Tunable white что это
Как это работает технически?
Светодиодные модули состоят из набора диодов, излучающих теплый или холодный свет. Смешивая их свет, мы можем получить цветовые температуры от 2700 до 6500 Кельвин от одного светильника. Управление осуществляется с помощью устройства DALI Device Type 8 и может управляться различными блоками управления в зависимости от того, что вы хотите. На более простых панелях есть кнопки или ползунки, где цветовая температура контролируется одним ползунком, а интенсивность другим.
Для автоматического динамического контроля цвета и интенсивности используется роутерная система, который регулирует уровни по заданному расписанию. Цветовая температура и интенсивность регулируется по часам и не реагирует на реальные условия освещения на улице, иначе в комнате было бы очень темно в течение зимних месяцев.
DALI Device Type 8
DALI балласты, имеющие функцию управления цветовой температурой, относятся к DALI Device Type 8. Их особенность в том, что для управления теплых и холодных диодов они используют всего один адрес.
Для изменения цветовой температуры не требуется сложного программирования, так как устройства уже имеют предустановки с разными температурами. Выбор цветовой температуры для различных сцен устанавливаются непосредственно при программировании системы.
С другой стороны, при использовании DALI балластов, которые не управляются согласно разделу 209 протокола DALI (в отличие от Device Type 8, описанных выше), требуется два балласта: один для теплых и один для холодных диодов. Для настройки различных цветовых температур, каждый уровень (например 3000K, 4000K, 5000K) должен измеряется с помощью спектрометра и индивидуально программироваться.
Tunable white что это
Интервью с Джеффом Хангартером (Jeff Hungarter), коммерческим директором по интерьерному освещению Cree Lighting, на тему Tunable white, с акцентом на его потенциальное взаимодействие c циркадными ритмами и здоровьем.
Крейг Дилуи: Как бы вы охарактеризовали спрос на освещение tunable white?
Хангартер: Потребность освещения с технологией tunable white в проектах только начинает возрастать. Проявляется много интереса в этой области, проходит обучение. Но мы по-прежнему видим, что в условиях ограниченного бюджета первым является пункт «Value Engineered» (Ценность инженерии). Идея нравится во многом, но за нее не хотят платить.
ДиЛуи: Как бы вы охарактеризовали спрос на освещение, ориентированное на циркадные ритмы? Вызвала ли пандемия COVID больший интерес к здоровью и роли освещения в ней?
Хангартер: Проявляется много интереса и вопросов к освещению по циркадным ритмам, но я бы не сказал, что мы видели всплеск спроса на эти типы продуктов. COVID вызвал гораздо больший интерес к обеззараживающему освещению, нежели к циркадному или динамическому tunable white. Рынок изо всех сил пытается обеспечить безопасность клиентов, пациентов и студентов, поэтому, естественно, они тяготеют к «предполагаемым» преимуществам того, что может обеспечить дезинфицирующее освещение, но мы должны проявлять осторожность в понимании компромиссов этих различных решений.
ДиЛуи: Какую роль световой спектр играет в регуляции циркадных ритмов?
Хангартер: Спектр света играет большую роль в регуляции циркадных ритмов, но не единственную. В биологическом ритме, чтобы иметь значимое влияние, также требуется сбалансированная комбинация правильной интенсивность света, распределение и продолжительность, в дополнение к другим переменным.
ДиЛуи: Какова полная функциональность светильников с технологией tunable white в вопросе освещения, учитывающего циркадные ритмы?
Хангартер: Как говорилось выше, системы с технологией tunable white должны поддерживать не только изменение спектра света, но также иметь возможность динамически изменять интенсивность и продолжительность в течение дня. Нужно учитывать количество света, попадающего в глаз человека, что имеет решающее значение. Поэтому распределение света светильника также играет роль.
ДиЛуи: В противном случае, какую роль может играть освещение tunable white в улучшении настроения, чувства удовлетворения и благополучия людей?
Хангартер: При правильном применении светильники с технологией tunable white могут улучшать настроение людей, создавая связь с внешним миров, особенно в помещениях, где нет окон или доступа к солнечному свету. В сочетании с другими элементами дизайна, такими как эргономичная мебель и качественный воздух, можно действительно улучшить самочувствие людей в помещении.
ДиЛуи: Проблема включения освещения tunable white в систему освещения по циркадным ритмам заключается в том, что стимуляция может быть более тесно связана со спектральным профилем, чем CCT (correlated color temperature). Согласны ли вы, что это проблема, и если да, то как ваша компания и отрасль в целом решают ее, чтобы адаптировать технологию к циркадному освещению?
Хангартер: Я думаю, что индустрия все еще изучает область возможностей освещения по циркадным ритмам и то, как свет по-разному влияет на людей. Несмотря на то, что в нашем Cadiant Dynamic Skylight мы разработали для имитации дневного света специальный спектральный контент, программное обеспечение, которое обеспечивает работу систему, является гибким. Поэтому, когда мы узнаем больше о том, что необходимо для освещения, учитывающего циркадные ритмы, мы можем адаптировать наш прибор под нужные настройки.
ДиЛуи: В настоящее время существуют два стандарта циркадного освещения, один продвигается UL/LRC, а другой — стандартом WELL. Какие метрики они используют и чем в первую очередь различаются? Что они дают индустрии?
Хангартер: В мире светодизайна ведется много дискуссий о различных параметрах измерений. Оба подхода имеют общую основу: несколько фоторецепторов в глазах посылают сигналы, которые могут вызывать различные реакции. Хотя они могут различаться по принципу «как», все исследования и разработки этих и других исследований помогают привлечь внимание к значимости освещения, и решению задач по улучшению с его помощью здоровья и благополучия людей.
ДиЛуи: Какое влияние может иметь освещение tunable white на соблюдение этих требований?
Хангартер: Технология tunable white может сыграть большую роль в соответствии стандартам, поскольку мы узнаем больше о преимуществах и учимся «не навредить». Мы слышали, как многие светодизайнеры говорят: «Я не хочу прописывать свет, я не врач», поэтому мы должны быть осторожны, если пытаемся создать настоящий природный дизайн и привлечь тех, кто разбирается в науке о здоровье и благополучии.
ДиЛуи: Чем циркадное освещение в целом и системы освещения tunable white отличаются от стандартных световых решений? И что могут сделать дистрибьюторы, чтобы поддержать процесс и добиться хороших результатов?
Хангартер: Во многих стандартны световых решения светильники можно просто сменить, но поменять кардинально световое решение невозможно. С технологией tunable white и циркадным освещением вы должны убедиться, что решение хорошо продумано, что учтены такие факторы, как диапазон светового спектра, количество света, попадающего в глаз, распределение света и интенсивность, меняющихся на протяжении всего дня. И это лишь некоторые из них.
ДиЛуи: Если бы вы могли рассказать всей электротехнической отрасли только одну вещь о роли технологии tunable white для освещения в соответствии с циркадными ритмами, что бы это было?
Хангартер: Не обманывайте себя, возможности tunable white — это не циркадное освещение. Изменяемы белый свет будет/может играть важную роль по мере того, как мы получаем больше результатов исследований и узнаем о том, как работает циркадное освещение. Исследования и образование будут ключевыми моментами, поскольку мы делаем ставку на здоровье и благополучие в текущих и будущих световых проектах.
Новости продукции
Сбалансированное решение Tunable White
Комфортная рабочая среда и экономия энергии почтового центра Swiss Post благодаря сбалансированному управлению цветовой температурой белого света.
Создание действительно ориентированного на человека решения для освещения.
Система TECTON упрощает модернизацию
В почтово-распределительном центре Хяркингена уже установлены треки многофункциональной системы непрерывного освещения TECTON Zumtobel. Поэтому существующие T16 люминесцентные трубки можно просто и легко заменить современными светодиодными светильниками. Помимо распределения электричества, многофункциональный магистральный рельс системы TECTON также содержит систему управления освещением и аварийного освещения. С 11-контактным профилем-проводником он остается адаптируемым для будущих интерфейсов. В зависимости от рабочих зон и задач освещения в почтовом центре использовались системы освещения TECTON C, TECTON basic и TECTON basic RGL. Новые светодиодные светильники не требуют частого технического обслуживания, что снижает затраты на освещение. Кроме того, благодаря светодиодной технологии, удалось снизить окружающую температуру в операционном зале.
Система управления с датчиками экономит 40% энергии
Сбалансированный tunableWhite имитирует естественный переход день-ночь
В рабочей зоне ручной сортировки Zumtobel опирается на балансирующую технологию tunableWhite. Это позволяет получить динамику изменения естественного света внутри помещения и дает сотрудникам возможность работать в соответствии с их естественными биоритмами. Ночью свет с цветовой температурой около 3000 К ( теплый белый ) обеспечивает приятное освещение. Нейтральный белый свет ( 4000 K ) или другими словами свет с высоким синим компонентом исключается во время ночной смены. Кроме того, Zumtobel обеспечил отсутствие бликов, что позволяет сотрудникам легко читать различные размеры шрифтов на глянцевых и матовых этикетках или посылках в пленке.
Пример пилотного проекта с характером
Фото 1: В зоне ручной сортировки Zumtobel использует технологию освещения с изменяемой цветовой температурой tunable White. Согласно естественному биоритму, ночью используется свет с температурой около 3000 К и исключается нейтральный белый свет (4000 К) или свет с высоким синим компонентом.
Фото 2: В дополнение к каналу электроэнергии, многофункциональный магистральный рельс системы TECTON содержит систему управления освещением и аварийным светом. К 11-контактному профилю линии электропередачи всегда можно дополнительно подключить новые системы управления. В зависимости от визуальных и осветительных задач использовались системы освещения TECTON C, TECTON basic и TECTON basic RGL.
Фото 3: С помощью превосходного снижения уровня бликов от освещения, различные размеры шрифта на глянцевых и матовых этикетках, или на посылках в пленке могут быть легко прочитаны сотрудниками.
Фото 5: В тесном сотрудничестве с экспертами по безопасности труда из Швейцарского фонда страхования от несчастных случаев (Suva) Zumtobel обеспечил оптимальное освещение всех рабочих мест в почтовом центре Хяркингена в соответствии с действующими стандартами.
Начата сертификация Tunable White на DALI-2
Для температурной стабильности светоотдачи в Tunable White используется чип синего свечения вместе с люминофором, преобразующим синее излучение в красное. Выпускаются две модификации светодиода, со световым потоком 49 и 103 лм. Корпус размерами 2×2,7×0,6 мм предназначен для поверхностного монтажа. Светильники с регулируемым оттенком белого свечения (Tunable White) сейчас широко используются в системах биодинамического освещения.
Большой проблемой при их установке было до недавнего времени отсутствие единого стандарта регулировки цветовой температуры. То есть одна и та же панель управления для разных светильников регулирует оттенок в разных пределах. Частично проблему решило появление интерфейса DALI-2, в котором отдельно прописана передача информации о цвете. Но при этом не было способа совершенно точно установить совместимость системы управления и светильника.
И вот, наконец, с 1 марта 2020 г. международная организация DiiA, управляющая семейством стандартов DALI, начала сертифицировать светодиодные драйверы для Tunable Light на соответствие требованиям DALI-2 по регулировке цветовой температуры. Если драйвер получил соответствующий сертификат DiiA, это означает, что светильник, в котором он установлен, даст точно такой оттенок белого, какой ему «скомандует» система управления. Теперь, при наличии сертифицированных драйверов, не придется настраивать систему биодинамического освещения каждый раз под новые светильники.
В будущем DiiA планирует организовать сертификацию на соответствие драйверов требованиям DALI-2 по управлению цветом.
Биодинамическое освещение –
для комфорта,
работы и здоровья
Новейшие технологии освещения обеспечивают возможность современному обществу функционировать 24 часа в сутки 7дней в неделю («общество 24/7»). Современные люди работают, спят, едят, играют, получают товары и услуги в любое время дня и ночи. В этой ситуации время нахождения людей в условиях искусственного освещения занимает основную часть времени суток, даже в период ночного сна.
Конечно, идеальным освещением для человека будет солнечный свет местности его постоянного проживания. Но, к сожалению, абсолютное большинство работающих людей ежедневно проводят весь день в помещениях с искусственным светом, получая крайне мало естественного освещения. Если бы искусственное освещение, по аналогии с естественным светом, могло помогать биоритмам человека, то это повысило бы продуктивность работы, снизило усталость и даже улучшило ночной сон.
Поэтому разработка и внедрение систем освещения, созданных с учетом биологических ритмов человека («биодинамического освещения»), для современных офисных и жилых помещений, а также медицинских учреждений является актуальной и перспективной.
Биодинамическое освещение
Интеллектуальные системы освещения все шире внедряются в современные реалии. Согласно исследованию Navigant Research, в последние годы здоровье и благополучие людей становятся приоритетными драйверами для строительных технологий коммерческих и жилых зданий. Освещение является одним из лидеров в рамках этих решений. Например, в офисах грамотное управление освещением помогает повысить комфортность пребывания, работоспособность, а также поддерживать хорошее самочувствие сотрудников и концентрацию внимания.
Human Centric Lighting (HCL) – человеко-ориентированное освещение.
Исследования показали, что динамические световые решения, имитирующие естественный ход дневного света, значительно улучшают настроение, концентрацию внимания, продуктивность, а также активность.
Используя интеллектуальные системы управления освещением и настраиваемые светильники, HCL имитирует естественные ритмы света, встречающиеся в природе. HCL автоматически регулирует яркость и цветовую температуру освещения, что имитирует естественный ход дневного света в течение светового дня. Это означает начало освещения с холодного синего света в течение утра и медленный переход к расслабляющему теплому белому свету в конце дня и вечером.
Так, в утреннее время постепенно повышается уровень яркости и используется свет с более высоким содержанием синего цвета. Синий свет оказывает стимулирующее воздействие и воздействует на клетки сетчатки, которые регулируют наши внутренние часы и наши телесные функции. Воздействие синего света указывает на то, что тело находится в дневном режиме, с сопутствующими ему состояниями повышенной активности, улучшенной концентрации внимания и минимальной сонливости.
Зона зрительного комфорта человека
в зависимости от освещенности и цветовых температур.
По мере наступления дневных часов HCL уменьшает синий свет и обеспечивает более теплый красный свет днем и вечером. Более теплый свет оказывает расслабляющий эффект, который способствует более легкому засыпанию, позволяя организму «успокоиться». Воздействие более теплого света очень важно, поскольку недавние научные исследования показали, что синий свет является основным фактором, подавляющим выработку гормона мелатонина, который играет важную роль в регулировании цикла сна-бодрствования.
Таким образом, система управления HCL «знает» свое географическое местоположение и выстраивает управление цветовой температурой освещения согласно движению солнца в данной местности и с учетом времени суток. Для этого при первом подключении необходимо задать географическое положение светильников и установить текущую дату и время. Далее система управления автоматически контролирует работу светильников в течение дня в соответствии географическим положением и временем суток, плавно и незаметно для глаза человека изменяя яркость и цветовую температуру.
Существуют две системы для управления цветовой температурой освещения: 1. «Tunable White» с ручным управлением яркости и цветовой температуры светильников; 2. «Human Centric Lighting» с автоматическим управлением освещением (в которую уже заложены функции «Tunable White», что позволяет при необходимости в ручном режиме корректировать настройки работы светильников).
В Институте Междисциплинарной медицины проводятся исследования, целью которых является выявление оптимальных режимов экспозиции «холодного» и «теплого» светового спектра, позволяющих повысить продуктивность и уменьшить заболеваемость работников, с учетом погодных условий и рода деятельности организации. Существующие сегодня системы «умный дом» также дают возможность синхронизировать работу световых систем HCL с работой систем солнцезащиты (обеспечивающих автоматическое опускание или поднимание жалюзи в зависимости от яркости и направления наружного солнечного света) для достижения синергического эффекта: сочетание максимального комфорта (улучшить самочувствие) и оптимальной работоспособности сотрудников, а также уменьшение расхода электроэнергии.
Биодинамическое освещение – на службе у медицины
Учитывая, что свет проникает через веки при закрытых глазах, биодинамическое освещение HCL у пациентов реанимационных отделений и послеоперационных палат позволит противодействовать срыву суточного ритма функционирования физиологических функций и может способствовать скорейшему выздоровлению.
Таким образом, система биодинамического освещения благоприятно воздействует на биоритмы человека за счет изменения количества света и спектра светового воздействия в течение дня по аналогии с солнечным светом.
В созданной российскими специалистами компании «ЭСКО СВЕТ» инновационной светодиодной биодинамической системе «OscarBio» близкий к естественному изменению освещенности режим обеспечивается уникальной программой работы модулей со светодиодами «теплых» и «холодных» цветовых температур 3000К и 6000К, а также другими техническими характеристиками (световой поток 4800 Лм, коэффициент пульсации менее 3%, опаловый поликарбонатный рассеиватель). Это создает условия для поддержания оптимальной активности, работоспособности, самочувствия и настроения в рабочее время, а также закладывает основу для восстановления сил и хорошего сна ночью.
Современное общество предъявляет высокие требования к освещению помещений для жилья, для работы и уличному освещению. Но кроме обеспечения освещённости, новейшие интеллектуальные световые технологии позволяют здоровым людям сохранять активность и поддерживать работоспособность, благоприятно влиять на эмоции и настроение, а также способствовать хорошему сну. У людей, страдающих различными заболеваниями, и пожилых людей некоторые виды светового воздействия, широко распространенные сегодня (например, свет флуоресцентных ламп), могут ухудшать состояние, в то время как новые световые технологии, наоборот, позволят сохранять физическую и психическую активность, повышая качество жизни.
Таким образом, новые технологии биодинамического освещения созданы с учетом естественных природных ритмов света и ориентированы под потребности каждого человека. Создание комфортных условий для жизнедеятельности, сохранение здоровья и оптимальной работоспособности, а также повышение производительности труда и энергосбережение делают такие технологии привлекательными для работодателей и актуальными для современного общества в целом.
Артеменко А.Р, Данилов А.Б., Бенуж А.А.,
Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М Сеченова МЗ РФ (Сеченовский Университет),
Институт Междисциплинарной медицины,
Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет» (НИУ МГСУ)
Этот материал опубликован в апрельском номере Отраслевого журнала «Строительство». Весь журнал вы можете прочитать или скачать здесь.