Il·luminació integradora: Claus per a entendre les seves mètriques
6 Ago 2021
El paradigma de la il·luminació tradicional centrat a avaluar la qualitat de la llum des d'un punt de vista funcional i d'eficiència energètica, s'ha vist transformat gràcies als descobriments i avanços tecnològics dels últims anys.
Això ha fet que la il·luminació, lluny de contemplar únicament els paràmetres quantitatius, relacionats amb aspectes relatius a la visió fotòpica, comenci a tenir en compte aspectes que afecten una dimensió no visual. Per exemple, el benestar físic i emocional de les persones.
El disseny de la il·luminació tendeix a integrar noves tecnologies centrades en el benestar dels usuaris, amb la finalitat d'aconseguir espais amb una il·luminació integradora. Davant aquesta nova manera d'entendre la il·luminació, han sorgit nous elements que s'han de considerar en el seu disseny i planificació. Així mateix, també comptem amb noves mètriques i estàndards que indiquen paràmetres òptims per a aconseguir els resultats desitjats.
Dimensió visual i no visual de la il·luminació
La il·luminació en un projecte arquitectònic ha de contemplar de manera global l'adequada integració de la llum artificial i la llum natural. Està demostrat que els éssers vius compten amb un rellotge biològic que sincronitza les funcions fisiològiques, i un dels principals factors externs que afecten aquesta sincronització és la llum. Aquesta a més té un fort impacte en el relacionat amb la salut del somni.
L'estàndard d'edificació WELLTM ha suposat una de les primeres regulacions en edificació centrada 100% en el benestar dels usuaris, i el primer a fer esment als conceptes diferenciats de disseny d'il·luminació visual i disseny d'il·luminació circadiària. Alhora que no oblida contemplar la integració i optimització de la il·luminació artificial amb la llum natural.
Abastar la il·luminació dels espais, contemplant totes dues dimensions, juntament amb la integració de la llum natural i els sistemes de control i regulació (que permeten als usuaris interactuar còmodament amb la il·luminació), fa possible crear entorns més humanitzats, confortables i saludables. Aquest tipus d'entorns tenen un impacte positiu tant en l'estat d'ànim i salut, com en la productivitat dels usuaris.
Els principals pilars que avalua l'estàndard entorn de la il·luminació són els següents:
- Exposició a la llum, creant estratègies adequades entre l'exposició a la llum natural i artificial;
- Disseny d'il·luminació visual, assegurant les condicions idònies de la il·luminació artificial atesos els usuaris i les característiques de cada espai;
- Disseny d'il·luminació circadiària, per a millorar el ritme circadiari i la salut emocional dels usuaris;
- Control de l'enlluernament ocasionat per les fonts de llum artificials;
- Disseny d'estratègies d'il·luminació natural;
- Simulació interior d'il·luminació natural;
- Balanç visual, creant una estratègia de contrastos adequada que milloren el confort visual;
- Qualitat elèctrica de la llum, assegurant un adequat confort visual a través del control del parpelleig o “flickering”;
La importància de la reproducció dels colors: CRI vs. TM-30
El CRI, és probablement la forma més estesa per a avaluar la reproducció cromàtica d'una font de llum o lluminària. En altres paraules, es tracta de la capacitat de reproduir qualitativament un color, en relació amb 8 colors de mostra inicials (Ra) arribant a un total de 15 colors de mostra en l'última actualització per part de CIE en 2004 (CRI) i prenent com a referència una font patró. En aquesta ampliació, una de les tonalitats considerades és el to vermell, expressat a través de l'índex de R9, introduït per l'estàndard WELLTM i que ens permet saber com afectarà la percepció de la pell de les persones, entre altres elements.
No obstant això, aquesta forma de mesurament, encara resulta incompleta. Per això, en 2015 i posteriorment revisada en 2018 i 2020, la Illuminating Engineering Society (IES) va publicar la norma IES TM-30-15, un nou mètode de mesurament cromàtic que millorava el CRI i R9. En introduir 99 mostres de color amb diversos tipus en lloc de 8, és possible avaluar amb major precisió la fidelitat cromàtica i saturació d'una font de llum.
Aquesta mètrica ens permet avaluar dues dimensions de la llum:
- Índex de Fidelitat (Rf). S'utilitza per a mesurar la proximitat d'una font de llum a una font de referència. Similar al CRI, però amb una major precisió, ja que utilitza 99 mostres d'avaluació de color.
- Índex Gamut (Rg). Proporciona informació sobre la mitjana de saturació d'una font de llum.
L'adequada percepció dels colors afecta els éssers humans principalment referent al seu sistema nerviós. Resulta encara més imprescindible quan parlem de desenvolupar activitats de gran exigència visual, que van des de tasques artístiques fins a activitats mèdiques. No obstant això, no sols és important per al bon acompliment d'una activitat laboral. Si parlem d'educació, resulta un paràmetre molt important de cara al desenvolupament cognitiu dels nens, ja que una adequada percepció cromàtica del seu entorn escolar els permet tenir una millor experiència educativa i una millor relació amb el seu entorn.
La importància de la distribució espectral (SPD), més enllà de l'elecció de la temperatura de color (CCT)
La temperatura de color és un aspecte molt rellevant a l'hora de crear una determinada atmosfera i, en general, té relació amb: la tasca a desenvolupar, els nivells d'il·luminació, l'entorn i fins i tot la ubicació.
No obstant això, quan veiem la composició espectral de dues fonts de llum o lluminàries amb una mateixa temperatura de color, aquesta pot ser molt diferent per a cadascuna d'elles.
La distribució espectral de potència (SPD, Spectral Power Distribution) ens indica, en forma de gràfic o de valors, la potència de cadascuna de les emissions en les diferents longituds d'ona que componen l'espectre visible d'una font de llum o lluminària (comprès entre els 380 i els 760 nm).
Un dels aspectes més rellevants referent a l'elecció de l'espectre lumínic és la major o menor eficàcia, des d'un punt de vista d'estimulació circadiària, que afecta els aspectes no visuals influint en el disseny d'il·luminació circadiària.
Noves mètriques en il·luminació integradora: Lux Melanòpic equivalent (EML) vs. Estímul Circadiari (CS)
Lux melanòpic equivalent
El Equivalent Melanopic Lux (EML) és una mètrica utilitzada per l'estàndard d'edificació WELLTM per a mesurar els índexs de llum considerats eficaços a l'hora d'ajudar-nos a sincronitzar el nostre rellotge intern i activar-nos circadianament, especialment durant les primeres hores del dia. Per a realitzar aquests càlculs, és imprescindible comptar amb la informació de la distribució espectral de potència, que ens donarà una dada coneguda com a Ràtio Melanòpic. Aquesta dada, pròpia de la lluminària i no sols d'una font de llum, ens permetrà conèixer si els nivells de lux melanòpics que estem obtenint, mesurats en un pla vertical a 1.2 metres d'altura, són suficients per a estimular a les ipGRC (glàndules intrínsecament fotosensibles). Aquestes últimes són els fotoreceptors encarregats de processar els estímuls lumínics que regulen el nostre rellotge biològic.
Aquests fotoreceptors tenen la seva màxima sensibilitat en una determinada emissió d'ona (480 nm), per això resulta tan rellevant conèixer la informació espectral de les solucions lumíniques emprades. Només així ens assegurem que la tecnologia utilitzada és eficient des del punt de vista de l'estimulació circadiària.
Estímul circadiari
Una altra de les institucions dedicades a l'estudi i la recerca en temes lumínics és The Lighting Research Center (LRC) de l'Institut Politècnic Rensselaer. Aquesta institució ha elaborat una mètrica diferent per a ajudar els dissenyadors a entendre i utilitzar la il·luminació circadiària en espais construïts. És el denominat “estímul circadiari” (CS).
L'escala de mesurament de l'estímul circadiari (CS) va d'un valor mínim de 0.1 a un màxim de 0.7, sent generalment 0.3 el valor mínim que es considera necessari durant les primeres hores del dia.
Per a mesurar l'efectivitat d'aquesta mena d'il·luminació, es va mesurar la quantitat de melatonina en saliva de les persones sotmeses a un nivell d'il·luminació determinat. Per al valor de 0.1 no s'observa cap supressió de la melatonina en saliva, per la qual cosa es considera que la il·luminació no està col·laborant a l'activació circadiària; mentre que 0.7 es considera un valor de saturació del mesurament, a partir del qual tampoc s'observa variació.
Les principals diferències d'una mena de mesurament i una altra les trobem que l'estímul circadiari (CS) permet calcular la influència de diferents fonts de llum en un mateix espai, mentre que el lux melanòpic (EML) calcula la influència d'una font de llum.
En qualsevol cas, l'ús de les tecnologies Wellbeing o multiespectral disponibles dins de les solucions de Lamp, serien les millors opcions per a abastar aquesta dimensió no visual de la il·luminació.
Flickering
Es denomina així a aquest efecte produït per un canvi visible i repetitiu en la intensitat lluminosa d'una font de llum. La freqüència, forma i magnitud depenen de factors com la qualitat de l'energia subministrada o de la mena de driver que s'estigui utilitzant.
Depenent de la sensibilitat de l'individu i el tipus d'activitat, el flicker pot causar uns certs efectes en la salut d'algunes persones. Per exemple, generar fatiga, disminuir els nivells de concentració o fins i tot generar marejos i maldecaps.
Per a crear condicions d'il·luminació que afavoreixin el confort visual, la Certificació Well té en compte aquest concepte basant-se en l'estàndard IEEE 1789-2015 "Recommended Practices for Modulating Current in High-Brightness Leds for Mitigating Health Risks to Viewers”.
Totes les lluminàries (excepte les decoratives, d'emergència i altres usades per a fins especials) han de complir almenys un dels següents requisits de parpelleig:
- Lluminàries No-LED. Una freqüència mínima de 90 Hz en tots els intervals de sortida de llum des del 10% fins al 100% de sortida de llum.
- Lluminàries LED. Nivell de parpelleig de “baix risc” de menys del 5%, especialment per sota de 90 Hz, segons ho defineix la norma IEEE 1789-2015 LED.
Es recomana que els fabricants proporcionin les dades de suport utilitzant la taula de Modulació (%) enfront de Freqüència (Hz) que s'inclou en l'estàndard IEEE.
Modulació (%). Percentatge de parpelleig representa la mitjana i el pic-pico. L'escala va de 0% a 100%. És la forma de mesurament més utilitzat habitualment.
Freqüència (Hz). Ens indica la quantitat de cicles que es produeixen per segon, el nombre de vegades que la font de llum aconsegueix el seu màxim i el seu mínim.
Totes les lluminàries de Lamp compleixen amb aquest requisit, pots consultar el catàleg de solucions ací.
Si vols conèixer més sobre això, no dubtis a posar-te en contacte amb nosaltres.