A mesterséges megvilágítás térhódítása napjainkra hatalmas méretet öltött, szinte kivétel nélkül minden ember napi szinten találkozik olyan fényforrásokkal, amelyek elektromosság hatására bocsátanak ki fényt. Mára számtalan gyártó számtalan termékéből választhatunk annak függvényében, hogy mit szeretnénk megvilágítani, mire szeretnénk használni a fényforrást. Azonban arról már kevesebbet tudunk, hogy a mesterséges fény milyen hatással van az emberi szervezetre, hogyan befolyásolja hangulatunkat, koncentrációnkat, miképp befolyásolja a testünkben lezajlódó különböző folyamatokat, másképp megfogalmazva: a mesterséges fény milyen hatással van egészségünkre.
A mesterséges világítótestek megjelenése előtt a Nap számított az elsődleges fényforrásnak és napnyugta után a tűz fényével világítottak. A nappalok és éjszakák szabályos váltakozása kialakított egy olyan természetes ciklust, ami köré szerveződtek mindennapi tevékenységeink és szervezetünk belső működésének ciklusa is ezt a szabályos váltakozást követte. A technológiai fejlődés következtében egyre több helyen és egyre nagyobb fényerővel alkalmazunk mesterséges világítást, aminek köszönhetően napnyugta után is megfelelő mennyiségű fény mellett tudjuk folytatni a tevékenységünket, ezzel kissé felborítva a nappalok és éjszakák időtartamának arányát.
A modern élet velejárója lett az is, hogy az emberek nagy része a napjukat épületekben, mesterséges megvilágítás mellett töltik, így a mesterséges fény hatása nem feltétlenül csak az esti órákban van ránk hatással. Leggyakrabban fehér fényt használunk világításra, azonban többféle fehér fény is létezik annak függvényében, hogy milyen fényforrást használunk, milyen kémiai anyagokat használtak fel a fényforrás gyártása során. Így a világításra használt fehér fény is különböző árnyalatokkal rendelkezik a különböző fényforrások esetén. Ezeket az árnyalatbeli különbségeket színhőmérséklettel jellemezzük.
A színhőmérséklet a látható fény egyik jellegzetessége. A ‘fehér fény,’ mint tudjuk, különböző színű fények keveréke. A különféle fényforrások fényei nem azonos arányban tartalmazzák a fehér fény összetevőit, tehát színük is különbözik egymástól. A színhőmérséklet skálán az értékeket kelvinben jelöljük, ami a hőmérséklet alapegysége a Nemzetközi Egységrendszerben (SI). A színhőmérséklet skála bal szélső oldalán a piros színt találjuk, ami például a gyertya lángjának színe. Nagyjából a színhőmérséklet skála középen van a semleges fehér, és ettől jobbra a hideg kék színek, amelyeket általában a LED-kijelzőkben vagy a ragyogó kék égbolton látunk. Paradox módon a színhőmérséklet skálán minél magasabb a kelvin érték (K) a kibocsátott fény színe, annál “hidegebb”.
1. ábra: Színhőmérséklet skála
Ahogy korábban említettük a különböző színhőmérsékletű fehér fény különböző hatásokat vált ki az emberi szervezetben. Ebből az is következik, hogy különböző tevékenységekhez célszerű különböző színhőmérsékletű lámpákat választani.
Például napközben irodai munkavégzéshez célszerű hidegebb fehér fényt választani, amely így segíteni fogja a koncentrációt és ébren tartja a figyelmet.
Ilyen fényt célszerű választanunk az otthonunk dolgozószobájába, konyhájába is. Ennek a fénynek a színhőmérséklete körülbelül 4000 K ~ 6000 K körül mozog. Barátságtalan, kellemetlen környezetet eredményezhet, ha ettől is hidegebb fényt választunk az otthonunkba, vagy a munkakörnyezetünkbe. Ha a skála másik irányába mozdulunk akkor az alacsonyabb színhőmérsékletű fények, amelyek kb 2500 K ~ 3000 K körül mozognak, kellemes barátságos nyugodt környezetet teremtenek. Kicsit hasonlít a fény a tűz fényére. Az így bevilágított tér barátságos környezetet teremt, nyugtatóan hat az emberre, így nem szerencsés ilyen megvilágítás mellett dolgozni, mert a munkavégzés hatásfoka a fény hatására csökkenni fog.
Tehát az alacsonyabb színhőmérsékletű fény ideálisabb a pihenéshez, így otthonunkban például a nappali, vagy hálószoba világításához már célszerű sárgásabb fényeket választani.
Léteznek olyan fényforrások, amelyeknek nemcsak a fényereje, de a színhőmérséklete is változtatható. Ez azért előnyös, mert így a Nap természetes színhőmérséklet változása adaptálható olyan belső terek világításához is, ahol egyáltalán nem, vagy csak nagyon kevés természetes fény jut be. Az adott napszakhoz tartozó természetes fény színhőmérséklete tudja biztosítani a legmagasabb komfortérzetet az ott tartózkodók számára.
Az automatizálás oldaláról megközelítve a DALI2 protokoll a legalkalmasabb a kommunikációs protokollok közül ehhez a feladathoz. Kulcsrakész automatizálási megoldások léteznek, melyeket csupán paraméterezni kell, komolyabb programozási tudás nélkül. Az egyik ilyen megoldás a WAGO Lighting Management V2 szoftvere, amely PFC200 kontrollerekre telepíthető. A WAGO Lighting Management célja egy olyan intelligens világításvezérlő rendszer biztosítása, amely napfényérzékelők, jelenlétérzékelők és átgondolt világítási forgatókönyvek segítségével biztosítja, hogy a fény megfelelő mennyiségben, a megfelelő időben álljon rendelkezésre. A kifinomult rendszer magas fokú vizuális kényelmet kínál a felhasználóknak a munkahelyen és olyan vizuális környezetet, amely pozitívan hat a motivációra és a teljesítményre.
2. ábra: Színhőmérséklet beállítása a napszak függvényében
A szoftver része a HCL görbék alkalmazása, amelynek segítségével órás bontásban adhatjuk meg a vezérelni kívánt fényforrások színhőmérsékletét, ezzel a leginkább lemásolva a természetes fény változását. Az ábrán látható módon egy 24 órás időablakban grafikus módon könnyen beállítható, illetve változtatható ez a paraméter. A színhőmérséklet 2500 K és 6500 K között változtatható.
További hasznos beállítási paraméter a fényerősség érték napi eloszlása, amely az előző ábrához hasonlóan könnyen állítható, változtatható. Ebben az esetben az Y tengelyen egy 0-100 % skálán százalékban adhatjuk meg a fényforrások megvilágításának nagyságát, amely a nap folyamán automatikusan fog változni az igényeknek megfelelően. Természetesen működés közben a grafikonon beállított értékek megváltoztathatóak.
3. ábra: Fényerősség beállítása a napszak függvényében
További lehetőség a megvilágítás mértékének változtatása. Ebben az esetben a korábbiakhoz hasonlóan grafikus módon lehet a napszakhoz igazítani a megvilágítás mértékét egy grafikus kezelőfelületen keresztül. Az Y tengelyen a skála 250 lux és 2000 lux között mozog. A lux azt mutatja meg, hogy egy adott felület mennyire van megvilágítva. Abban segít, hogy ugyan nem kőbe vésett szabályként, de luxban meg lehet határozni az egyes helyiségekhez szükséges megvilágítást. Egy háztartásban nagyjából 100lx és 500lx közötti megvilágításra van szükség, de ez abszolút helyiségfüggő. És persze önmagában nem a helyiség az, ami dönt, hanem a helyiségben végzett tevékenység. Pihenéshez, alváshoz értelemszerűen nincs szükség erős megvilágításra, de az íróasztalnál, a konyhai munkapulton már annál fontosabb, hogy jól lássunk. Csarnokok vagy nagyobb egybefüggő terek világításánál még nagyobb lehet a lux értéke.
4. ábra: Megvilágítás mértékének beállítása a napszak függvényében