CONDIVIDI

Human Centric Lighting: benefici, sfide e possibili evoluzioni

By Laura Bellia e Lorella Primavera
Pubblicato il
Aprile 2024

Lo Human Centric Lightig è fondamentale per aumentare il benessere degli esseri umani e rispettare i ritmi circadiani ma non è ancora sufficientemente diffuso sul mercato. LUCE indaga sulle cause di resistenza alla sua completa adozione tra sfide e opportunità.

Lo Human Centric Lighting (HCL) o illuminazione basata sul benessere dell’essere umano è una tra le metodologie di illuminazione emergenti più significative degli ultimi anni, perché rivoluziona il modo in cui concepiamo e utilizziamo la luce artificiale negli spazi in cui viviamo e lavoriamo. Questo approccio si basa sulla ricerca scientifica che dimostra come la luce influenzi il nostro benessere fisico, emotivo e cognitivo. Pertanto, attraverso l’utilizzo della tecnologia, è possibile ricreare in un ambiente una tipologia di illuminazione simile al dinamismo della luce naturale e al suo mutare nell’arco delle 24 ore.

In ambito scientifico, la CIE (Commission Internationale de l’Éclairage) ha introdotto il temine “Integrative lighting”, luce integrata, ovvero un’illuminazione che integra e armonizza tutti gli effetti che la luce stessa ha sugli esseri umani e che produce benefici sia fisiologici che psicologici. L’HCL è un sinonimo di Integrative lighting ben più utilizzato (e talvolta abusato) in ambito commerciale. A seguito di una serie di incontri e simposi internazionali a cui hanno partecipato i più accreditati esperti di cronobiologia e di illuminazione, si è giunti alla stesura di indicazioni per una corretta “dieta di luce” da somministrare a seconda delle diverse ore del giorno e delle attività svolte. Tali indicazioni sono basate sulle conoscenze acquisite fino ad oggi e fondate su alcune sperimentazioni relative alle risposte “non visive”, con la consapevolezza che saranno necessarie ulteriori ricerche per confermare ed eventualmente dettagliare in modo più approfondito le proposte definite. La novità di questo approccio è basata sul concetto di “luce giusta al momento giusto”. Premettendo che l’ideale sarebbe essere esposti per la maggior parte del tempo alla luce naturale, ma che questa non è sempre disponibile in modo sufficiente negli ambienti interni in cui passiamo la maggior parte del nostro tempo, occorre considerare alcuni aspetti che possono modificare significativamente l’approccio alla progettazione:

  • Poiché è importante quantificare la dose di luce ricevuta dagli occhi, è necessario considerare delle grandezze (illuminamenti o irradianze) valutate su piani verticali all’altezza degli occhi stessi. Fino ad oggi ci si è concentrati sugli illuminamenti in corrispondenza delle aree dei compiti visivi e delle zone a esse circonstanti.
  • I fotorecettori a cui si attribuiscono la maggior parte degli effetti non visivi hanno una sensibilità spettrale diversa da quella dei fotorecettori preposti alla visione. Pertanto, le grandezze fotometriche fondate sulla sensibilità spettrale del sistema visivo umano, come ad esempio gli illuminamenti, non possono essere direttamente applicate.
  • Gli effetti non visivi non sono immediati o quasi, come per la visione, e, inoltre, dipendono da molteplici fattori, tra cui anche la durata dello stimolo luminoso a cui si è sottoposti e la dose di luce ricevuta in precedenza, oltre che l’orario di somministrazione. Ad esempio, ricevere una non sufficiente dose di radiazioni durante le ore del mattino può comportare come effetto una difficoltà ad addormentarsi durante le ore serali. Tali effetti, peraltro, risultano significativi solo se ripetuti per diversi giorni.

Ricevere una corretta dose di luce durante il ciclo giornaliero consente di sincronizzare al meglio i ritmi circadiani, incrementare le prestazioni e l’attenzione quando necessario, nonché di ridurre le condizioni di stress e, di conseguenza, l’indebolimento delle difese immunitarie.

Nonostante la complessità del tema, l’approccio proposto dalla CIE (Commission International de l’Éclairage) ai fini della stesura di linee guida per la progettazione e che verrà considerato anche nei prossimi aggiornamenti delle norme per l’illuminazione dei luoghi di lavoro in ambienti interni, introduce una metrica che non richiede la definizione di nuove grandezze fisiche: il melanopic Equivalent Daylight Illuminance o mel-EDI, espresso in lux. Viene valutato su superficie verticale in corrispondenza degli occhi dell’osservatore che rappresenta l’illuminamento prodotto dallo spettro di luce naturale standard (D65) che determina lo stesso stimolo non visivo (o melanopico) prodotto nell’ambiente considerato dalle sorgenti presenti.

Il mel-EDI può essere misurato mediante specifici sensori o spettro-radiometri, oppure calcolato con software e procedure più o meno accurati. In ogni caso, a prescindere dall’accuratezza o meno, si tratta di un primo e importante passo verso la definizione di dati quantitativi che consentono, sia pur con le dovute cautele, di evitare che durante il mattino la dose di luce sia insufficiente e che, viceversa, sia eccessiva nelle ore che precedono il sonno.

Cause di resistenza alla diffusione su larga scala dello HCL

Nonostante queste semplificazioni e i numerosi benefici di questo approccio, l’adozione dello HCL non è ancora così estesa e la tecnologia che ne permette l’utilizzo non ha ancora raggiunto una quota di mercato significativa, tale da giustificare massivi investimenti da parte dei vari interlocutori. Le cause di resistenza che si frappongono alla sua diffusione su larga scala sono diverse, esaminiamo quindi alcune delle principali ragioni di questa lenta penetrazione.

Complessità tecnica:

La complessità tecnica nella progettazione e nell’implementazione di sistemi HCL può rappresentare un ostacolo per molte organizzazioni che ne valutino l’adozione per i propri spazi. L’integrazione di sensori, software e hardware può essere un processo complesso che richiede competenze specializzate sia nella fase di progettazione che di installazione e configurazione, ma anche in quella di gestione e utilizzo. Per cui non sempre l’utilizzatore finale si sente pronto e in grado di usufruire al meglio di questa tecnologia.

Mancanza di standardizzazione:

L’industria dell’illuminazione non ha ancora standardizzato completamente le soluzioni che riproducono lo HCL, sostanzialmente per una richiesta da parte del mercato ancora troppo bassa. La mancanza di standardizzazione può però rendere confusa la selezione e l’individuazione delle componenti di illuminazione, di controllo e gestione della luce necessarie a creare un sistema di Human Centric Lighting. Ne deriva un elevato costo del sistema finale, dovuto all’adozione di soluzioni speciali, realizzate su richiesta o su soluzione specifica.

Costi Iniziali elevati:

Uno dei principali ostacoli all’adozione dello HCL è rappresentato dai costi iniziali elevati associati, come indicato sopra, a una non standardizzazione del sistema da parte dell’industria, ma anche alla progettazione e all’installazione dei sistemi di illuminazione dinamica, in particolare se paragonati a sistemi di illuminazione tradizionale che non richiedono l’utilizzo di tecnologie evolute e intelligenti.

Percezione del ritorno sull'Investimento:

Per alcune organizzazioni la percezione del ritorno sull’investimento per i sistemi di HCL non è del tutto chiara o immediata. Mentre gli studi mostrano un miglioramento del benessere e della produttività, non sono ancora consolidati gli strumenti di progettazione e calcolo del TCO (Total Cost of Ownership), per cui alcune aziende potrebbero esitare a investire nella tecnologia HCL senza una visione chiara dei benefici finanziari a breve e lungo termine.

Possibili evoluzioni tecnologiche che potrebbero portare a un abbattimento delle resistenze

A dispetto di tutte le barriere ancora presenti all’adozione diffusa dello HCL, studi di mercato evidenziano, invece, come il trend di crescita di questo settore si attesti a circa il 21% di CARG nei prossimi cinque anni, con un valore di mercato di quasi cinque miliardi di dollari americani previsto per il 2028*.

Vediamo, quindi, quali possono essere le possibili evoluzioni tecnologiche che potrebbero portare a un abbattimento delle resistenze.

Intelligenza Artificiale (AI) e Apprendimento Automatico:

Una delle direzioni più promettenti per l’HCL è l’integrazione dell’Intelligenza Artificiale e dell’apprendimento automatico nei sistemi di illuminazione. Gli algoritmi AI possono rilevare in tempo reale i dati sulle preferenze individuali, la presenza, l’attività e persino le reazioni emotive per adattare la luce in modo mirato. Questa capacità di personalizzazione automatica permetterebbe non solo di creare ambienti di vita e lavoro ancora più armoniosi e confortevoli, ma di abbattere anche la resistenza dovuta alla complessità di utilizzo dei sistemi attuali.

Integrazione della luce naturale e risparmio energetico:

Molte innovazioni si concentrano sull’integrazione perfetta della luce naturale e artificiale, oltre che sull’utilizzo di nuove tecnologie che consentono una gestione più efficiente dell’illuminazione. I sistemi di HCL stanno diventando, quindi, sempre più sofisticati sia nel rilevare la quantità di luce naturale disponibile che nel rilevare l’utilizzo degli spazi da parte dell’utente e nel regolare la luce artificiale di conseguenza. Questo permette una gestione più efficiente dell’illuminazione, riducendo il consumo energetico e l’impatto ambientale. Il risultato è un ambiente luminoso più equilibrato, naturale ed efficiente e che contribuisce al contempo al risparmio energetico e al calcolo di un TCO più preciso per le organizzazioni che vogliono adottarlo.

Luce dinamica 2.0:

Le soluzioni di illuminazione dinamica basate sul ritmo circadiano si stanno evolvendo. Oltre a considerare il ciclo giorno-notte, queste nuove tecnologie terranno conto di fattori come la latitudine, la stagione e le condizioni meteorologiche, per fornire un’illuminazione ancora più adattabile e mirata. Questa evoluzione garantirà un’illuminazione che possa rispecchiare con precisione la luce naturale del luogo e del momento, per un effetto ancora maggiore sul benessere delle persone.

Implementazione diffusa in settori chiave:

In funzione delle considerazioni precedenti, si può prevedere una crescente implementazione dell’HCL in settori come l’educazione, la sanità, l’ospitalità e le smart city. Questi settori, infatti, sono quelli che da sempre recepiscono, prima di altri, il valore dell’illuminazione centrata sull’essere umano, al fine di migliorare l’esperienza delle persone, il comfort e la sicurezza.

Conclusioni

In conclusione, lo Human Centric Lighting rappresenta una tendenza chiave nel mondo dell’illuminazione, poiché riconosce l’importanza della luce nell’influenzare il nostro benessere fisico ed emotivo ed è uno strumento efficace anche per il risparmio energetico e la tutela dell’ambiente. Il mercato e l’industria dell’illuminazione vengono stimolati a cogliere le veloci evoluzioni tecnologiche che stiamo vivendo per abbattere le resistenze attuali che impediscono uno sviluppo più veloce dello HCL. Innovazione, contaminazione e sistemi integrati sono le chiavi per una maggiore diffusione di tali soluzioni in futuro, con l’obiettivo di migliorare la qualità della vita delle persone in tutto il mondo.

AUTHOR

Laura Bellia e Lorella Primavera

Laura Bellia è professore ordinario di Fisica Tecnica Ambientale presso l’Università degli Studi di Napoli Federico II dove insegna Illuminotecnica e Lighting Design in diversi corsi di laurea magistrale e in corsi post lauream. È presidente AIDI e membro del Board of Administration CIE / Lorella Primavera, architetto, ha lavorato come direttore marketing in multinazionali come PHILIPS, FLOS, GENERAL ELECTRIC, GROHE. Nel 2019 ha fondato LoPBrand s.r.l., società di consulenza marketing e temporary management.

CONDIVIDI

Newsletter

STAY UPDATED ON ALL THE NEWS

Resta sempre aggiornato sul mondo della luce. Iscriviti alla nostra Newsletter



LUCEWEB significa tendenze, scenari e innovazione della luce in relazione al design, all’architettura, alle città e all’arte. Una piattaforma editoriale integrata (cartacea, digitale e web) che racconta come la luce influenzi e cambi i luoghi del nostro abitare, la scenografia delle nostre città e migliorare l’ambiente. Ogni giorno pubblichiamo notizie per comunicare e scoprire percorsi inaspettati e sorprendenti in cui la luce è protagonista