Giải pháp chiếu sáng lấy con người làm trung tâm (HCL) là gì?

Ánh sáng là một phần không thể thiếu của cuộc sống. Vì vậy, khi điều kiện sống ngày càng được nâng cao, các công nghệ chiếu sáng mới cũng ngày càng phát triển. Trong đó có Giải pháp chiếu sáng lấy con người làm trung tâm (Human centric lighting - HCL).

Tuy nhiên, khi tìm hiểu về lĩnh vực này, để không lạc trong ma trận thông tin, chúng ta cần có những hiểu biết cơ bản về ánh sáng cũng như giải pháp chiếu sáng lấy con người làm trung tâm. Ví dụ như : Ánh sáng tác động đến con người như thế nào? Các chỉ số của ánh sáng tác động đến con người như thế nào? Giải pháp chiếu sáng lấy con người làm trung tâm là gì? So sánh giải pháp chiếu sáng lấy con người làm trung tâm và giải pháp chiếu sáng truyền thống. Hãy đi tìm lời giải cho những câu hỏi đó trong bài viết này nhé.

1. Ánh sáng tác động đến con người như thế nào?

Ánh sáng vẫn luôn được biết đến với vai trò giúp con người nhận biết các đối tượng xung quanh cũng như tác động đến sức khỏe thị giác. Tuy nhiên, gần đây, các nhà khoa học đã có các nghiên cứu chứng minh sự thay đổi ánh sáng trong ngày còn kiểm soát nhiều quá trình sinh học trong cơ thể người thông qua loại tế bào trên võng mạc.

Cụ thể, ánh sáng tác động đến nhịp sinh học của con người - chịu trách nhiệm việc chúng ta có ngủ ngon không và cảm thấy như thế nào trong ngày.Năm 2017 giải Nobel y học  đã được trao cho công trình nghiên cứu về nhịp sinh học (hay còn gọi là đồng hồ sinh học) của sinh vật. Nhịp sinh học được điều khiển bằng một số loại hoóc môn, trong đó quan trọng nhất là melatonin – hoóc môn gây ngủ được tiết ra bởi tuyến tùng trong não và cortisol – hoóc môn kích thích sự tỉnh táo, chúng là các hoóc môn đối nghịch nhau. Nhịp sinh học này đã tồn tại từ khi loài người được sinh ra. Tuy nhiên, hiện nay, đa phần ánh sáng nhân tạo là ánh sáng tĩnh, không có sự thay đổi theo ngày. Điều này khiến cơ thể không cảm nhận được sự thay đổi của thời gian trong một ngày khiến nhịp sinh học bị ảnh hưởng.

2. Các chỉ số của ánh sáng tác động đến con người như thế nào?

3 chỉ số chính của ánh sáng tác động đến con người bao gồm chỉ số độ sáng, nhiệt độ màu và phổ ánh sáng. Cụ thể:

• Độ sáng: Độ rọi của ánh sáng tự nhiên ngoài trời thông thường trong dải 2000 đến 100 000 lux, còn chiếu sáng trong nhà thường vào khoảng 500 lux. Tuy nhiên, các nghiên cứu đã cho thấy mức độ chiếu sáng ~ 150 lux ở mắt là đủ để gây ra sự tỉnh táo và thay đổi nhịp sinh học. Sự ức chế melatonin bắt đầu ở 30 lux và bão hòa ở khoảng 1000 lux. Vì vậy, độ rọi khuyên dùng tối đa là 300 – 400 lux (tương ứng với khoảng 1000 lux ở mặt phẳng làm việc) và kéo dài thời gian phơi sáng là đủ giữ sự tỉnh táo cho cơ thể.
• Phổ ánh sáng: phổ quang có ảnh hướng sinh học nhiều nhất là vùng phổ màu xanh lam 460 – 490 nm có đỉnh phổ vào khoảng 480 nm (tương ứng với vùng ánh sáng trắng lạnh có nhiệt độ màu từ 5000 – 6000 K trở lên). 
• Màu ánh sáng:
  + Ánh sáng tím: có nhiều trong ánh sáng tự nhiên ngoài trời giúp tăng vitamin D cho cơ thể. Ánh sáng tím này hầu như không có ở trong nhà (do kính cửa sổ ngăn lại) hoặc trong chiếu sáng nhân tạo do chính sách bảo vệ khỏi ánh sáng tử ngoại UV.
  + Ánh sáng xanh: Nnếu tiếp xúc trực tiếp với ánh sáng xanh trong trong thời gian dài (như ánh sáng phát ra từ màn hình TV, máy tính hay điện thoại di động) sẽ gây tổn hại võng mạc mắt do hiệu ứng ôxy hóa quang và gây quang sai màu.

3. Giải pháp chiếu sáng lấy con người làm trung tâm là gì?

Giải pháp chiếu sáng lấy con người làm trung tâm (Human centric lighting - HCL) là hệ thống chiếu sáng động đặt trọng tâm vào việc đưa sự thay đổi tự nhiên tuần hoàn của ánh sáng mặt trời ban ngày trở lại vào cuộc sống hàng ngày của con người với ánh sáng nhân tạo hiệu quả về mặt sinh học. Giải pháp mô phỏng gần đúng ánh sáng tự nhiên bảo đảm hiệu quả sinh học theo các yếu tố: độ rọi, hướng ánh sáng, nhiệt độ màu, sự thay đổi của ánh sáng trong ngày và theo các mùa.

Giải pháp này là sự kết hợp của Vật lý học (giải Nobel 2014 về LED) – Sinh học (giải Nobel y học 2017) và sự phát triển vũ bão của công nghệ thông tin (IoT).

• Về mặt vật lý:

HCL sử dụng công nghệ ánh sáng LED Tunable White – công nghệ điều chỉnh độc lập linh hoạt nhiệt độ màu và cường độ ánh sáng của hệ thống chiếu sáng để tạo ra một thiết bị chiếu sáng ánh sáng trắng có thể điều chỉnh, mô phỏng sự kịch tính và sự đa dạng của ánh sáng tự nhiên.

• Về mặt sinh học: 

Hệ thống ánh sáng trắng có thể điều chỉnh có thể mô phỏng sự kịch tính và sự đa dạng của ánh sáng tự nhiên để mang lại hiệu quả tích cực cho sức khỏe, hạnh phúc và hiệu suất của con người.

• Ứng dụng công nghệ thông tin, IoT tích hợp vào đèn LED tạo ra Công nghệ ánh sáng LED Tunable White.
  + Điều chỉnh quang phổ và cường độ của đèn LED tạo ra phổ ánh sáng tự động với chu kỳ sinh học 24 giờ.
  + Tạo các hoạt cảnh chiếu sáng theo các hoạt động chính của con người theo công năng các hạng mục trong công trình.
  + Các đầu vào điều khiển cho các bộ đèn này có thể là tín hiệu điều khiển có dây DMX, DALI, KNX hoặc chuẩn điều khiển không dây BLE, RF, WIFI, Zigbee. 

4. So sánh giải pháp chiếu sáng lấy con người làm trung tâm và giải pháp chiếu sáng truyền thống

Giải pháp chiếu sáng HCL là chiếu sáng đúng đáp ứng yêu cầu quy chuẩn, tiêu chuẩn và phù hợp với nhịp sinh học sẽ có hiệu quả: 

• Hoạt động thị giác tốt hơn, nâng cao năng suất lao động, chất lượng công việc.
• Bảo đảm an toàn và tiện nghị, thoải mái cho con người sống và làm việc trong môi trường ánh sáng đó.
• Giúp kích thích sự tỉnh táo, tập trung khi làm việc và thư giãn khi nghỉ ngơi cho giấc ngủ tốt về ban đêm phục hồi sức khỏe.
• Phòng ngừa nguy cơ mắc 1 số bệnh do rối loạn nhịp sinh học như tim mạch, béo phì, tiểu đường và một số bệnh ung thư.