نورپردازی با رویکرد توجه به سلامت کاربر

نقش نورپردازی در سلامت انسان

زندگی در زمین وابسته به چرخه روز-شب است. تمام انسان ها، حیوانات و گیاهان در چرخه زندگی خود یک ساعت زیستی مشخص دارند که عادات شبانه روزی آنها را کنترل می کند. همانطور که برنده جایزه نوبل در حیطه روانشناسی در اثرش به ما نشان داد، نورپردازی مصنوعی می تواند این عادات شبانه روزی را تغییر دهد.
بیش از یک قرن منابع نور مصنوعی التهابی گزینه اول ما در انتخاب منابع روشنایی مصنوعی بود. این منابع نوری ارزان بودند و به راحتی نور قابل کنترل در اختیار انسان ها قرار می دادند. طیف نوری منتشر شده از این منابع نوری بسیاری از رنگ های طیف نور طبیعی خورشید را در خود جای می داد. از آنجایی که سیاست های بالادستی در دهه گذشته نگاهی نگران به بحث مصرف انرژی داشته است و از آنجا که مصرف انرژی الکتریکی برای روشنایی تقریبا یک پنجم کل مصرف انرژی شهر هاست، لامپهای التهابی با مصرف بسیار بالا گزینه های مناسبی محسوب نمی شوند.
در اواخر دهه گذشته کشورهای اروپایی از جمله سویس تصمیم به جمع آوری منابع نور التهابی از بازار گرفتند و در قدم اول لامپهای CFL (فلوئورسنت فشرده) و در قدم بعدی لامپ های LED (دیود های بازنشر کننده نور) را جایگزین آنها کردند. این تغییر امروز یک خطر بزرگ زیستی برای انسان ها ، حیوانات و گیاهان محسوب می شود.
این تغییر در استفاده از منابع نور مصنوعی مزایایی داشت که به آن اشاره کردیم ولی تاثیر نامطلوبی که این منابع نوری (CFL , LED) بر مقوله سلامتی انسان ها می گذارد یک نقطه ضعف بسیار اساسی است. میزان نور دریافتی توسط حسگر های موجود در چشم و پوست ما انسان ها می تواند تاثیر مستقیم با خلق و خوی ما داشته باشد. بشر امروز بیشتر زمان خود را در یک روز در فضاهای بسته داخلی می گذارند و این امر موجب ایجاد مشکلاتی از قبیل کمبود ویتامین D در بدن انسان هاست. منطبق نبودن طیف نور تولیدی از LED ها و CFLها باعث بروز اختلالات زیادی در زیست انسان می شود. افرادی که شیفت شب را برای کار انتخاب می کند چون ساعت بیلوژیک بدنشان تغییر می کند و با توجه به طیف ناقص رنگ نور های استفاده شده داخلی در دنیای امروز، بیشتر در معرض ابتلا به سرطان و اختلالات خواب و چاقی هستند و این گواهی است بر اهمیت انتخاب منابع نور مصنوعی.
امروزه مدارک کافی موجود است که گواه بر عملکرد بسیار ضعیف CFL ها است. این منابع نوری به شدت خطرناک تشکیل شده از مرکوری که یک عنصر سمی محسوب می شود است. این منابع نوری به شدت مشکل بازیافت دارند و در حال حاضر 80 درصد این منابع نوری در لندفیل ها دفن می شوند. اشعه ماورا بنفش که اکثرا از پوشش تعبیه شده در این لامپ ها جان سالم به در می برد، باعث آسیب جدی به پوست و شبکیه چشم انسان می شود.
نور های LED نسبت به CFLها ویژگی های مثبت بیشتری دارند ولی این منابع نوری هم ضعف های قابل توجهی دارند. در این منابع نوری از فلزهای سنگینی مثل نیکل، قلع و مس استفاده شده است و مواد سمی از قبیل آرسنیک در ساخت آنها به کار رفته است. برای این منابع نوری هم هیچ برنامه خاصی مبنی بر نحوه بازیافت وجود ندارد. یکی از مشکلات بسیار مهم این منابع نوری سو سو زدن (flicker) است که باعث تاثیرات منفی بر کاربران فضا و سردرد و ضعف بینایی می شود.

صنعت نور پردازی به دنبال پوشش خلا وجود یک منبع نور مصنوعی با ویژگی های نزدیک به نور طبیعی است. این خلا تا به امروز با استفاده از استراتژی های پویا در نور پردازی تا حدودی پر شده است ولی تولید یک منبع نوری با ویژگی های نور خورشید هدف اصلی انسان امروز است.
طیف رنگی حاصل از نور منابع نوری متفاوت دلیل بر عملکرد مناسب تر آن منابع نوری است، هر چه این طیفها منطبق تر بر طیف رنگ نور خورشید باشد، از نظر کیفیت نور سالم تری در اختیار ما می گذارند. در تصویر زیر طیف رنگی چند منبع نور مصنوعی را می بینیم و بررسی می کنیم.

همانطور که در نمودارها قابل مشاهده است، طیف رنگی نور طبیعی به گونه ایست که تمام طول موج ها و تمام رنگ های مرئی را در خود جای داده است. طیف رنگی نور مربوط به غروب بیشتر طول موج های نزدیک به 780 نانومتر را در بر گرفته است و دمای رنگ نور حدود 3500 درجه کلوین ایجاد می کند.
بدن ما انسان ها با این طیف رنگ نور اخت است، در بین طیف های رنگی به دست آمده از منابع نور مصنوعی التهابی ، فلوئورسنت و ال ای دی، نزدیک بودن طیف رنگ های لامپ التهابی به رنگ های موجود در طیف رنگی نور غروب کاملا مشهود است و این مسئله کاملا گواهی بر عملکرد مناسب تر لامپ التهابی از منظر شباهت به نور طبیعی و تامین خواسته های انسان است. در طیف رنگی حاصل از نور منابع فلوئورسنت و ال ای دی نقش پر رنگ اشعه آبی کاملا مشهود است که مسئله اساسی در عملکرد ضعیف این منابع در ارتباط با سلامتی انسان است. البته عملکرد ال ای دی به مراتب بهتر از لامپ های فشرده فلوئورسنتی است.
اشعه آبی در طیف رنگی یک لامپ بسیار مهم است زیرا مقدار زیاد آن می تواند مشکلات جدی و اختلالات شدید در سلامت انسان پدید آورد. سلول های عصبی شبکیه چشم که بسیار به نور حساسند، عادت به دریافت نور آبی از گنبد آسمان دارند به همین واسطه چشم انسان به گونه ای عمل می ند که سلول های عصبی حساس به طول موج کم در ناحیه ای قرار دارند (توجه شود به تصویر زیر) که تنها نوری که از بالای خط افق بینایی بینده به آن وارد شوند را دریافت کنند. پس از دریافت این طیف رنگی سیگنال هایی به مغز می رسد که دستور به تولید هورمون سراتونین و دوپامین می دهند و این هورمون ها باعث هوشیاری بیشتر فرد می شوند و این در شرایطی است که نبود طیف رنگ آبی باعث ترشح هورمون ملاتونین و خوابالود شدن فر می شود.