Биодинамично осветление в индустрията

Естествената светлина мени интензитета и цвета си в рамките на денонощието. Този феномен има троен ефект върху човешкия организъм – визуален, емоционален и биологичен. Биологичната роля на светлината е да синхронизира т. нар. биологичен часовник на организма с денонощните и сезонните промени. Процесът влияе както на метаболитните процеси, така и на хормоналния баланс в тялото ни.

В съвременното осветление все по-масово се налага концепцията за биодинамично осветление, съобразено с естествения биологичен (циркаден) ритъм на човешкия организъм. С помощта на иновации като светодиодната технология, усъвършенстваните сензори и модерните системи за управление, изкуственото осветление в бита ни може да се адаптира максимално към динамиката на денонощието, поддържайки индивидите в добро емоционално и психическо състояние, с достатъчни нива на концентрация и работоспособност. Ключова важност придобива тази концепция обаче в съвременната индустрия, полагаща основите на високотехнологичните фабрики на бъдещето, където проблеми като недостатъчното количество дневна светлина или недоброто изкуствено осветяване се очаква да бъдат окончателно преодолени.

Специфики на индустриалните приложения

С всеки нов етап на индустриалната революция човешкото общество става все по-тясно ангажирано с производството. И въпреки че високотехнологичната съвременна индустрия прави опити да “извади” човека от тежките, опасни и повторяеми приложения, повишавайки нивото на автоматизация и обезпечавайки тези дейности с роботизирана работна сила, индустриалните работници все още прекарват голяма част от ежедневието си в условията на изкуствено осветление.

Много промишлени обекти се характеризират с недостиг на дневна светлина или недостатъчно добро осветяване. Такива са някои складове, производствени цехове, халета с различно предназначение, логистични и дистрибуционни центрове и т. н. За места от този тип биодинамичната концепция предлага отлично решение за елиминиране на потенциалните негативни ефекти върху работниците, включващи сънливост, понижена концентрация, лесна уморяемост, апатия, понижена мотивация и трудоспособност, депресивни състояния и др.

Тези проблеми не просто влошават психологическото състояние на индивида, но могат сериозно да застрашат и физическото му здраве, увеличавайки риска от инциденти и аварии, предизвикани от човешка грешка. Такива опасности могат драстично да ескалират в индустриални условия, особено в тежката промишленост, при работа с машини и т. н.

Въвеждането на съвременна осветителна система със съответната технология за биодинамично управление на осветлението в индустриалните обекти осигурява в пространствата на закрито здравословна динамика на естествената светлина, гарантирайки всички позитивни емоционални и ергономични аспекти на доброто осветяване.

Биодинамичното осветление обикновено се изгражда на базата на LED модули, гарантиращи повишена енергийна ефективност, по-дълъг експлоатационен живот и по-гъвкави възможности за управление в сравнение с конвенционалните осветителни технологии. Концепцията се прилага както при изграждане на общо осветление в промишлените обекти, така и при осигуряване на работно осветление.

Особено важен е ефектът на биодинамичните осветителни платформи през зимата, при работа във вечерен режим или на нощни смени, когато недостатъчното количество дневна светлина води до риск от множество негативни ефекти върху благосъстоянието на работниците. Ключови параметри на изкуственото осветление по отношение на биологичния ритъм на индивида са цветът на светлината, нейното качество и количество и индексът на цветопредаване (CRI). Осветителните системи с висок интензитет и димируема бяла светлина могат да стимулират производителността на персонала, да намалят умората и да редуцират грешките и свързаните с тях инциденти.

Тези потенциални ефекти имат още по-голямо значение в индустриалните приложения, за които са характерни дейности с висока повторяемост. По-високият интензитет на светлината комбинация с правилен избор на цвят от светлинния спектър и задаване на гъвкави настройки за адаптиране на осветлението към оптималните за циркадния ритъм параметри могат да доведат до по-голяма бдителност и работоспособност сред индустриалните работници. В дългосрочен план инвестицията в биодинамично осветление се оправдава от множеството финансови, социални и бизнес ползи по отношение на намалените болнични, отсъствия, обезщетения при злополуки и т. н. Всичко казано дотук важи в особена степен за индустриалните работници, трудещи се в многосменен режим.

Препоръки при многосменен режим

За работниците в производствена среда, които са дневна смяна, най-позитивен ефект има включването на мотивиращо осветление (подобно на сутрешната светлина) час-два след началото на смяната и с продължителност 1-2 часа. Така служителите с различен хронотип или биоритъм (определящ частта от денонощието, в която индивидът обикновено е активен) ще имат време да се настроят към работната атмосфера с плавен преход между периодите на почивка и работа. Студената бяла светлина стимулира ускоряване на биологичния ритъм, но прекалено ранното излагане на такова осветление може да забави прехода от пасивната към активната фаза от ежедневието на човека.

Осветлението по време на нощни смени изисква внимателно изучаване на приложението и планиране на търсените ефекти. При служители, работещи нощни смени няколко денонощия подред, е нежелателно незабавното връщане на биологичния режим към нормалните му параметри още след първата смяна. Ето защо при осветяването на работно място през нощта е добре да се използват светлоизточници с нисък активиращ циркадния ритъм ефект.

За да се увеличат бдителността и концентрацията и да се намали рискът от грешки в края на нощната смяна, експертите препоръчват излагане на хладна бяла светлина в последните часове на нощната смяна. Това би могло да се комбинира с индивидуално управлявани струи хладка бяла светлина на всеки час през втората половина на смяната. При връщането на работа в дневен режим след цикъла нощни смени се търси плавен преход, отново стимулиран чрез подходящото биодинамично осветление.

Когато работата в нощна смяна продължава повече от 3-4 последователни нощи, се налага трайна смяна на циркадния ритъм. Това означава изместване на всяка фаза с около 8 часа, така че работникът да е буден през нощта и да спи директно след нощната смяна, а после да се събужда отново в късния следобед. За подобно “пренастройване” на биологичния часовник са необходими поне 4-5 дни. Специалистите препоръчват процесът да се стимулира със светлоизточници с висок активиращ циркадния ритъм ефект в ранните часове на нощната смяна с изместване на началния час през всяко следващо денонощие докато биоритъмът на работника достигне желания график.

Съвременни тенденции

Германската асоциация на производителите на електрическо и електронно оборудване (ZVEI) публикува насоки за осветяването на различните функционални зони в индустриалните обекти с препоръки за въвеждане на биодинамично осветление във всички възможни приложения. Цветната температура в промишлените помещения с индиректно осветление е желателно се изменя от 3000 до 6500К съгласно предварително зададен график, следващ денонощната динамика на естественото осветление. По същия начин се регулира и интензитетът на светлината. Неутралната директна светлина (около 4000 K) позволява периодично димиране.

Сред водещите тенденции при работните места в съвременните заводи е дигитализацията. Свързаните персонализируеми работни станции, готови за Industry 4.0 и цифровите фабрики на бъдещето обещават да разполагат с почти неограничени възможности по отношение на осветлението – биодинамично, адаптивно и интелигентно. Основни цели са оптималният комфорт, енергийната и разходна ефективност и повишената ергономия на работните места.

Умните осветителни системи в такива приложения имат ключовата функция да се самонастройват към графика и потребностите на работника, стимулирайки неговата работоспособност и елиминирайки негативни ефекти като умора, разсеяност, потиснатост и т. н. Осветлението и оборудването на работното място, интелигентно интегрирани в обща система, позволяват гъвкаво персонализиране според моментните нужди и максимално щадящ организма работен режим в условия на изкуствено осветление съгласно индивидуалния хронотип.

Тези интегрирани платформи включват сензори, контролни блокове и безжични модули, позволяващи на осветителите да се свързват в мрежа помежду си и да комуникират с интелигентното работно място и с оператора по максимално интуитивен и интерактивен начин – чрез жестов, гласов контрол, усъвършенствани човеко-машинни интерфейси и др. В допълнение към визуалния, емоционален и биологичен комфорт тези интелигентни системи целят още подобрена енергийна ефективност и екологосъобразност на индустриалното осветление, което спомага за увеличаване на дългосрочните ползи от биодинамичното осветление в индустрията.