Tunable White – illuminazione con efficacia biologica – HCL
Tunable White
Tunable White descrive la capacità di un corpo illuminante di diffondere luce in tonalità fredde e calde. Queste due tipologie di temperatura di colore si possono ad esempio regolare in modo separato. L’utente può impostare una certa tonalità che rimane la stessa fino a quando non la si cambi manualmente. Ciò significa che Tunable White non prevede una temperatura di colore subordinata all’ora del giorno. Se si vuole una luce dinamica, occorre un sistema di comando.
Illuminazione con efficacia biologica
L’illuminazione ad efficacia biologica è descritta dalle DIN/TS 67600:2022 e dallo standard WELL Building nella categoria luce circadiana. Lo scopo è quello di far sì che l’ormone del sonno, la melatonina, sia completamente soppresso durante la mattina, favorendo invece un alto livello ormonale di cortisolo. Se ciò accade, le persone sono sveglie e produttive. Per una classica giornata lavorativa, dalle 8:00 alle 16:30, di mattina bisogna prevedere come minimo quattro ore di illuminamento cilindrico melanopico, equivalente alla luce diurna, pari a > 250 MEDI Lux (Melanopic Equivalent Daylight Intensity), misurato sulla posizione della testa della persona. Questo lo si ottiene con una forte percentuale di luce indiretta sui soffitti e con l’aggiunta di wallwasher. Per un’illuminazione ad efficacia biologica non servono né apparecchi Tunable White né un controllo circadiano. Esaminiamo i requisiti in dettaglio. La posizione della testa viene calcolata ad un’altezza H=1,2m per chi è seduto, a 1,6m per chi svolge attività stando in piedi.
“Cilindrico” significa che si prevedono quattro piani di misurazione verticali: nella posizione della testa che guarda avanti verso un monitor, a sinistra, a destra e dietro. La rappresentazione pratica in un programma di calcolo illuminotecnico è un cubo con lato lungo 30 cm. I valori di Lux dalla parte anteriore, posteriore, sinistra e destra vengono sommati e divisi per quattro: si ottiene così il valore medio, ossia l’illuminamento “cilindrico”.
“Valutazione melanopica” significa che il valore viene moltiplicato per il fattore di effetto melanopico della sorgente di luce. Ogni sorgente luminosa possiede un fattore specifico di effetto melanopico. Nello spettro della sorgente si trova un’intensità differente all’interno della curva di sensibilità visiva umana v λ e nella curva di sensibilità della soppressione di melatonina Smel λ. La conversione permette di confrontare l’effetto biologico.
“Equivalente alla luce diurna” significa che l’illuminamento melanopico equivalente alla luce diurna è moltiplicato per il fattore di effetto della luce diurna MDER pari a 1,104. Il fattore risulta dalla distribuzione dell’intensità della luce diurna standard D65. La curva v λ ha la massima intensità a 1. La luce diurna standard ha un’intensità inferiore nella parte della curva v λ (verde). Moltiplicando il valore melanopico di Lux per 1,104 si ottiene un illuminamento visivo con lo stesso effetto biologico.
Le schede tecniche degli apparecchi XAL riportano il fattore di effetto melanopico, abbreviato con MR (melanopic ratio). Inoltre riportano il fattore di effetto melanopico equivalente alla luce diurna, abbreviato con MDER (melanopic daylight equivalent ratio).
Le DIN/TS 67600 richiedono un illuminamento cilindrico melanopico equivalente alla luce diurna pari a > 250 MEDI Lux. MEDI= Melanopic equivalent daylight illuminance= illuminamento melanopico equivalente alla luce diurna. Per arrivare a un illuminamento visivo con lo stesso effetto biologico, il valore 250 MEDI deve essere diviso per il fattore di effetto melanopico della rispettiva sorgente luminosa e diviso per il fattore di effetto luce diurna 1,104.
Esempio: una tipica sorgente luminosa LED 4000 K, Ra > 80 ha un fattore di effetto melanopico pari a 0,75. 250 MEDI / 0,75 x 1,104 = 302lx
Con un LED 4000 K Ra > 80, il valore 250 MEDI corrisponde a 302lx valutati visivamente. Questo forte illuminamento cilindrico si può ottenere con apparecchi aggiuntivi che illuminano soffitti e pareti.
Conclusione
Per un’illuminazione ad efficacia biologica non servono apparecchi Tunable White né un sistema di controllo basato sull’ora del giorno! Gli apparecchi Tunable White con controllo circadiano sono necessari solo se i posti di lavoro sono occupati più a lungo dell’orario 8:00 – 16:30. La norma DIN/TS 67600 contiene modelli di illuminazione esemplari che raccomandano una durata del giorno di > 8 ore in inverno e < 14 ore in estate. Al di fuori di questi orari, il livello di illuminazione e la temperatura del colore devono essere notevolmente ridotti. In questo modo non si inibisce la secrezione ormonale di melatonina che serve a rigenerarsi.
HCL - Human Centric Lighting
Per Human Centric Lighting si intende un’illuminazione calibrata sulle necessità visive, emotive e biologiche delle persone.
I requisiti visivi minimi per le persone in luoghi di lavoro sono definiti dalla normativa EN 12646-1. In aggiunta le DIN/TS 67600 descrivono i requisiti biologici: la mattina > 250 MEDI Lux. Le persone percepiscono le ore del giorno attraverso i cambiamenti della luce. Per tale motivo è sensato un sistema di controllo circadiano. La possibilità di regolare individualmente l’intensità e la temperatura di colore può tornare utile all’apprezzamento della persona. Allo scopo si usano interruttori dimmer legati al posto di lavoro. Alcuni requisiti sono già previsti dalle specifiche visive e biologiche. Gli aspetti emotivi richiedono invece la sensibilità del progettista illuminotecnico. I componenti per un’illuminazione di tipo emotivo sono ad esempio: dinamismo di luce diurna, massima resa cromatica, LED a spettro completo, Double Dynamic Lighting (cambio di intensità e angolo di emissione), forme naturali delle superfici di emissione luminosa, illuminamento concentrato ed esteso su pareti e soffitti, composizione della luce tarata sul gruppo limbico
Gli aspetti essenziali per soddisfare le necessità emotive degli utenti sono legati alla composizione di colori e arredi. Le pareti e i soffitti di colore scuro assorbono la luce incidente smorzando il senso di benessere. Lo stesso vale per ambienti senza colori, tenuti solamente in bianco, nero e grigio. I colori attirano le persone a livello emotivo e le stimolano. Allungare gli assi visivi dal posto di lavoro serve a far riposare gli occhi durante le mansioni visive e di conseguenza a prevenire la miopia. Si dovrebbe garantire una vista riposante dell’esterno, su cielo e alberi. Tuttavia la progettazione illuminotecnica non è in grado di rimediare a errori fondamentali nella composizione di colori e arredi. In casi come questi, il progettista dovrebbe far presente che il tipo di allestimento non permette all’impianto illuminotecnico di soddisfare necessità emotive.
Riassunto
Gli apparecchi Tunable White da soli non hanno efficacia in termini biologici né di HCL. Per un’illuminazione con efficacia biologica occorrono forti illuminamenti melanopici equivalenti alla luce diurna. A tale scopo è necessario un progetto illuminotecnico calibrato, realizzabile anche con un’unica tonalità di luce. Gli apparecchi Tunable White con controllo circadiano e forti illuminamenti melanopici rispondono alle necessità biologiche in lunghi orari di lavoro in ufficio. I progetti illuminotecnici HCL sono quelli che soddisfano le esigenze visive, emotive e biologiche. Allo scopo sono necessari apparecchi Tunable White con sistema di controllo circadiano e misure supplementari per andare incontro alle necessità emotive.