ฉันเชื่อว่าทุกคนที่มีส่วนร่วมในอุตสาหกรรมแสงสว่างได้เรียนรู้เกี่ยวกับความรู้พื้นฐานของอุณหภูมิสี อุณหภูมิสีต่ำทำให้ผู้คนรู้สึกสบายและอบอุ่น อุณหภูมิสีที่สูงนั้นเงียบขรึมและน่าตื่นเต้น ในกระบวนการออกแบบจะเป็นไปตามแนวคิดนี้ด้วย

อย่างไรก็ตาม สุขภาพที่แท้จริงของสภาพแวดล้อมของแสง ไม่เพียงแต่ไม่มีแสงสะท้อน ไม่มีแฟลช เน้นเฉพาะความสว่าง อุณหภูมิสี ความสม่ำเสมอไม่เพียงพอ เรายังต้องใส่ใจกับค่า "ความสว่างพิกเซลที่เทียบเท่ากับความมืด" ที่อยู่ในบรรทัด ด้วยมาตรฐาน

ในการวัดค่านี้ก่อนที่เราจะรู้จักแนวคิดของ “เมลาโทนิน” เสียก่อน

เมลาโทนิน

เป็นเวลาหลายพันล้านปีที่แสงแดดทำหน้าที่เป็นแหล่งกำเนิดแสงเพียงแหล่งเดียวที่หล่อหลอมจังหวะการเต้นของหัวใจภายนอกของสิ่งมีชีวิตแทบทุกรูปแบบ

เหตุผลที่มนุษย์จะปฏิบัติตามกฎเกณฑ์ของชีวิต "พระอาทิตย์ขึ้นทำงาน พระอาทิตย์ตกเพื่อพักผ่อน" เพราะต่อมไพเนียลของสมองมนุษย์จะหลั่งฮอร์โมน คือ เมลาโทนิน ซึ่งเป็น "ยานอนหลับตามธรรมชาติ" ของร่างกายเรานั่นเอง “สัญญาณการพักผ่อน” ที่เกิดขึ้นเอง มันคือ “ยานอนหลับตามธรรมชาติ” ซึ่งเป็น “สัญญาณการพักผ่อน” ที่เกิดขึ้นเองของร่างกายเรา เมื่อร่างกายมีเมลาโทนินมากขึ้น เราก็จะง่วงนอน; เมื่อปริมาณเมลาโทนินน้อยลง เราก็จะมีพลังมากขึ้น

และปริมาณเมลาโทนินที่หลั่งออกมานั้นสัมพันธ์กับความเข้มของแสง เนื่องจากมีเซลล์ปมประสาทไวแสงอัตโนมัติ (ipRGCs) ในเรตินาของเรา ซึ่งสามารถสังเคราะห์โปรตีนรับแสง เมลาโนซิน ซึ่งรับรู้ความเข้มของแสงและส่งสัญญาณไปยังต่อมไพเนียล จึงส่งผลต่อการหลั่งเมลาโทนิน: มากขึ้นในที่มืด น้อยลงใน แสงสว่าง ไปยังต่อมไพเนียลซึ่งส่งผลต่อการหลั่งเมลาโทนิน: มากขึ้นในที่มืดและน้อยลงในที่มีแสงจ้า ด้วยเหตุนี้การนอนหลับในความมืดจึงง่ายกว่า

ยกตัวอย่าง “แสงประดิษฐ์” แรกสุด เช่น แสงไฟ อุณหภูมิสีอยู่ที่ประมาณ 2,000K โดยมีแสงสีน้ำเงินน้อยมากและมีแสงสีแดงมาก แสงอุ่นอุณหภูมิสีต่ำนี้ ทำให้ผู้คนรู้สึกสบาย สามารถเข้าสู่สถานะการนอนหลับได้อย่างรวดเร็ว

จากข้อมูลนี้ เราสามารถตรวจสอบได้หลายประเด็น:

ก. ผู้คนต้องการแสงสว่างที่แตกต่างกันสำหรับความต้องการที่แตกต่างกัน

ข. แสงสีขาวทำให้ผู้คนตื่นตัวและตื่นเต้น และแสงสีเหลืองทำให้ผู้คนผ่อนคลายและสบายตัว

ค. สาระสำคัญเบื้องหลังคือการหลั่งของ “ยานอนหลับธรรมชาติ” เมลาโทนิน;

ง. แสงสีฟ้าจะกระตุ้น “เซลล์รับแสงเมลาโทนิน” และยับยั้งการหลั่งเมลาโทนิน

สิ่งเหล่านี้ยังเป็นพื้นฐานทางสรีรวิทยาของการจัดแสงโดยคำนึงถึงมนุษย์เป็นหลัก 

ความหมายและเกณฑ์การส่องสว่างของเมลาโทนิน

บันไดแห่งวิวัฒนาการทางชีววิทยาวัดกันในเวลานับแสนปี ในขณะที่ประวัติศาสตร์อารยธรรมของมนุษย์นั้นใช้เวลาไม่ถึง 10,000 ปี มนุษย์ได้ปรับตัวเข้ากับวิถีชีวิตยุคใหม่ในแง่ของ “ซอฟต์แวร์” ทางจิตวิทยาและวัฒนธรรม แต่ “ฮาร์ดแวร์” ของโครงสร้างทางสรีรวิทยาไม่สามารถก้าวทันการเปลี่ยนแปลงได้ “นาฬิกาชีวภาพ” ในร่างกายของเราเป็น “อุปกรณ์” ที่ไม่สามารถตามทันการเปลี่ยนแปลงได้ การหยุดชะงักของนาฬิกาชีวภาพส่งผลโดยตรงต่อการนอนหลับ แต่ยังทำให้อารมณ์ไม่ดี ทำให้เกิดโรคอ้วน โรคเบาหวาน และโรคทางเมตาบอลิซึมอื่นๆ

แต่ตอนนี้ไม่น่าจะต้องการจำกัดแสงตอนกลางคืน ดังนั้นเราควรคิดว่า: ระบบไฟแบบใดที่จะไม่ทำให้เกิดความผิดปกติของนาฬิกาชีวภาพ?

เราต้องการออกแบบระบบแสงสว่างที่จะให้การกระตุ้นที่เพียงพอในระหว่างวันเพื่อให้เราตื่นตัว และแสงสว่างในเวลากลางคืนที่จะตอบสนองความต้องการด้านการมองเห็นโดยไม่ระงับการหลั่งเมลาโทนินมากเกินไปจนรบกวนคุณภาพการนอนหลับ

ในการทำเช่นนี้ จำเป็นต้องมีพารามิเตอร์สำหรับการวัดเชิงปริมาณ ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์จึงกำหนดค่าความสว่างใหม่นี้: EML (Equivalent Melanopic Lux), Equivalent Melanopic Illuminance หรือที่รู้จักกันในชื่อ Retinotopic Equivalent Luxหมายถึงการวัดเชิงแสงที่ใช้ในการวัดปริมาณระดับการกระตุ้นการตอบสนองทางแสงของแหล่งกำเนิดแสงต่อออปซินสีดำ (คำจำกัดความอ้างอิงจาก WELL Building Standards)

ลักซ์ส่องสว่างแบบธรรมดา (lx) ใช้ในการวัดความไวแสงของเซลล์รูปกรวย โดยจะอธิบายแสงที่ช่วยให้ดวงตาของมนุษย์มองเห็นวัตถุได้ในเชิงปริมาณ

ในทางกลับกัน Equivalent melanopic illuminance (EML) จะแปลงการกระตุ้นทางสเปกตรัมของแหล่งกำเนิดแสงโดยการถ่วงน้ำหนักโดยการตอบสนองของ ipRGC ต่อแสง ซึ่งเป็นวิธีการอธิบายผลกระทบทางชีวภาพของแสงต่อบุคคลในเชิงปริมาณซึ่งเป็นวิธีการให้การสนับสนุน เพื่อจังหวะการเต้นของหัวใจที่ดี

แสงที่มี EML สูงจะเพิ่มความตื่นตัว และแสงที่มี EML ต่ำจะส่งเสริมการหลั่งเมลาโทนินของร่างกายและลดความตื่นตัว ดังนั้นไม่ว่าคุณจะทำงานตอนพระอาทิตย์ขึ้นหรือออกไปตอนกลางวันก็ควรเลือกไฟที่มี EML สูงเวลาทำงานและแอคทีฟอยู่ และควรเปลี่ยนมาใช้ไฟที่มี EML ต่ำเมื่อคุณผ่อนคลายและก่อนเข้านอน

แหล่งข้อมูลที่เผยแพร่ก่อนหน้านี้และน่าเชื่อถือมากขึ้นสำหรับกฎระเบียบเชิงปริมาณเกี่ยวกับ EML คือ WELL Building Standard

การวัดระดับความสว่างของเมลาโทนินที่เทียบเท่า

ตอนนี้เราทราบบทบาทของ EML และกฎระเบียบที่เกี่ยวข้องแล้ว เราจะทราบค่า EML ที่แน่นอนได้อย่างไร

มีสามวิธีในการทำเช่นนี้: 1 การวัดโดยใช้เครื่องมือโฟโตเมตริก 2 การแปลงอัตราส่วนอย่างง่าย และ 3 การแปลงสเปกตรัมที่แม่นยำ

ไม่ว่าจะเป็นการวัดรายวัน การยอมรับโครงการ หรือการโน้มน้าวใจลูกค้า นักออกแบบจำเป็นต้องใช้เครื่องมือวัดแสงระดับมืออาชีพเพื่อทดสอบและพูดคุยกับข้อมูล

นอกเหนือจากตัวบ่งชี้แสงที่สำคัญสี่ตัว ได้แก่ ความสว่าง อุณหภูมิสี คอนทราสต์ของภาพ และความสม่ำเสมอแล้ว อุปกรณ์วัดแสงยังได้เพิ่มการวัดความสว่างของเมลาโทนินที่เทียบเท่ากัน ซึ่งสอดคล้องกับพารามิเตอร์สภาพแวดล้อมแสง WELL Healthy Building Standard™ สากล พร้อมด้วย ข้อผิดพลาดในการวัด <5%

วิธีการแปลงอัตราส่วนอย่างง่ายหมายถึงการวัดหรือการคำนวณค่า "ความสว่างภาพมาตรฐาน" แบบเดิมโดยใช้เครื่องมือ เช่น เครื่องวัดความสว่าง ซอฟต์แวร์จำลอง DIALux ฯลฯ จากนั้นค่าความสว่างจะถูกแปลงเป็น EML อัตราการแปลง lx และ EML จะแตกต่างกันไปตามแหล่งกำเนิดแสงที่แตกต่างกัน

ตัวอย่างเช่น หากหลอดไส้ส่องสว่างในพื้นที่ 200 lx ความส่องสว่างของเมลาโทนินที่จุดนั้นจะเท่ากับ 200 x 0.54 = 108 EML

แน่นอนว่าถึงแม้จะมีแหล่งกำเนิดแสงและอุณหภูมิสีที่ใกล้เคียงกัน ค่า EML ก็ควรจะแตกต่างกันหากการกระจายสเปกตรัมแตกต่างกัน

หากไม่พบแหล่งกำเนิดแสงในตาราง L1 ฉันจะแปลงแหล่งกำเนิดแสงได้อย่างไร นี่คือที่มาของวิธีการแปลงที่สอง: การแปลงสเปกตรัมที่แน่นอน

ความเข้มสัมพัทธ์ของแต่ละความยาวคลื่นจะถูกวัดก่อน จากนั้นจึงถ่วงน้ำหนักด้วยสูตรที่ระบุเพื่อคำนวณอัตราส่วน EML ที่แน่นอน

ตัวอย่างเช่น หากฉันต้องการใช้ไฟแบบถ้วย BLV 4000K ในห้องนอน ฉันควรหรี่ไฟตอนกลางคืนมากแค่ไหน?

ตามมาตรฐานอาคาร WELL สำหรับห้องนอน: EML ควรต่ำกว่า 50 ในเวลากลางคืน จากนั้นควรควบคุมความสว่างในห้องให้ต่ำกว่า 50 ÷ 0.87 = 58 lx ในการจำลอง DIALux

ข้างต้นคือ "ความสว่างของเมลาโทนินที่เทียบเท่า" ของธรรมชาติ แหล่งที่มา การวัดเนื้อหา ฉันเชื่อว่าคุณมีความเข้าใจบางอย่างเกี่ยวกับปัจจัยด้านแสงของมนุษย์ จากนั้นจึงสามารถนำมาใช้ในการออกแบบแนวคิดนี้ได้