Circadiaanse verlichting: de natuur naar binnen halen om onze gezondheid en welzijn te verbeteren

Licht is meer dan alleen verlichting; het is een fundamentele regulator van onze biologie. Het heeft een diepgaande invloed op ons circadiaans ritme, de interne 24-uursklok die slaap-waakcycli, hormoonproductie en diverse lichaamsfuncties orkestreert. Voor huiseigenaren, gebouweigenaren en professionals kan het begrijpen en implementeren van circadiaans verlichtingsontwerp leiden tot aanzienlijke verbeteringen in welzijn, slaapkwaliteit en alertheid overdag.

Geschreven door Jille Kuipers

De cruciale rol van natuurlijk licht

Natuurlijk daglicht is de optimale lichtbron voor mensen vanwege de hoge intensiteit en het volledige spectrum, en ondersteunt het zicht, de psychologie, biologie en algemene levensprocessen. De lichtintensiteit buitenshuis is opmerkelijk hoger dan binnenshuis, vaak tien- tot vijfhonderd keer hoger. Dit significante verschil onderstreept waarom we actief meer natuurlijk licht in ons dagelijks leven moeten integreren.

Hier zijn enkele praktische suggesties:

Ochtendlicht: Breng direct na het ontwaken minstens 30 minuten buiten door, zelfs als het nog donker is. Streef naar het eerste halfuur natuurlijk daglicht na zonsopgang. Dit kan bijvoorbeeld een wandeling zijn tijdens je woon-werkverkeer.

Lunchtijd buiten: Zorg ervoor dat u tijdens uw lunchpauze minimaal 30 minuten buiten kunt doorbrengen.

Buitenactiviteiten: Beweeg of speel buiten tijdens de daglichturen.

Afstand tot een raam: Ga dicht bij een raam zitten (minder dan 1 meter) en kijk naar buiten om indirecte blootstelling aan natuurlijk licht te garanderen.

Blootstelling van kinderen: Kinderen moeten dagelijks minimaal twee uur buiten in natuurlijk daglicht doorbrengen.

De rotatie van de aarde en de dagelijkse licht-donkercyclus bepalen voornamelijk ons ​​circadiaans ritme. Zonder deze regelmatige licht-donkercyclus van 24 uur zou onze interne biologische klok, die gemiddeld ongeveer 24,2 uur bedraagt, autonoom werken. Deze kleine afwijking kan ertoe leiden dat ons lichaam zich overdag slaperig voelt en 's nachts wakker, vergelijkbaar met een jetlag, met vermoeidheid, hoofdpijn, verminderde prestaties en een verminderd welzijn tot gevolg.

De wetenschap achter circadiaans licht en hormonen

Het meest zichtbare effect van licht is het bevorderen van het zicht. Maar de juiste verlichting op het juiste moment heeft ook een positieve invloed op gezondheid, welzijn, alertheid en slaap.

Rond het jaar 2000 werd een "nieuwe" derde fotoreceptor, melanopsine genaamd, ontdekt in een celtype in het netvlies van het oog. Melanopsine reguleert de biologische effecten van licht en beïnvloedt de productie van hormonen die cruciaal zijn voor een gezond slaap-waakpatroon, ook wel bekend als het "circadiaanse ritme". De hormonen cortisol (waardoor we alert worden) en melatonine (waardoor we slaperig worden) spelen een belangrijke rol bij het reguleren van activiteit en rust. Lichtsignalen komen het oog binnen en worden via de retinohypothalamische baan doorgegeven aan de nucleus suprachiasmaticus (SCN) in de hersenen, die het circadiaanse ritme reguleert, en ook aan de pijnappelklier, die melatonine produceert (figuur 1).

Verder dan visuele lux: inzicht in equivalente melanopische lux (EML) en melanopische equivalente daglichtverlichting (M-EDI)

Terwijl traditionele luxmetingen geoptimaliseerd zijn voor de respons van het menselijk oog op zichtbaar licht (met een piek rond 550 nm), verschilt de spectrale gevoeligheid voor de activering van het circadiane systeem, met een piek rond 490 nm. Om licht te kwantificeren dat relevant is voor circadiane ondersteuning, worden meeteenheden zoals Equivalent Melanopic Lux (EML) of Melanopic EDI (MEDI) gebruikt. Sommige fabrikanten, zoals CircadianLux, rapporteren de melanopische lux-ratio van hun verlichtingsproducten, omdat deze gespecialiseerde golflengtes in kaart kunnen worden gebracht.

Een zonnige dag buitenshuis kan 100.000 lux opleveren, terwijl een bewolkte dag 2.000 lux oplevert. Binnenshuis is de lichtintensiteit daarentegen over het algemeen veel lager, vaak een kwart of minder dan buiten. Een gemiddeld bureau kan bijvoorbeeld 300-500 lux aan werkverlichting hebben. Deze aanzienlijke vermindering van de lichtintensiteit binnenshuis kan een negatieve invloed hebben op ons circadiaan ritme en energieniveau. Onderzoek toont aan dat de juiste lichtniveaus, spectrum, uniformiteit, positie en timing het welzijn, de productiviteit, slaap, stemming, concentratie en alertheid aanzienlijk kunnen verbeteren. Studies hebben zelfs aangetoond dat kantoormedewerkers alerter en productiever waren, minder avondvermoeidheid hadden en een betere slaapkwaliteit ervoeren met licht met biologisch efficiëntere golflengtes.

Belangrijkste principes van circadiaans verlichtingsontwerp

Circadiaanse verlichtingssystemen geven prioriteit aan het ondersteunen van het menselijk circadiaans ritme, in tegenstelling tot typische instelbare witte lampen die geoptimaliseerd zijn voor algemene verlichting. Dit betekent dat conventionele instelbare verlichting over het algemeen een lagere EML-output heeft in vergelijking met verlichting die specifiek is ontworpen voor circadiaanse ondersteuning, waarbij de focus ligt op spectrale samenstelling en melanopische respons.

De EML-formule is een cruciaal hulpmiddel voor het kwantificeren van het biologische (melanopische) effect van verlichting op mensen. De formule benadrukt de reactie van de retinale ganglioncellen (ipRPG's) in plaats van de kegeltjes, waarop traditionele luxmetingen zich richten. Verticale lux, de maat voor licht dat verticaal schijnt en op ooghoogte het oog binnenkomt, is een belangrijke overweging bij circadiaans verlichtingsontwerp.

RELATIEVE GEVOELIGHEID VOOR LICHT VAN FOTOPISCHE ZICHT EN CIRCADIAN LICHTRECEPTOREN

In de natuur is 1 Lux gelijk aan 1 melanopische Lux en ondersteunt het visuele functioneren en het circadiane functioneren in gelijke mate.

Over het algemeen komt 1 Lux bij LED's overeen met gemiddeld 0,8 melanopische Lux, wat de visuele functie ondersteunt, maar ondermaats is voor het circadiane functioneren.

CircadianLux LED's ondersteunen de visuele functie en de circadiane functie.

Criteria voor een effectief circadiaans verlichtingsontwerp

Hieronder staan ​​de belangrijkste criteria voor een effectief circadiaans verlichtingsontwerp:

Intensiteit en verlichtingssterkte:

Helderder licht (ongeveer 500 lux of meer en 250 EML) overdag bevordert de waakzaamheid, terwijl gedimd licht 's avonds het lichaam aanzet tot slaap. Verlichtingssystemen moeten zowel helder als gedimd licht bieden.

Houd er rekening mee dat het belangrijk is om de intensiteit op ooghoogte te meten. Bijvoorbeeld in een kantooromgeving, op ongeveer 1,20 meter hoogte, gemeten in het verticale vlak. En bijvoorbeeld in een slaapkamer, op ongeveer 0,9 meter hoogte met een licht schuine positie.

Kleurtemperatuur en spectrum:

Lampen moeten wit licht met een verrijkt spectrum bieden voor effectieve circadiane ondersteuning. Koelere kleurtemperaturen (4000-6500K) zijn ideaal voor overdag, terwijl warmere temperaturen (2200-3000K) beter zijn voor 's avonds. Voor ploegenwerkers wordt licht dat zonsopgang en zonsondergang nabootst (vanaf 900K) aanbevolen.

Timing en duur:

Blootstelling aan fel licht vroeg op de dag helpt de circadiane klok te reguleren en zou idealiter moeten aansluiten op de lokale middagtijd van de zon. In de 2-3 uur voor het slapengaan moet de lichtintensiteit (of in ieder geval de melanopische waarde ervan) worden verlaagd om slaapverstoring te voorkomen.

Schittering en visueel comfort:

Verlichting moet diffuus en gelijkmatig verdeeld zijn om schittering te minimaliseren en visueel comfort te garanderen. Een kleurweergave-index (CRI) van 90, met een hoge R9-waarde, is ideaal.

Praktische toepassingen van circadiaanse verlichting

Bij het implementeren van circadiaans effectief licht is het meetpunt cruciaal. Het moet op ooghoogte worden gemeten om het licht te meten dat biologisch relevant is voor circadiaanse ritmes. In kantoren betekent dit een hoogte van 1,2 meter om de gemiddelde ooghoogte bij het zitten te benaderen, terwijl in zorginstellingen een kussenhoogte geschikter kan zijn voor bedlegerige patiënten. Het afstemmen van de piekintensiteit op de middag van de zon ondersteunt de natuurlijke circadiaanse synchronisatie.

Voorbeeldscenario's voor circadiane ondersteunende ruimten:

Woonoppervlakte:

Zorg voor minimaal 200 EML bij 75% of meer van de tafels, gemeten in het verticale vlak naar voren, 1,2 meter boven de vloer. Dit lichtniveau moet minimaal 4 uur per dag aanwezig zijn (bijv. van 10.00 tot 14.00 uur). Een verticale verlichtingssterkte van 270 lux met het CircadianLux-spectrum kan 250 EML opleveren, wat binnen het aanbevolen bereik van de Well Building Standard valt.

Slaapkamer

Wakker worden: Verhoog de helderheid van het licht geleidelijk van 125 naar 200 EML gedurende ten minste 15 minuten vóór de gewenste wektijd. De lichtkleur kan variëren van ongeveer 900K tot 4000K of vastgezet worden op warm of neutraal wit. Dit helpt mensen om op natuurlijke wijze wakker te worden.

's Nachts: Zorg bij toiletbezoeken voor zichtbaar licht met een maximum van 10 lux of 10 EML, bij voorkeur lager dan 2 lux of 2 EML. Nachtlampjes moeten een lage melanopische lux-ratio hebben om de natuurlijke melatonineproductie mogelijk te maken.

Activiteitsgebaseerde circadiane verlichting

Activiteitsmodus:

Zorg voor minimaal 225 EML in 80% van de bezette ruimte, gedurende minimaal 6 uur per dag. De kleurtemperatuur moet tussen 3500K en 6500K liggen.

Prestatiemodus:

Vergelijkbaar met de Activiteitsmodus, met een CCT tussen 4000K en 3500K en een hoge CRI.

Immersieve multimediamodus:

Lagere helderheidsvereisten, waarbij de CCT tussen 3000K en 2700K ligt.

De toekomst van verlichting voor de gezondheid

CircadianLux biedt diverse producten aan, waaronder plafondlampen, panelen, lineaire lampen en staande lampen, met opties voor vaste of flexibele lichtopbrengst en bediening via aan/uit- of automatische schema's op basis van geolocatie. Deze lampen kunnen tot 50% energie besparen ten opzichte van TL-verlichting.

Naast verlichting speelt ook de luchtkwaliteit een belangrijke rol bij welzijn. De ROOMYOU-sensor meet zowel CO₂ als circadiaans ondersteunend licht (EML), waardoor het een waardevol hulpmiddel is voor het creëren van ondersteunende en productieve omgevingen. Een verhoogd CO₂-gehalte binnenshuis kan de cognitieve functie aantasten: het besluitvormingsvermogen neemt met 15% af bij 1000 ppm en de cognitieve functie met wel 50% bij 1400 ppm. Boven 2000 ppm kunnen aanzienlijke slaperigheid en mogelijke gezondheidsproblemen optreden.

De integratie van circadiane verlichting en luchtkwaliteitsmonitoring wordt steeds belangrijker voor het bevorderen van gezondheid en welzijn in diverse omgevingen, waaronder scholen en zorginstellingen voor ouderen. In Nederland helpen Room You en CircadianLux-lampen scholen bijvoorbeeld om te voldoen aan de klasse A-vereisten van de Fresh Schools Standard, de hoogste beschikbare classificatie.

Nu we meer tijd binnen doorbrengen, vooral ouderen die tot wel 95% van hun tijd binnen kunnen doorbrengen, is de behoefte aan verlichtingsoplossingen die onze natuurlijke biologische ritmes ondersteunen van cruciaal belang. Circadiaanse verlichtingssystemen hebben een enorm potentieel om de slaap, cognitieve functies, stemming en algehele levenskwaliteit van iedereen te verbeteren, van schoolkinderen tot ouderen in zorginstellingen, en zelfs het personeel dat daar werkt. Dit is echt "beter licht voor een betere mens".

Circadianlux-lampen zijn momenteel verkrijgbaar in Hongkong, Singapore, Nederland en Italië. Voor andere regio's kunt u de beschikbaarheid opvragen via info@luxbalance.com.