EFFETTI DELLA LUCE SULL UOMO. Ing. Elena Pedrotti

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1 EFFETTI DELLA LUCE SULL UOMO Ing. Elena Pedrotti

2 INFLUENZA DELLA LUCE La luce è in grado di: fornire visibilità all ambiente creare stimoli e interesse motivare aiutare la concentrazione orientare influire sull umore influire sull interazione sociale influire sulla loro sensazione di piacere

3 INFLUENZA DELLA LUCE Aree di influenza della luce sugli esseri umani: VISIVA valutazione dell ambiente svolgimento delle attività FISIOLOGICA sistema circadiano (orologio biologico) prestazioni umane PSICOLOGICA sensazione di benessere psicofisico rapporti interpersonali

4 AREA PSICOLOGICA INFLUENZA DELLA AREA LUCE FISIOLOGICA AREA VISIVA fonte: M. Rossi, DESIGN DELLA LUCE fondamenti ed esperienze nel progetto della luce per gli esseri umani

5 LA LUCE VARIABILE Una sorgente di luce artificiale può variare la propria emissione in termini di: Flusso luminoso emesso Composizione spettrale emessa Tonalità della luce Le modalità di regolazione dell emissione luminosa possono essere: Tensione di alimentazione della sorgente Frequenza di alimentazione della sorgente

6 FLICKER Flicker = lett. «sfarfallio» Variazioni in sequenza continua dell intensità luminosa percepita dall occhio umano

7 FLICKER Stimoli simili tra loro distanziati da intervalli lunghi (1/10sec 1sec) sono percepiti singolarmente Stimoli con intervalli più brevi (1/50sec) danno luogo a variazioni dell intensità della sensazione visiva Stimoli con intervalli ancora più brevi (1/1000 di sec) provocano una sensazione visiva proporzionale alla media delle potenze che hanno investito l occhio (Legge di Talbot)

8 FLICKER Basse frequenze di variazione ( 100 Hz) possono provocare: Fastidio Distrazioni Stress Calo delle prestazioni lavorative Emicranie Cefalee Alte frequenze di variazione (khz) non vengono avvertite e lo stimolo luminoso appare di intensità costante

9 FLICKER Alimentatori ferromagnetici (CCG - LLCG) Alimentatori elettronici (ECG)

10 FLICKER

11 EFFETTO STROBOSCOPICO fenomeno ottico che deriva dalla visione intermittente di un corpo in moto periodico; si verifica principalmente quando un oggetto in rotazione è visto oppure è illuminato con intermittenza. se la frequenza di osservazione è diversa da quella del moto in esame, l immagine che si ha del corpo (immagine stroboscopica) lo fa apparire in moto con un periodo apparente diverso dalla realtà e dipendente dalla frequenza di osservazione. se la frequenza di osservazione coincide con la frequenza del moto, o è un sottomultiplo di questa, il corpo appare fermo.

12 EFFETTO STROBOSCOPICO se la frequenza di flicker coincide con la velocità di rotazione delle componenti mobili di utensili o macchinari, questi possono apparire fermi all operatore mettendo a rischio la propria incolumità.

13 IL CICLO CIRCADIANO

14 IL CICLO CIRCADIANO L orologio circadiano risiede nel Nucleo SopraChiasmatico (SCN) del cervello Ha durata di circa 24 ore Determina il momento e la durata delle funzioni biologiche

15 IL CICLO CIRCADIANO Comprende variazioni periodiche di: temperatura corporea frequenza cardiaca senso di fame e processi digestivi attività elettrica celebrale rigenerazione cellulare produzione di melatonina produzione ormonale altre attività biologiche a periodicità giornaliera

16 IL CICLO CIRCADIANO Melatonina: sostanza prodotta dalla ghiandola pineale (o epifisi) che agisce sull'ipotalamo e ha la funzione di regolare il ciclo sonno-veglia Cortisolo: ormone prodotto dalle ghiandole surrenali che tende ad inibire le funzioni corporee non indispensabili nel breve periodo, garantendo il massimo sostegno agli organi vitali.

17 IL CICLO CIRCADIANO PRESENZA DI MELATONINA: favorisce il rilassamento e il sonno regola la funzione di molti organi interni ASSENZA DI MELATONINA: predisposizione alle attività, fisiche o mentali aumento dello stato di veglia e vigilanza PRESENZA DI CORTISOLO: aumento degli zuccheri nel sangue aumento dell efficienza del sistema immunitario protegge dalle infiammazioni

18 IL CICLO CIRCADIANO Necessita della luce per mantenersi sincronizzato con il ritmo giorno/notte SOLO la luce percepita con la retina ha effetti sul ritmo circardiano La luce captata attraverso la pelle non influisce sull orologio biologico Meccanismi di condizionamento del ciclo circadiano attraverso la luce sono in fase di studio.

19 IL CICLO CIRCADIANO CELLULE GANGLIARI situate nella parte inferiore della retina, conducono il segnale al SCN e alla ghiandola pineale che secerne la melatonina MELANOPSINA proteina prodotta dalle cellule gangliari che funge da sensore dei cambiamenti di luminosità ambientale

21 IL CICLO CIRCADIANO Sfasatura in anticipo comportamento dell allodola persone che si svegliano presto, sono molto attive al mattino, molto stanche e insonnolite nelle prime ore della sera Sfasatura in ritardo comportamento del gufo fatica a svegliarsi la mattina, problemi a lavorare e concentrarsi nelle prime ore della giornata

22 IL CICLO CIRCADIANO Sfasamenti del ciclo circadiano possono provocare: mal di testa irritabilità stanchezza fisica o mentale disturbi del sonno disturbi alla digestione e al funzionamento dell intestino disturbi respiratori disturbi ematologici disturbi muscoloscheletrici disturbi dermatologici e reumatici aumento del rischio cardiovascolare aumento del rischio di infarto miocardico

23 IL CICLO CIRCADIANO Il ritmo circadiano è fortemente influenzato dalla ricezione di luce da parte dell occhio. Il sistema circadiano ha una soglia di attivazione più elevata rispetto a quella del sistema visivo. Dopo un esposizione di almeno minuti, inizia la soppressione della melatonina nel sangue. Il ritorno ai livelli precedenti di melatonina ematica avviene dopo 15 minuti dalla cessazione dello stimolo luminoso.

24 IL CICLO CIRCADIANO Lo sfasamento del ciclo circadiano dipende da: ora in cui avviene la stimolazione luminosa Una forte luce bianca al mattino anticipa l orologio biologico, alla sera lo ritarda. Gli effetti di una luce artificiale di notte sono significativi nell abbattimento della melatonina e nella stimolazione dello stato di allerta e delle prestazioni, ma non hanno effetti positivi sull umore.

25 IL CICLO CIRCADIANO Lo sfasamento del ciclo circadiano dipende da: ora in cui avviene la stimolazione luminosa quantità di luce All aumentare della quantità di luce bianca, aumenta la soppressione di melatonina nel sangue. Occorrono livelli di illuminamento maggiori (1000lx) rispetto alla soglia di visione.

26 IL CICLO CIRCADIANO Lo sfasamento del ciclo circadiano dipende da: ora in cui avviene la stimolazione luminosa quantità di luce composizione spettrale della stimolazione luminosa L illuminazione da ufficio (500 lx) con lampade fluorescenti sarebbe meno efficace di una bassissima illuminazione (3,5 lx) ottenuta con LED blu. L illuminazione ottenuta con una lampada a vapori di mercurio (450 lx) sarebbe meno efficace di una bassa illuminazione (18 lx) ottenuta con LED blu a parità di componente nel campo del blu.

27 Illuminazione Biodinamica attività riposo

28 Illuminazione Biodinamica fonte:

29 Illuminazione Biodinamica fonte: Zumtobel Group

30 Illuminazione Biodinamica

31 IL CICLO CIRCADIANO Lo sfasamento del ciclo circadiano dipende da: ora in cui avviene la stimolazione luminosa quantità di luce composizione spettrale della stimolazione luminosa direzione da cui proviene la luce

32 IL CICLO CIRCADIANO presenza di cellule gangliari

33 fonte: Zumtobel Group E. Pedrotti Illuminare gli ambienti di lavoro IL CICLO CIRCADIANO

35 IL CICLO CIRCADIANO Lo sfasamento del ciclo circadiano dipende da: ora in cui avviene la stimolazione luminosa quantità di luce composizione spettrale della stimolazione luminosa direzione da cui proviene la luce modalità di variazione della luce si è constatato che variazioni di luce a gradino (improvvise) siano più efficaci delle variazioni graduali nell abbattimento della melatonina.

36 IL CICLO CIRCADIANO Sfasature del ciclo circadiano causate dall esposizione ad un illuminazione artificiale scorretta Compensazione o/e correzione di sfasature del ritmo circadiano tramite illuminazione dinamica adeguata Miglioramento delle prestazioni dei lavoratori turnisti notturni con prevenzione degli infortuni sul lavoro Influenza positiva nella cura della depressione stagionale o in patologie con disturbi del sonno

37 ASPETTI PSICOLOGICI MESSAGGIO VISIVO: insieme di impressioni ed emozioni trasmesse da un immagine COMFORT VISIVO: assenza di discomfort visivo Sono caratterizzati da Alta soggettività e individualità Dipendono dal contesto Coinvolgono l intero ambiente visivo

38 fonte: Alberto Bernasconi E. Pedrotti Illuminare gli ambienti di lavoro ASPETTI PSICOLOGICI Un forte contrasto di luminanza attira l attenzione

39 Luce per Orientare

42 Corridoi

43 Corridoi

44 Corridoi

45 fonte: Alberto Bernasconi E. Pedrotti Illuminare gli ambienti di lavoro ASPETTI PSICOLOGICI Una forte luminanza sul compito visivo favorisce la concentrazione

46 fonte: Alberto Bernasconi ASPETTI PSICOLOGICI Alti livelli di luminanze aiutano a mantenere elevati attenzione ed interesse nell attività

47 ASPETTI PSICOLOGICI Una maggiore luminanza orizzontale del piano di lavoro al centro della stanza e l illuminazione delle pareti aumentano il comfort e la chiarezza visivi

48 Sale Operatorie

49 Sale Operatorie

50 Sale operatorie

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52 ASPETTI PSICOLOGICI L illuminazione discreta e non uniforme sul piano di lavoro e sulle pareti aumenta la gradevolezza

53 Uffici di design

54 ASPETTI PSICOLOGICI L illuminazione uniforme del piano di lavoro e delle pareti aumenta la sensazione di spazialità Un illuminazione di tipo solamente diretto la riduce (effetto caverna) fonte: Zumtobel Group

55 Corridoi

56 Corridoi

57 Corridoi

58 ASPETTI PSICOLOGICI Illuminazione non uniforme con luminanze basse dove stanno le persone e più elevate nelle aree periferiche e alle pareti favorisce il rilassamento

59 Luce per rilassare

60 Visual Therapy

61 Visual Therapy

62 ASPETTI PSICOLOGICI Un illuminazione non uniforme con luminanze basse dove stanno le persone e più elevate nelle aree periferiche e alle pareti trasmette la sensazione di privacy

63 Bar e Ristoranti

64 Bar e Ristoranti

65 ASPETTI PSICOLOGICI Un illuminazione uniforme e diffusa nel locale favorisce la comunicazione tra persone

66 ASPETTI PSICOLOGICI necessità di autodeterminazione volontà di controllo dell ambiente circostante Possibilità di: regolare livello di illuminamento regolare tonalità/colore della luce programmare orari di accensione e spegnimento impostare e richiamare scenari luminosi usare automatismi per semplificare la gestione

67 Sistemi di controllo I Sistemi di controllo illuminazione sono sistemi costituiti da una serie di dispositivi elettronici che consentono di ottimizzare le performance dell impianto di illuminazione. Gli elementi costitutivi dei sistemi di controllo illuminazione sono classificabili due categorie: Elementi di controllo Elementi di comando carichi ed accessori

68 Sistemi di controllo SEGNALE ANALOGICO 1-10 V SEGNALE DIGITALE (protocollo DALI) Digitale

69 Sistemi di controllo fonte: uso di reattori o alimentatori elettronici dimmerabili DALI abbinato a sensori di presenza e/o di luminosità e temporizzatori per gestione versatile dell impianto

70 COMFORT VISIVO CAUSE di discomfort visivo Difficoltà del compito visivo nell acquisire informazioni (scarsa luce, abbagliamento, flicker) Sotto o Sovra-stimolazione da parte dell ambiente visivo Distrazione da parte di elementi che ricadono nel campo visivo dell utente, spec. se luminosi e in movimento Confusione percettiva nell identificare l immagine

71 COMFORT VISIVO Discomfort visivo influenza l umore: Fastidio Indisponenza Irritabilità Frustrazione Spesso le persone non riescono ad identificare la causa del loro fastidio e malumore.

72 COMFORT VISIVO A. diretto A. indiretto Abbagliamento molesto (discomfort glare): riduce la capacità di visione senza comprometterla (luminanza di velo) Abbagliamento disabilitante (disability glare): causa una compromissione o l impedimento totale della visione

73 COMFORT VISIVO

74 COMFORT VISIVO

75 COMFORT VISIVO

76 COMFORT VISIVO

77 COMFORT VISIVO

78 COMFORT VISIVO

79 COMFORT VISIVO

80 COMFORT VISIVO

81 PROGETTAZIONE ILLUMINOTECNICA La luce influenza: la visibilità e il comfort visivo gli stati d animo e il comportamento la salute e le performance lavorative Il design della luce è più ampio del semplice rispetto delle norme tecniche => il progettista (Lighting Designer) DEVE valutare la reale percezione degli spazi e gli effetti della luce sul sistema circadiano dei lavoratori.

82 PROGETTAZIONE ILLUMINOTECNICA La luce DEVE fornire: livelli di illuminamento adeguato atmosfera piacevole fornire chiari riferimenti visivi Il progetto di luce DEVE considerare l ambiente nel suo insieme e non solo il compito visivo Il progetto di luce HA SUCCESSO quando viene sviluppato come parte integrante dello spazio e non come elemento impiantistico isolato.

83 PROGETTAZIONE ILLUMINOTECNICA Elementi progettuali chiave: creare dei centri focali delineare lo spazio presentare lo spazio senza distorcerlo favorire l orientamento essere ordinata alternare luce e ombra fornire rapporti di luminanza ben bilanciati evitare di produrre abbagliamento essere stimolante senza essere eccessiva o opprimente

84 GRAZIE DELL ATTENZIONE ing. Elena Pedrotti