Влияние освещенности на организм
Информация, которую обрабатывает мозг, поступает к нему через глаза. Но итоговое влияние света на организм не ограничивается органами зрения, так через них излучаемый спектр в той или иной степени воздействует на все процессы, происходящие в организме человека. Поэтому важно выбирать безопасные и комфортные источники освещения для дома, мест отдыха и рабочих помещений.
Общее влияние света на работу организма человека
Органы зрения
Включенные искусственные лампы оказывают прямое воздействие на сетчатку. Эти приборы вызывают у человека усталость, приводят к переутомлению и головным болям в том случае, если не сбалансировано соотношение яркостей или имеет место слепящее действие.
Общее состояние здоровья
От выбора освещения будет зависеть общее самочувствие и здоровье, сон, иммунитет, работа внутренних органов, нервной и дыхательной систем.
Трудоспособность
Интенсивность, температура и тип осветительных приборов в офисах и производственных помещениях оказывают влияние на человека, выполняющего профессиональные обязанности. От этих параметров зависит то, как быстро рабочие будут утомляться, насколько лучше концентрироваться и как часто делать ошибки.
Какой свет лучше – естественный или искусственный
Сравнительная оценка естественного и искусственного света, полученная в ходе исследований, показывает явное преимущество первого. Причина кроется в спектральном составе излучения и динамичности естественного света, которая влияет на циркадные ритмы. Но полагаться только на естественное освещение невозможно – человеку нужен свет на 4-8 часов дольше, чем длится световой день, плюс около 20 % рабочих в промышленно развитых регионах трудятся посменно, в том числе в ночные часы.
Оптимальный уровень яркости освещенности для человека в среднем составляет 1000-1500 лк. Если дневной свет не способен обеспечить эти показатели, необходимо дополнить его искусственным. Он может быть общим или локальным, рассчитанным на определенную зону работы или отдыха.
Вред от некачественного освещения
Первыми страдают от некорректно организованного освещения органы зрения человека. Прямое попадание лучей света на сетчатку не является желательным, но представляет опасность только при длительном (в течение нескольких часов) прямом воздействии и избытке доли синего цвета, который приводит к фотохимическим изменениям. Лучше выбирать лампы с рассеивателем – он снижает риск повреждения сетчатки.
Ожоги, полученные в результате случайного касания человека к источнику светового излучения – еще один повод расстаться с традиционными лампами накаливания. После 10 минут работы температура на поверхности колбы повышается до 110-120 °С, у люминесцентных ламп этот показатель в два раза ниже. В этом отношении безопасны светодиодные лампы. Они выделяют небольшое количество тепла, но уже не могут обжечь человека при случайном касании, так как почти вся тепловая энергия поглощается радиаторами, которые служат для отвода тепла от платы с LED-элементами.
Люминесцентные лампы небезопасны при нарушении их целостности – они выделяют пары ртути, которые имеют выраженное негативное воздействие: вызывают тошноту, головокружение, угнетают функцию почек, нервной и дыхательной систем. Разбить LED-лампы сложнее благодаря наличию в них рассеивателя из прочных материалов – матированного поликарбоната, прозрачного или полупрозрачного пластика. Такие приборы легко переносят падение с высоты 1-2 метров. Даже если светодиодная лампа разобьется, ее содержимое не будет представлять угрозы для здоровья человека.
Вред организму наносят мигания, характерные для всех ламп. Они незаметны органам зрения, но не ускользают от мозга. Мерцание вызывает усталость, головную боль, расстройство нервной системы. Негативное влияние объясняется изменение ритмической активности нервных элементов мозга, который вынужден перестраиваться под воздействие световых пульсаций. У лампы накаливания коэффициент пульсации достигает 15-18 %, а у светодиодных светильников, оснащенных драйверами, не превышает 4 %.
Искусственный свет «холодных» оттенков – с длиной волны 440-500 нм и температурой более 3500 Кельвинов – угнетает у человека выработку мелатонина, что приводит к ухудшению сна и снижению иммунитета. Однако такое его влияние на организм в рабочих условиях оправдано с экономической точки зрения.
Сложности с выбором светодиодных светильников?
Подготовим полный расчет стоимости, необходимого оборудования и 3D визуализацию для освещения вашего объекта. Это БЕСПЛАТНО — еще до покупки и заключения договора, вы сможете узнать: «Сколько и какие светильники подойдут?», «Сколько это будет стоить?», «Как это будет выглядеть?» и даже «Сколько будет наматывать счетчик?».
Как организовать правильное освещение
Чтобы организовать правильное освещение дома, в офисе или в производственных помещениях придерживаются нескольких принципов, которые частично нейтрализуют вред искусственного освещения для здоровья человека.
Равномерное рассеивание
Видимые глазу человека перепады интенсивности света приводят к ухудшению адаптации и снижают видимость, что провоцирует потенциально опасные ситуации, вызванные ошибочной оценкой окружающей обстановки. Это важно для организации работы в ночные смены, когда на 20 % увеличивается количество несчастных случаев и на 10-20 % снижается базовая работоспособность.
Комфортная яркость
По санитарным нормам освещенность рабочих кабинетов и помещений учебных заведений составляет 300 лк, детской комнаты ребенка до 7 лет – 200 лк, гостиной и кухни – 150 лк, спальни – 100 лк, санузла, коридора и подсобных помещений – 50 лк.
Оптимальная мощность
На 1 м2 комнаты приходится от 10 до 20 Вт (от приглушенного до яркого) в эквиваленте мощности лампы накаливания. Для среднего по яркости света (14 Вт на 1 м2) в комнате площадью 12 м2 понадобятся осветительные элементы суммарной мощностью 15х12=168 Вт. В случае со светодиодными лампами это значение делят на 7 (усредненный коэффициент) и получают рекомендуемую мощность, равную 24 Вт.
Осветительные приборы с драйверами
Они способны уменьшить видимое мерцание лампы и то, которое воспринимается на уровне мозга человека. Драйвер – электротехническое устройство внутри LED-лампы, которое преобразовывает переменный ток в постоянный. Драйвер выпрямляет, сглаживает и стабилизирует напряжение, используемое для питания светодиодов.
Тепловая температура
Определяет комфортность и безопасность человека, находящегося в сфере действия искусственного света. Чем выше тепловая температура, выраженная в Кельвинах (К), тем белый будет визуально холоднее. Для дома это 2700-3000 К или «теплый белый свет», приятный для глаз. Для рабочего кабинета и производственных помещений рекомендуемое значение тепловой температуры составляет 3500-4000 К. В таких условиях человек чувствует себя бодрее, растет производительность его труда за счет снижения интенсивности выработки мелатонина.
Оптимальный выбор для дома, лечебных и учебных заведений, административных учреждений, офисов и производственных помещений – LED-лампы. Они безопасны (не содержат хрупких и токсичных компонентов), с энергопотреблением в 2 и 7 раз ниже, чем у люминесцентных и традиционных ламп накаливания соответственно, и увеличенным в 5-50 раз сроком службы. Выбирая LED-лампу, оцените прочность и точность изготовления пластикового корпуса, колбы и алюминиевой пластины, фиксацию цоколя, тип используемого драйвера.
Для того, чтобы узнать больше о преимуществах светодиодного освещения, рекомендуем Вам прочитать статью: «Светодиодное освещение от А до Я».
Сложности с выбором светильников?
Подготовим полный расчет стоимости, необходимого оборудования и 3D визуализацию для освещения вашего объекта. Это БЕСПЛАТНО — еще до покупки и заключения договора, вы сможете узнать: «Сколько и какие светильники подойдут?», «Сколько это будет стоить?», «Как это будет выглядеть?» и даже «Сколько будет наматывать счетчик?».
Обнаружена связь между освещением во время сна и тремя опасными состояниями
На примере более чем 500 человек ученые показали, как воздействие света во время сна связано с повышенным риском наличия ожирения, гипертонии и диабета.
Новое исследование ученых из нескольких центров и институтов Медицинской школы Файнберга при Северо-Западном университете в Чикаго (Соединенные Штаты Америки) продемонстрировало, что освещение во время связано с негативными последствиям для здоровья, в частности повышенным риском наличия метаболических нарушений. Результаты опубликованы в журнале Sleep.
О том, что спать со светом действительно вредно, специалисты предупреждали не раз: дело в том, что искусственное освещение в ночное время может снизить уровень мелатонина, а проблемы с выработкой этого основного гормона эпифиза и регулятора циркадного ритма всех живых организмов коррелируют с возникновением множества заболеваний, включая рак, сердечно-сосудистые заболевания, а также снижением фертильности.
Даже слабого освещения в период отдыха может быть достаточно, чтобы активировать симпатический отдел вегетативной нервной системы, отвечающий за реакцию организма «бей или беги». Предполагается, что в процессе сна он «успокаивается»: тело переходит в парасимпатическое состояние, частота сердечных сокращений и дыхание замедляются. То есть вегетативная нервная система имеет устойчивый цикл сна и бодрствования, а свет по ночам его нарушает.
Поскольку пожилые люди особенно подвержены риску развития диабета, заболеваний сердца и сосудистой системы, авторы новой работы решили проверить, есть ли разница в распространенности этих недугов с учетом воздействия света в ночное время.
В выборку включили 552 мужчины и женщины 63-84 лет, которые в 1967-1973 годах участвовали в проекте Чикагской кардиологической ассоциации по выявлению на предприятиях (Chicago Heart Association Detection Project in Industry). Теперь у них измерили уровни артериального давления, холестерина, глюкозы, узнали вес, рост, район проживания и расу. Каждый испытуемый на протяжении недели должен был вести дневник сна и носить на запястье специальный небольшой актиграфический прибор, или актиметрический датчик — для отслеживания общей двигательной активности и воздействия света.
Как выяснилось, менее половины более чем пяти сотен человек проводили в полной темноте лишь пять часов ежедневно. Остальные находились при свете даже в самое темное время суток, в том числе во сне.
В итоге у тех, кто постоянно подвергался воздействию освещения, чаще выявляли ожирение (риск был выше в 1,82 раза), гипертонию (в 1,74 раза) и диабет (в два раза) — по сравнению с испытуемыми, которым удавалось избегать перманентного светового загрязнения. К тому же люди из первой категории имели самую низкую активность. Связи с гиперхолестеринемией не обнаружили.
Ученые не смогли ответить на вопрос, способствовало ли освещение во сне развитию перечисленных выше состояний либо, наоборот, из-за их наличия участники были вынуждены включать свет по ночам: например, из-за более частых походов в туалет или чтобы избежать риска падений, если диабет вызвал онемение ног. «Необходимы дальнейшие исследования, чтобы понять долгосрочное влияние ночного освещения на кардиометаболические риски», — отметили авторы работы.
Почему недостаток освещения опасен для здоровья
Искусственный свет, заменяющий человеку солнечные лучи, не только позволяет продлить световой день, но и иногда оказывает положительное влияние на здоровье. Однако если освещение подобрано неправильно, это может быть по-настоящему опасно.
Так ли важен свет для человека?
Свет играет очень важную роль в поддержании правильного функционирования нашего организма. Когда человек страдает от недостатка света, у него может нарушаться сердечный ритм, снижаться концентрация, колебаться температура тела, могут появиться симптомы усталости и даже депрессия. А все потому, что наши биологические часы подстраиваются под солнечную активность . Другими словами, когда начинается новый день, человеческий мозг переходит из режима отдыха в активное действие. Солнечный свет стимулирует секрецию кортизола, а этот гормон отвечает за нашу активность. Кстати, максимальная концентрация кортизола в крови приходится на утреннее время (как правило, около 8.00), а самая низкая – поздним вечером (около полуночи). А вот примерно с 19 часов в нашем организме более активно вырабатывается другой гормон – мелатонин, который способствует успокоению и более легкому засыпанию. Ученые из Гарвардской медицинской школы доказали влияние света на циркадный ритм человека [1] (отвечает за желание спать ночью и бодрствовать днем). Важность правильного функционирования этого процесса неоспорима, ведь если в нем что-то идет не так, могут появиться самые разные заболевания: от гипертонии до диабета и рака.
Понятное дело, что нет ничего лучше для людей, чем естественный солнечный свет. Тем не менее современному человеку очень трудно вести жизнедеятельность в ритме восхода и заката солнца. В таких случаях на помощь приходит искусственный свет. Но если освещение в помещении некачественное, это может только навредить. Напротив, хорошее освещение – это не только часть дизайнерского решения, но также источник энергии и положительных эмоций [2] (не в последнюю очередь благодаря более активному производству гормонов счастья – эндорфинов, количество которых также зависит от продолжительности светового дня).
Что такое правильное освещение
Одним из главных критериев правильного выбора источника света является цветовая температура, которая измеряется по шкале Кельвина. Теплый свет издают лампы, цветовая температура которых не превышает 3300 К (например, лампы накалывания 200 Вт), в то время как холодный свет – это, как минимум, 4600 К (люминесцентная лампа). Первый влияет на мозг успокаивающе, расслабляет, создает хорошее настроение и наиболее подходящую для отдыха атмосферу. Противоположный эффект создает холодный свет – он стимулирует к действию, помогает сосредоточиться, мотивирует к работе.
Таким образом, в офисах, библиотеках, домашних кабинетах, местах для учебы ребенка следует использовать холодное освещение. В местах, где мы, как правило, не задерживаемся подолгу (например, коридоры, уборные) можно использовать нейтральное освещение. А в гостиной и, тем более, в спальне лучше устанавливать лампы, излучающие теплый свет. Кстати, специалисты говорят, что кухни и столовые также следует освещать такими же лампами. Все дело в том, что под холодным светом даже свежеприготовленное блюдо может выглядеть несвежим и неаппетитным.
Еще один важный момент, на который следует обращать внимание при выборе лампы для закрытого помещения, это ее индекс (коэффициент) цветопередачи (измеряется в Ra). Этот параметр указывает, насколько естественно выглядят цвета при искусственном освещении по сравнению с их видом при дневном свете. Максимальный показатель Ra – 100, и он полностью соответствует характеристикам дневного освещения. То есть чтобы цвета под искусственным светом выглядели максимально естественно (как днем), надо выбирать лампы с максимально высоким показателем Ra. Лучшими для закрытых помещений считаются лампы с индексом цветопередачи в 80-90.
Какой должна быть яркость лампы, чтобы не вызывать проблем со здоровьем
Яркость освещения измеряется в люксах. Люкс – это интенсивность света, падающего на поверхность. В обычный летний солнечный день яркость на улице составляет от 50000 до 100000 Л. В жилых и офисных помещениях летом этот показатель колеблется в пределах 50-500 Л. А вот в ноябре интенсивность света на улице может снижаться до 500 Л, а в помещении яркость при дневном свете обычно не превышает 100 Л, что намного меньше, чем в летние дни. А каким должно быть правильное освещение в офисах и комнатах, чтобы не вызвать дискомфорта и проблем со здоровьем?
Когда речь заходит об уровнях освещения, то для разных типов помещения существуют разные рекомендуемые нормы [3] . Например, помещение, используемое для хранения вещей, требует относительно немного света, в то время как мастерская или классные кабинеты в школе – более яркого освещения.
| Вид помещения | Освещение в Люксах |
|---|---|
| Лестничные сетки | 20 |
| Санузлы | 50 |
| Коридор, холл | 50 |
| Гардеробная | 75 |
| Жилая комната | 150 |
| Кухня | 150 |
| Тренажерный зал | 150 |
| Детская | 200 |
| Рабочий кабинет, библиотека | 300 |
| Бильярдная | 300 |
| Вид помещения | Освещение в Люксах |
|---|---|
| Архив | 75 |
| Конференц-зал | 200 |
| Офис, где работают за компьютером | 200 – 300 |
| Офис, где работают с чертежами | 500 |
| Производственные помещения (в зависимости от вида выполняемой работы) | 200 – 1250 |
| Школьный класс – возле рабочего стола | 300 |
| Школьный класс – возле доски | 500 |
| Школа – комната отдыха | 150 |
| Детский сад – спальня | 100 |
| Детский сад – игровые комнаты, комнаты для занятий в группе | 400 |
Чем опасен недостаток света
Согласно статистике, примерно 90% людей трудоспособного возраста ежедневно проводят от 6 до 8 часов в закрытых помещениях (офисах, цехах, складах, магазинах и т. п.), где они постоянно подвергаются воздействию искусственного света. И далеко не в каждом помещении освещенность соответствует требованиям. В 2015 году польские специалисты проверили качество освещения в офисах Польши, и как оказалось, почти в 84% случаев оно не соответствовало нормам. Позже аналогичная проверка была проведена и в других странах ЕС. Общеевропейский результат оказался не намного лучшим польского – в 61% европейских офисов не соблюден как минимум один пункт из списка требований к освещению в закрытых помещениях. Кроме того, оказалось, что почти треть работающих при недостаточном освещении чувствуют сонливость и слабость в течение всего года, а около половины опрошенных страдают нарушением внимания и усилением аппетита. Но это далеко не все проблемы, которые могут возникать из-за нехватки освещения.
Чрезмерное напряжение глаз
Первыми недостаток освещения ощущают глаза, и надо сказать, именно они страдают больше всего. Слабый свет заставляет наши глаза постоянно напрягаться. В результате появляется раздражение, покраснение, чувство жжения и сухости в глазах. В свою очередь постоянное напряжение глаз ведет к усталости и раздражительности. Ну и конечно же, работа или учеба при плохом освещении ведет к разным офтальмологическим расстройствам. Это снижение остроты зрения, нарушение фокусировки, двоение в глазах, плохое восприятие цвета, близорукость. Поэтому многие работающие в полутьме часто прищуриваются.
Чтение и учеба при плохом освещении наиболее опасна для детей, чьи организмы еще только формируются. Офтальмологи напоминают родителям, что наиболее подходящий свет для детских глаз – дневной. Поэтому очень важно, чтоб ребенок постарался сделать все домашние задания именно при дневном свете, благодаря чему нагрузка на глаза существенно снижается. Чем слабее освещение, тем сильнее напрягаются глаза. Группа ученых из США и Австралии провела исследование, в ходе которого обнаружила, что чем больше времени ребенок проводит на улице при дневном свете, тем меньше он подвержен риску ухудшения зрения.
Головные боли
Плохое освещение может вызвать сильные головные боли. Если работать в полумраке постоянно, то боль может приобрести хронический характер.
Плохая осанка
Когда человеку приходится читать или писать при слабом освещении, он, понятное дело, будет стремиться максимально приблизить глаза к тетради, книге и т. п. Если это будет продолжаться изо дня в день, у человека выработается неправильная осанка, что крайне нежелательно, особенно в детском возрасте. У взрослых, работающих при недостатке света, часто развивается шейный остеохондроз.
Снижение работоспособности
Слабое освещение негативно сказывается на трудоспособности человека. Если в офисе или учебном заведении не хватает света, взрослые и дети становятся вялыми, быстро устают, эффективность их работы снижается в разы.
Расстройства психики
Ученые обнаружили, что люди, проводящие много времени при тусклом свете, чаще страдают депрессией и другими психическими отклонениями. Специалисты объясняют этот факт тем, что при нехватке света в организме снижается уровень гормонов, отвечающих за хорошее настроение.
Интересный факт, по мнению некоторых исследователей причиной конфликтов во многих семьях также может быть неправильное освещение жилых помещений. По наблюдениям ученых, люди, в чьих домах освещение слишком слабое, более агрессивны и меньше контролируют свои эмоции.
Нарушения в работе мозга
Не так давно исследователи нашли доказательства тому, что частое и длительное пребывание в помещениях со слабым светом может затормаживать работу головного мозга. Полумрак ведет к ухудшению памяти и концентрации. Больше всего в условиях плохой освещенности страдает детский мозг.
К этой мысли ученых подтолкнуло исследование, проведенное специалистами из Мичиганского университета. В ходе научного опыта они поместили лабораторных крыс на 4 недели в условия тусклого освещения. Оказалось, животным хватило 28 дней пребывания в таких условиях, чтобы активность гиппокампа (область мозга, отвечающая за обучение и память) ухудшилась на 30%. Активность головного мозга у подопытных восстановилась до прежнего уровня только после того, как животных на 4 недели поместили в условия яркой освещенности. В результате ученые из Мичигана пришли к выводу, что нехватка освещения ведет к ослаблению связей между нейронами гиппокампа.
Идеальный свет не только для глаз, но и для всего человеческого организма – дневной. Поэтому специалисты советуют в помещениях, где человек проводит очень много времени, обзавестись светильниками, свет которых максимально приближен к естественному. По мнению многих ученых, это залог хорошего самочувствия, отличного зрения и превосходного настроения.
Сон при свете оказался опасным для людей. К каким необратимым последствиям в организме он может привести?
Ученые Северо-Западного университета в США опубликовали исследование в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, в котором раскрыли разрушительное влияние света во время ночного сна на организм человека. Согласно выводам специалистов, даже одна ночь воздействия умеренного освещения на спящего человека способна ухудшить регуляцию уровня глюкозы и работу сердечно-сосудистой системы, что в перспективе может способствовать заболеваниям сердца, диабету и метаболическому синдрому. Как пишут авторы статьи, очень важно избегать или хотя бы минимизировать количество света в спальне ночью.
Исследователи продемонстрировали, что умеренное освещение во время сна усиливает сердечный ритм, хотя в норме он должен быть ниже. Сердечный ритм регулируется симпатической и парасимпатической нервными системами, которые вместе образуют вегетативную нервную систему.
Первая изменяет режимы работы различных органов, увеличивая скорость обменных процессов и усиливая сердечные сокращения, что помогает организму адаптироваться под изменяющиеся условия окружающей среды. Вторая оказывает противоположное действие, помогая организму переключиться в состояние покоя. Таким образом, парасимпатическая нервная система регулирует ночные процессы в организме, что нарушается при освещении.
Продуцирующие инсулин клетки и молекула инсулина
Изображение: Shutterstock / Zappys Technology Solutions
Ученые обнаружили, что уже на следующее утро после того, как люди спали в освещенной комнате, возникает резистентность к инсулину, которая является признаком диабета второго типа. Инсулинорезистентность выражается в том, что клетки мышц, жировой ткани и печени начинают плохо реагировать на инсулин и в результате не способны с прежней эффективностью усваивать глюкозу, необходимую для снабжения энергией. Чтобы компенсировать это, поджелудочная железа начинает вырабатывать больше инсулина, но со временем уровень сахара в крови все равно повышается, что указывает на развитие сахарного диабета.
В предыдущем исследовании, опубликованном в журнале JAMA Internal Medicine, рассматривалась большая группа здоровых людей, которые подвергались воздействию света во время сна. Для испытуемых было характерно наличие избыточного веса и ожирения.
В новой научной работе добровольцы не знали, что во время их сна в помещении горел свет, однако это отразилось на качестве отдыха. В результате сон стал фрагментарным, а человеческий организм не смог отдохнуть и восстановиться как в случае полноценного сна. Уровень освещения в эксперименте достигал ста люксов (умеренное освещение) по сравнению с обычными тремя люксами (тусклое освещение). Выяснилось, что умеренное воздействие активировало симпатическую систему, что приводило организм в состояние повышенной готовности.
Авторы работы пишут, что существует несколько путей, через которые свет может влиять на активность вегетативной нервной системы и инсулинорезистентность. Известно, что свет влияет на биоритмы сна и бодрствования через визуальное восприятие уровня освещения, например, при тусклом освещении начинает вырабатываться мелатонин, или «гормон сна». Однако ученые полагают, что в данном случае реакция нервной системы на свет опосредуется в большей степени не мелатонином, а возникает в том числе благодаря прямому воздействию света на мозг.
В пользу этого говорит то, что уровень мелатонина не различался в зависимости от уровня освещенности в ходе эксперимента. В результате активации синаптической системы снижается поглощение глюкозы скелетными мышцами, что приводит к повышению уровня сахара в крови. Это, в свою очередь, стимулирует выработку инсулина поджелудочной железой, что способствует инсулинорезистентности.
По словам специалистов, полученные результаты имеют важное значение для тех, кто живет в крупных городах, где уровни ночного освещения становятся все более высокими. Кроме того, значительная часть людей в развитых странах (до 40 процентов) спят либо с включенной прикроватной лампочкой, либо с включенным светом в спальне, либо даже при работающем телевизоре.
Ученые советуют не включать ночью свет, а если это нужно сделать, то следует переместить источники приглушенного освещения ближе к полу. Не рекомендуется в темноте использовать источники белого или синего света, вместо них лучшим вариантом будет янтарный или красно-оранжевый свет. Хорошо использовать маски для глаз или затемняющие шторы, но если их нет, то лучше переместить кровать так, чтобы уличный свет не падал на лицо. Если в темноте удается хорошо разглядеть предметы, то скорее всего уровень освещения выше допустимого.