight.pl/jak-dobrac-zamiennik-zarowki-na-LED.html.
27. Behard-Cohen F, Martinsons C, Vienot F et al.: Light-emitting diodes (LED) for domestic lighting: any risk for the eye? Progress in Retinal and Eye Research 2011; 30: 239-257.
28. Sasseville A, Hebert M: Using blue-green light at night and blue-blockers during the day to improves adaptation to night work: a pilot study. Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry 2010; 34: 1236-1242.
29. Optical safety of LED Lighting. EL/CELMA, may 2011; www.celma.org.
30. Sokołowska W, Karaś A, Zalewska I et al.: Diody LED – odpady niebezpieczne dla środowiska. Materiały elektroniczne 2011; 39(2): 23-26.
