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LUCE NATURALE E ARTIFICIALE
RICERCA
Effetti visivi e non visivi
della luce naturale e artificiale
L'aspetto innovativo di questo studio dei tre giovani ricercatori è l'analisi globale
delle caratteristiche sia della luce artificiale che di quella naturale; viene inoltre sottolineata
l'importanza dell'integrazione tra luce naturale ed artificiale che dovrebbe essere oggetto
di un'attenta progettazione sia per le sue ricadute sul benessere delle persone che per il risparmio
energetico ottenibile. Con questo articolo Laura Bellia inizia la sua collaborazione a LUCE.
di Laura Bellia ¹, Alessia Pedace ¹, Giuseppe Barbato
a luce che colpisce i nostri occhi oltre a
permettere la visione determina anche
degli effetti cosiddetti non visivi; infatti
essa condiziona le nostre prestazioni, l'umore, l'attenzione, e influenza anche la sincronizzazione
dell'orologio
biologico situato nel nucleo soprachiasmatico (SCN) all'interno
del cervello. Questo orologio regola una serie di
ritmi biologici, detti ritmi circadiani, che si ripetono ogni 24 ore circa (ad esempio il ciclo sonno
- veglia, la secrezione degli ormoni e altri) [1]. I
ritmi circadiani sono presenti in tutti gli organismi viventi, seppure con caratteristiche differenti, e sono il risultato dell'adattamento alla
vita sulla Terra e quindi all'alternanza di luce e
buio sul nostro pianeta. Questo ciclo di 24 ore
viene mantenuto grazie all'esposizione alla luce,
infatti in esseri umani isolatisi in grotte senza
stimoli esterni il ciclo circadiano si allunga fino
ad arrivare a 36 ore, ma a seconda del momento
della giornata in cui avviene l’esposizione alla
luce, della sua durata, della sua intensità e della
sua distribuzione spettrale si possono anche verificare delle alterazioni [2]. Ad esempio l'esposizione a uno stimolo luminoso al mattino può
determinare una regolazione in anticipo dell'orologio circadiano ma lo stesso stimolo alla sera
può provocare una regolazione in ritardo, inoltre
la risposta del sistema circadiano sembra anche
dipendere dall'età di una persona e da altri fattori soggettivi come l'essere più attivi il mattino
o la sera [3].
In generale in ambienti dove la luce naturale è
insufficiente o del tutto assente è bene progettare la luce artificiale in modo da simulare le variazioni della luce naturale durante una giornata
come visibile in Figura 1, quindi al mattino bisognerebbe utilizzare una luce fredda e intensa
mentre durante il pomeriggio e la sera la luce
dovrebbe diventare progressivamente più calda
e meno intensa.
La luce naturale è la migliore in assoluto ed è
anche la fonte di luce a cui i nostri occhi sono
più abituati essendosi adattati ad essa nel corso
L
* Dipartimento di Ingegneria Industriale,
Università di Napoli Federico II
** Facoltà di Psicologia, Seconda Università di Napoli
52
dei millenni, infatti dobbiamo considerare che
prima della diffusione dell'illuminazione elettrica le giornate degli esseri umani erano scandite dall'andamento della luce solare:
iniziavano al sorgere del sole e terminavano
poco dopo il tramonto. A partire dal secolo
scorso la luce artificiale ha permesso all'uomo
di slegarsi dalla luce solare per svolgere le sue
attività, questo ha però avuto come conseguenza la diminuzione delle ore di sonno e l'alterazione del naturale ciclo circadiano di 24 ore
che è stata collegata a una serie di problemi di
salute che vanno dall'affaticamento a un incremento del rischio di ammalarsi di cancro [4].
Per questi motivi è importante comprendere meglio il funzionamento del sistema circadiano che
è diverso da quello del sistema visivo, infatti il
primo richiede livelli di illuminamento più alti per
essere stimolato e ha il suo picco di sensibilità
spettrale a lunghezze d'onda più piccole [5,6].
Inoltre il sistema circadiano viene stimolato dai
segnali inviati non solo dai coni e dai bastoncelli
ma anche dalle cellule gangliari intrinsecamente
fotosensibili (ipRGC) e dal canale opponente blu
- giallo, quest’ultimo fornisce il confronto tra il segnale dei coni S e quello ottenuto sommando i
segnali dei coni L ed M (Figura 2).
Dato il legame che sussiste tra queste risposte
non visive e il benessere delle persone si rende
necessario sviluppare un metodo che permetta
ai progettisti della luce di valutare e considerare tali effetti [7,8]. Per quanto i meccanismi di
risposta del sistema circadiano siano complessi
e non ancora del tutto chiariti, recentemente
sono stati proposti dei modelli per la valutazione degli effetti non visivi della luce.
In quest’articolo viene illustrato un caso studio:
sono state effettuate delle misurazioni in
un’aula universitaria allo scopo di studiare le
caratteristiche della luce naturale e di quella artificiale in questo ambiente e,soprattutto, il loro
impatto sul sistema circadiano umano calcolando la soppressione di melatonina attraverso
una procedura proposta da Rea e al. ed illustrata in [9]. Tale modello è quello che attual-
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Visual and non visual effects
of natural and artificial light
The innovative aspect of this study, done by three young researchers, is a global analysis
of the features of both the artificial light and the natural one; it also emphasized the importance
of integration between natural and artificial light which should be the subject of careful project
both for its impact on the well-being of people than for energy savings obtainable.
With this article Laura Bellia gets started her collaboration with LUCE.
he light that impacts our eyes
and aside from allowing sight
also determines some supposedly
non visual effects; as a matter of fact, it
conditions our performance, humour, attention and also influences the sincronisation of the ‘biological watch’ found in
the suprachiasmatic nucleus (SCN) in
the brain. This watch regulates a series of biological rhythms, ‘circadian rhythms that repeat
themselves every 24 hours circa(for example the
sleep cycle- awakening, the secretion of hormones and others) [1]. The circadian rhythms are
present in all living organisms, even though with
different characteristics, and are the result of the
adaption to life on earth and therefore of the alternation of light and darkness on our planet.
This twenty four hour cycle is maintained thanks
to the exposition to light, as a matter of fact isolated human beings in caves without external
stimuli the circadian cycle can arrive up to thirty
six hours. Depending though on the moment of
the day in which the exposition of light occurs,
of its time span, of its intensity and its spectral
distribution there can also be some alterations
[2]. For example, the exposition of a bright stim-
T
ulus in the morning can determine an anticipated regulation of the circadian watch but the
same stimulus in the evening can provoke a late
regulation, additionally the response of the circadian system appears to also depend on the
age of a person and other subjective factors like
being more active in the morning or evening [3].
In general terms, in the locations in which the
natural light is insufficient or completely absent
it’s good to project the artificial light in such
way to simulate the variations of the natural
light during the day as seen in Figure 1, so in
the morning a cold and intense light should be
used whist during the evening it should become progressively hotter and less intense.
The natural light is the absolute best and is also
the source of light to which our eyes are more
adapted having evolved through the course of
the millenniums, as a matter of fact we have to
consider that before the diffusion of the electric
lighting the days of human beings ended when
the sun went down: they started at sunrise and
would finish a little after sunset. Starting from
the last century artificial light has permitted
man to not depend in such a way to solar light
to accomplish its’ activities, this though has
Figura 1
Esempio di luce "circadiana"
Example of ‘circadian’ light
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LUCE NATURALE E ARTIFICIALE
RICERCA
LUCE / LIGHT
CONO / cone
1. La luce che entra negli occhi scatena reazioni fotochimiche
nei coni e nei bastoncelli presenti sul fondo della retina.
2. Reazioni chimiche attivano reazioni bipolari.
BASTONCELLO /
rod
3. Le cellule bipolari attivano le cellule gangliari, i cui assoni
convergono a formare il nervo ottico. Questo nervo
trasmette informazioni alla corteccia visiva che si trova nel
lobo occipitale del cervello.
1. The light entering the eye triggers
EPITELIO
photochemical reactions in rods and cones
located at the back of the retina.
2. Chemical reactions activate bipolar cells.
3. Bipolar cells activate ganglion cells, whose
axons converge to form the optic nerve. This
nerve transmits information to the visual cortex
NERVO OTTICO / optic nerve
in the brain's occipital lobe.
Figura 2
Luce e occhio umano.
Light and the human eye.
mente descrive la risposta circadiana umana in
modo più accurato, in quanto prende in considerazione i contributi dei diversi fotorecettori.
Descrizione dell'aula
L'aula universitaria si trova al sesto piano dell'edificio della Facoltà di Architettura di Napoli, è
esposta a ovest ed ha un’altezza di 3.20 m e tre
finestre. In Figura 3a viene mostrato l'interno
dell'aula, in Figura 3b è riportata una pianta
quotata dell'aula con l'indicazione delle posizioni
utilizzate per rilevare una serie di dati a livello
degli occhi di una persona.
La strumentazione utilizzata per le misurazioni
comprende uno spettroradiometro Konica Minolta CS - 2000, un luxmetro Konica Minolta T10
e uno spettrofotometro Konica Minolta CM 2600d. Le riflettanze delle pareti, delle porte,
dell'arredo, ecc. sono state misurate con lo spettrofotometro e sono riportate nella Tabella 1.
Metodo
Le misurazioni sono state effettuate in due giornate invernali: una con cielo clear (sereno) e l'altra con cielo overcast (coperto). Nel corso della
giornata sono stati rilevati i seguenti dati a intervalli di un’ora tra ciascuna misurazione: distribuzione spettrale del cielo, temperatura
correlata di colore e valori di luminanza, valori
d’illuminamento all'esterno su una superficie
orizzontale. I dati relativi al cielo sono stati rilevati puntando lo spettroradiometro sulla porzione di cielo visibile attraverso le finestre
dell'aula. Posizionando la strumentazione in
ognuna delle posizioni indicate nella pianta in
Figura 1a, sono state misurate le distribuzioni di
irradianza della luce che raggiunge gli occhi e la
loro temperatura correlata di colore insieme ai
valori verticali d’illuminamento, tutti questi dati
sono stati acquisiti con tre diverse angolazioni
dello spettroradiometro: 0°, 15° and 45° (Figura
4) per simulare i movimenti della testa di una
persona. Sono stati anche misurati i valori d’illuminamento su piani orizzontali a un' altezza di
0.8 m dal pavimento. Tutte le misurazioni sono
state effettuate anche con la luce artificiale.
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Le distribuzioni di irradianza misurate a livello
degli occhi sono state utilizzate per valutare
l'impatto della luce sul sistema circadiano
umano calcolando la soppressione di melatonina espressa in percentuale usando la procedura illustrata dettagliatamente in [9].
Risultati
In Figura 5a,b,c sono mostrati gli spettri di emissione del cielo clear, di quello overcast e delle
lampade. L'attuale sistema d’illuminazione è costituito da lampade fluorescenti la cui distribuzione spettrale mostra un picco emissivo nelle
medie lunghezze d'onda come si può osservare
in Figura 5c. Si può notare come per il cielo clear
si verifichi un picco di emissione nelle piccole
lunghezze d'onda al mattino (che corrispondono
al colore blu), mentre nel corso della giornata si
verifica un aumento dell'emissione nelle medie
e grandi lunghezze d'onda (corrispondenti ai colori verde e rosso). Gli andamenti rilevati con il
cielo overcast sono invece molto diversi da quelli
rilevati con il cielo clear e si riscontra una maggiore emissione nelle medie e grandi lunghezze
d'onda. Le distribuzioni spettrali del cielo sono
state misurate anche attraverso il vetro delle finestre ed è risultato che il vetro non modifica la
distribuzione spettrale della luce del cielo.
In Figura 6a,b sono riportati i valori delle temperature correlate di colore registrati con il cielo
clear, il cielo overcast, e con la luce artificiale.
Inoltre sono mostrati i valori degli illuminamenti
all'esterno su un piano orizzontale registrati con
le stesse condizioni di cielo.
I valori di temperatura correlata di colore del
cielo clear sono i più elevati e aumentano durante il mattino raggiungendo il massimo alle
13:30 e successivamente decrescono, questo significa che la luce del cielo diventa progressivamente più "fredda" fino alle 13:30 mentre
successivamente diventa più "calda". Le temperature di colore registrate con il cielo overcast
sono considerevolmente più basse e vi è poca
variazione nel corso della giornata e quindi abbiamo una luce "più calda" rispetto a quella del
cielo clear. Le lampade hanno una temperatura
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had as a consequence the diminution of sleeping hours and the alteration of the natural circadian 24 hour cycle, that had been connected
to a series of health problems that range from
fatigue to an incremented risk of cancer [4].
For these reasons it is important to have a better understanding of how the circadian system
works, as its different from the visual system,
as a matter of fact the first one requires higher
levels of brightness to be stimulated and has its
peak of spectral sensitivity and shorter wave
lengths [5,6]. In addition, the circadian system
is stimulated not only by signals transmitted
not only by retinal rods and cones but also intrinsically photo-sensitive (ipRGC) and from the
opposing channel blue –yellow this last one
gives the confrontation between the signal of
the S cones and the one obtained adding the
signals of the L and M cones(Figure 2).
Given the rapport that exists between these
non visual answers and the well-being of people it is necessary to develop a method which
allows the project lighting directors to evaluate
and consider the effects [7,8].Regarding the
mechanisms of response of the circadian system are complex and not fully cleared up, recently are models for the evaluation of the non
visual effects of light have been proposed.
In this article a case study is presented: measurements of a university room have been effectuated with the objective to study characteristics
of natural and artificial light in the given environment, and, especially, their impact on the
human circadian system calculating the suppression of melatonin through a procedure proposed by Rea and al. and illustrated in [9]. Such
model is the one that in present day is used to
describe the circadian human response in the
mostly accurate way, as it takes different photoreceptors contributions into account.
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Figura 3a
Foto dell'aula
Photo of the room
Figura 3b
Pianta quotata dell'aula e legenda
Description of the room
The university class room is found at the sixth
floor of the building of the Faculty of Architecture in Naples, exposed on the western side
and has a height of 3.20 m and three windows. In Figure 3a the inside of the class is
shown, in Figure 3b a labeled map of the room
with the indications of the positions used to
bring back a series of data at level with the
eyes of a person.
The equipment utilized for the measurements
consists of a spectroradiometers Konica Minolta
CS – 2000, a luxmetre Konica Minolta T10 and
a spectrophotometric Konica Minolta CM 2600d. The reflections of the walls, of the doors,
of the furniture, ect. have been measured with
the spectrophotometer and have been rebrought in the Table 1.
labeled map and key
Method
The measurements have been made in the two
winter days: one with a clear sky and the other
with an overcast sky. During the day some data
has been derived at intervals of one hour between each measurement: spectral distribution
of the sky, temperature connected to colour and
brightness values, lighting values on external
side of a horizontal surface. The data relative to
the sky have been relieved pointing the spectrodiometer on the position of visible sky though the
windows of the room. Positioning the instrumen-
Table 1
Values of reflection of the walls of
the room
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LUCE NATURALE E ARTIFICIALE
RICERCA
Figura 4
di colore di 2929 K e quindi una luce "calda".
Anche i valori di illuminamento all'esterno sono
molto più elevati per il cielo clear e crescono fino
a raggiungere il valore massimo alle 11:30 e in
seguito decrescono, mentre i valori relativi al
cielo overcast diminuiscono progressivamente
Angoli di misurazione
Angles of misures
Figura 5 a, b, c
Normalized SPDs with clear sky
Distribuzioni spettrali delle
varie condizioni di cielo e
delle lampade.
Spectrum distributions of
the various conditions of
sky and of the lamp.
Normalized SPDs with overcast sky
Luminaries' SPDs
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nel corso della giornata.
Per ciascuna delle posizioni mostrate in Figura
3b sono state misurate le irradianze spettrali
della luce a livello degli occhi con le diverse condizioni di cielo e con la luce artificiale, inoltre
sono stati sommati i valori relativi al cielo overcast e alla luce artificiale. Visto che gli andamenti sono similari tra le varie postazioni nelle
Figure 7a,b,c,d sono riportati a titolo di esempio
soltanto i dati relativi alla postazione 2.
E' interessante notare come la composizione
spettrale delle irradianze all'occhio sia molto diversa da quella del cielo (Figure 5a,b), soprattutto con il cielo clear, e dato il comportamento
neutro dei vetri questa differenza è probabilmente dovuta a riflessioni ed assorbimenti interni ed esterni. Per la luce artificiale non si
verificano invece sostanziali differenze, probabilmente perchè l'influenza delle riflessioni e
degli assorbimenti delle superfici è molto inferiore. L'andamento delle irradianze relative alla
somma cielo overcast e luce artificiale è molto
simile a quello della luce artificiale.Le Figure
8a,b,c,driportano i valori medi di temperatura di
colore agli occhi, di illuminamento agli occhi e
su piani orizzontali e di soppressione di melatonina (calcolata utilizzando i valori di irradianza
all'occhio), registrati con le diverse condizioni
del cielo e con la luce artificiale.
Si può osservare come i valori di soppressione
di melatonina, di illuminamento all'occhio e di
temperatura correlata di colore più elevati siano
raggiunti con il cielo clear e questo non stupisce
vista la maggiore emissione nelle piccole lunghezze d'onda e i valori più elevati degli illuminamenti agli occhi. I valori più bassi sono quelli
della luce artificiale e quindi il sistema di illuminazione attuale stimola sufficientemente il sistema visivo ma non quello circadiano. I valori
di illuminamento rilevati con il cielo overcast
sono più bassi di quelli misurati con il cielo
clear come previsto, ma i valori massimi e minimi di soppressione di melatonina sono simili
a quelli del cielo clear, mentre i restanti valori
sono più bassi. I valori di illuminamento su un
piano orizzontale relativi al cielo overcast sono
molto al di sotto del minimo previsto dalla normativa ed è quindi necessaria l'integrazione con
la luce artificiale.
La somma tra i dati del cielo overcast e quelli
della luce artificiale determina valori massimi di
illuminamento all'occhio e su piani orizzontali
più alti di quelli dei singoli addendi e in alcuni
casi più elevati di quelli del cielo clear mentre i
valori di soppressione di melatonina sono simili.
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tation in each of the indicated positions indicated
in the map in Figure 1a, the distributions of luminance of the light reaches the eyes and their correlated temperature of colour together with the
vertical values of brightness have been measured, all this data having been assimilated with
three different angles of the spectrodiometer: 0°,
15° and 45° (Figure 4) to simulate the movements
of a person’s head. The brightness values have
also been measured on the horizontal plains at a
height of 0.8 from the floor. All the measurements
have been made also with the artificial light.
The distribution of luminance measured at eyelevel have been utilized to value the impact of
light on the human circadian system calculating
the suppression of the melatonin expressed in
percentage using the procedure illustrated with
detail in [9].
Results
In Figure 5 a,b,c the emission spectrums are
shown of the sky clear, of the overcast one and
of the lamps. The present days lamination system is made of fluorescent lamps with which
the spectrum distribution shows an emissive
peak in the medium length waves as can be observed in Figure 5c. It can be noticed how for
the sky clear a peak of emission is observed in
the short length waves of the morning (that correspond to the colour blue), whilst during the
course of the day an increase in the emission of
the medium-large wave lengths(correspondent
to the colour green and red) can be observed.
The tendency relieved with the overcast sky is
instead very different from the ones relieved
with sky clear and it counters a major emission
of the medium-large length waves. The spectrum distributions of the sky have been measured also through the glass of the windows and
the result is that the glass doesn’t modify the
spectrum distribution of the light of the sky.
In Figure 6a,b the values of the temperature
correlated to the registered colours with the sky
clear are brought back, the sky overcast, and
with the artificial light. In addition, the values
of the external luminance on a horizontal plain
registered with the same sky conditions have
been shown.
The values of temperature correlated to colour
of the sky clear are the most elevated and increase during the morning reaching the maximum at 13.30 and successfully decrease, this
means that the light of the sky becomes progressively ‘colder’ until 13.30 whilst successfully becomes ‘warmer’. The temperature of
colour recorded with the sky overcast is considerably lower and there is little variation in the
in course of the day and so we have a light
which is ‘warmer’ when compared to the clear
sky one. The lamps have a temperature of
colour of 2929 K and so a ‘hot’ light.
Some values of luminance on the outside become a lot more elevated because of the sky
clear and grow until reaching the maximum
value at 11.30 and then decrease, whilst the
values relative to the sky overcast decrease progressively during the course of the day.
For each of the positions shown in Figure 3b
there have been some measurements of spec-
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trum luminance of the light at eye level with different conditions of sky and with the artificial
light, in addition the values relative to the sky
overcast and the artificial light have been
added together. As the tendency are similar to
the various placements in the Figure 7a,b,c,d
are brought back to title of example only the
data relative to the placement 2.
Its interesting to notice how the spectrum composition of the luminance to the eye is very different from the one of the sky(figure 5a,b) ,
especially with the sky clear, and because of the
neutral behavior of the glasses this difference is
probably due also to the internal and external
absorptions and reflections. For the artificial
light there aren’t any substantial differences,
probably because the influence of the reflections
and of the absorptions of the surfaces is a very
inferior. The lining of the luminance relative to
the sum of sky overcast and artificial light is
very similar to the one of the artificial light. The
Figures 8a,b,c,d bring the medium values of eye
temperature, of brightness to the eyes and on
the horizontal plains and of suppression of melatonine(calculated using the values of luminance
to the eye), registered with the different conditions of the sky and with the artificial light.
It can be observed how the values of suppression of melatonin, of brightness to the eye and
of temperature correlated of colour more elevated are reached with the sky clear and this is
no surprise judging from the major emission in
the small length waves and the more elevated
values of the brightness to the eyes. The values
which are lowest are the ones of artificial light
and thereby the system of present day illumiSky and electric light's CCTs [K]
Figura 6 a, b
Temperature di colore e illuminamenti all'esterno su
piani orizzontali.
Temperature of colour and
luminance at the external
horizontal plains
Outdoor illuminances [lx]
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RICERCA
Figura 7 a, b, c, d
LUCE NATURALE E ARTIFICIALE
Normalized eyes level irradiances with clear sky - Seat 2
Irradianze normalizzate agli
occhi.
luminance normalized to
the eyes
Normalized eyes level irradiances with overcast sky - Seat 2
Normalized eyes level irradiances with overcast sky + electric light
Conclusioni
Nella letteratura scientifica si riscontrano molti
studi sugli effetti non visivi della luce artificiale
negli ambienti interni, mentre ve ne sono pochissimi sulla luce naturale. L'aspetto innovativo
di questo studio è proprio l'analisi globale delle
caratteristiche sia della luce artificiale che di
quella naturale, viene inoltre sottolineata l'importanza dell'integrazione tra luce naturale ed
artificiale, la quale dovrebbe essere oggetto di
un'attenta progettazione sia per le sue ricadute
sul benessere delle persone che per il risparmio
energetico ottenibile.
Uno dei risultati più importanti di questo studio
è la messa in evidenza dell'influenza dell'ambiente interno ed esterno sulle caratteristiche
della luce che raggiunge gli occhi e, conseguentemente, sul sistema circadiano umano. Quindi
la scelta delle finiture e degli arredi in un ambiente interno non è una questione puramente
stilistica ed estetica ma è capace di influenzare
il benessere degli utenti.
Un altro aspetto importante che si evince dai risultati è che, per quanto concerne gli effetti non
visivi, la distribuzione spettrale della luce che
arriva agli occhi sembra essere più importante
della quantità di luce che essi ricevono. Per questo motivo i lighting designer dovrebbero prevedere non solo i livelli di illuminamento sui
piani orizzontali ma anche valutare gli illuminamenti agli occhi e soprattutto la distribuzione
spettrale della luce, in modo da garantire il corretto funzionamento del sistema visivo e stimolare adeguatamente il sistema circadiano.
I risultati ottenuti potranno essere opportunamente modificati nel momento in cui si rendano
disponibili ulteriori informazioni circa il funzionamento del sistema circadiano, sono inoltre
previste ulteriori misurazioni in altre stagioni e
in ambienti diversi. Sarebbe inoltre interessante
ripetere le stesse misurazioni in un ambiente
dove sia possibile cambiare i vetri o aggiungere
delle pellicole filtranti allo scopo di verificare il
loro impatto sulle distribuzioni spettrali e quindi
sul sistema circadiano. L'obiettivo finale di questo progetto di ricerca è analizzare dettagliatamente le caratteristiche della luce negli
ambienti interni e possibilmente ricavare delle
linee guida progettuali.
BIBLIOGRAPHY
Normalized eyes level irradiances with electric light
58
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nation sufficiently stimulates the visual system
but not the circadian one. The values of brightness relived with the sky overcast are lower to
the ones measured with the sky clear as forecasted, but the maximum and minimum values
of suppression and melatonin are similar to the
ones of sky clear, whilst the remaining values
are lower. The values of brightness on a horizontal plan relative to the sky overcast are very
much below the minimum forecasted from the
norm and so the integration of artificial light is
necessary.
The sum of the data of the sky overcast and the
ones of the artificial light determins the maximum values of the lighting on the eye and on a
horizontal plain higher than the single addend
and in some cases more elevated than the ones
of sky clear whilst the values of suppression
and melatonin are similar.
Conclusion
In scientific literature many studies clash on the
non visual effects of the artificial light in the internal environments, whilst there are very little
on natural light. The innovative aspect of this
study is in fact the global analysis of the characteristics of the artificial light as the natural
one, in addition underlining the importance of
the integration between natural and artificial
light, which should be subject of a careful projection for its effects on wellbeing and for the
obtainable energy saving.
One of the most important results of this study
is the evidence of the influence of the internal
and external environment on the characteristics
of light that reaches the eyes and, consequently, on the circadian human system. So the
choice of the finishing touch and of the furnishing in an internal environment isn’t a purely
stylistic and aesthetic but it also able to influence the well being of the consumers.
Another important aspect that can be demanded from the results is that, for how the
non visual effects are affected, the spectrum
distribution of the light that arrives to the eyes
seems to be more important the quantity of
light that these receive. For this reason the
lighting designers should foresee not only the
levels of brightness of the horizontal plains but
also value the brightness to the eyes and especially the spectrum distribution of the light, in
such way to guarantee the correct functioning
of the visual system and adequately stimulate
the circadian system.
The obtained results could be conveniently
modified in the moment that new information
is made available circa the functioning of the
circadian system, and in addition ulterior measurements in other seasons and different environments. It would also be interesting to repeat
the same measurements in an environment
where it is possible to change the glasses of
add some filtered films with the intent of verifying their impact on the spectrum distributions
and subsequently on the circadian system. The
final objective of this project of research is to
analyse with detail the characteristics of light
in the internal environments and possibly obtain some guide lines regarding the project.
Comparison between mean melatonin suppression values [%]
3/2013
Figura 8 a, b, c, d
Valori medi di illuminamento all'occhio e su piani
orizzontali, di soppressione
di melatonina e di temperatura correlata di colore.
Medium values of
brightness to the eye and
on the horizontal plains, of
suspension of melatonin
and of correlated
temperature of colour.
Comparison between mean eyes level illuminances [lx]
Comparison between mean eyes level CCTs [K]
Comparison between mean illuminances on horizontal planes [lx]
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