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EFFETTI DELLA LUCE SULL’UOMO
Ing. Elena Pedrotti
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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
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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
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INFLUENZA DELLA LUCE AREA PSICOLOGICA AREA FISIOLOGICA
AREA VISIVA
fonte: M. Rossi, DESIGN DELLA LUCE – fondamenti ed esperienze nel progetto della luce per gli esseri umani
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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
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FLICKER
• Flicker = lett. «sfarfallio»
• Variazioni in sequenza continua dell’intensità luminosa percepita dall’occhio umano
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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)
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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
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FLICKER
Alimentatori ferromagnetici (CCG - LLCG)
Alimentatori elettronici (ECG)
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FLICKER
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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.
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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.
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IL CICLO CIRCADIANO
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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
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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
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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.
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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
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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.
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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
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IL CICLO CIRCADIANO
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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
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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
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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 10-15 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.
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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.
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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.
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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.
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Illuminazione Biodinamica
attività
riposo
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Illuminazione Biodinamica
fonte: http://lightingforhealth.com/
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Illuminazione Biodinamica
fonte: Zumtobel Group
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Illuminazione Biodinamica
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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
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IL CICLO CIRCADIANO
presenza di cellule gangliari
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IL CICLO CIRCADIANO
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IL CICLO CIRCADIANO
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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.
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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
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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
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ASPETTI PSICOLOGICI
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Un forte contrasto di luminanza attira
l’attenzione
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Luce per Orientare
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Luce per Orientare
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Luce per Orientare
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Corridoi
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Corridoi
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Corridoi
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ASPETTI PSICOLOGICI
Una forte luminanza sul compito visivo favorisce
la concentrazione
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ASPETTI PSICOLOGICI
Alti livelli di luminanze aiutano a mantenere
elevati attenzione ed interesse nell’attività
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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
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Sale Operatorie
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ASPETTI PSICOLOGICI
L’illuminazione discreta e non uniforme sul piano di lavoro e sulle
pareti aumenta la gradevolezza
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Uffici di design
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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
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Corridoi
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Corridoi
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Corridoi
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ASPETTI PSICOLOGICI
Illuminazione non uniforme con luminanze basse dove stanno le persone e più elevate nelle aree periferiche e alle pareti favorisce
il rilassamento
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Luce per rilassare
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Visual Therapy
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Visual Therapy
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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
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Bar e Ristoranti
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Bar e Ristoranti
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ASPETTI PSICOLOGICI
Un’illuminazione uniforme e diffusa nel locale favorisce
la comunicazione tra persone
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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
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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
carichi ed accessori Elementi di comando
Sistemi di controllo
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SEGNALE
ANALOGICO 1-10 V
SEGNALE DIGITALE
(protocollo DALI) Digitale
Sistemi di controllo
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uso di reattori o alimentatori elettronici dimmerabili DALI abbinato a sensori di presenza e/o di luminosità e temporizzatori per gestione versatile dell’impianto •fonte: www.osram.it
Sistemi di controllo
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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
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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.
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COMFORT VISIVO
• 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
A. diretto A. indiretto
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COMFORT VISIVO
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COMFORT VISIVO
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COMFORT VISIVO
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COMFORT VISIVO
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COMFORT VISIVO
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COMFORT VISIVO
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COMFORT VISIVO
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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.
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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.
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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
