Ánh sáng là yếu tố thiết yếu trong cuộc sống con người, không chỉ giúp chúng ta nhìn thấy mà còn ảnh hưởng sâu sắc đến sức khỏe và tinh thần. Khi chất lượng cuộc sống ngày càng được nâng cao, các công nghệ chiếu sáng cũng không ngừng phát triển, đặc biệt là giải pháp chiếu sáng lấy con người làm trung tâm (Human Centric Lighting – HCL).
Tuy nhiên, để không bị choáng ngợp trong “ma trận” thông tin về lĩnh vực này, trước hết chúng ta cần trang bị những kiến thức nền tảng về ánh sáng và vai trò của nó đối với con người. Chẳng hạn: Ánh sáng tác động đến cơ thể và tâm lý chúng ta như thế nào? Những chỉ số kỹ thuật nào của ánh sáng ảnh hưởng trực tiếp đến con người? Giải pháp HCL thực chất là gì? Và nó khác biệt ra sao so với hệ thống chiếu sáng truyền thống?
Ánh sáng tác động đến con người như thế nào
Ánh sáng không chỉ đóng vai trò giúp con người nhìn rõ và nhận biết môi trường xung quanh, mà còn ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe thị giác. Tuy nhiên, những nghiên cứu khoa học gần đây đã chỉ ra rằng, ánh sáng còn có tác động sâu rộng đến các quá trình sinh học bên trong cơ thể thông qua một nhóm tế bào đặc biệt nằm trên võng mạc.
Một trong những ảnh hưởng quan trọng nhất là tác động của ánh sáng đến nhịp sinh học – hệ thống điều khiển chu kỳ thức-ngủ và trạng thái tỉnh táo của con người trong ngày. Năm 2017, giải Nobel Y học đã được trao cho công trình nghiên cứu về nhịp sinh học (hay còn gọi là “đồng hồ sinh học”) của sinh vật. Nhịp sinh học này được điều chỉnh chủ yếu bởi hai loại hormone đối lập: melatonin – hormone gây buồn ngủ, được tiết ra vào ban đêm; và cortisol – hormone tạo cảm giác tỉnh táo, thường tăng cao vào buổi sáng.
Từ khi con người xuất hiện, nhịp sinh học luôn đồng bộ với chu kỳ tự nhiên của ánh sáng mặt trời. Tuy nhiên, trong môi trường hiện đại, con người lại sống chủ yếu dưới ánh sáng nhân tạo – vốn là ánh sáng tĩnh, không thay đổi theo thời gian trong ngày. Sự thiếu biến đổi này khiến cơ thể khó nhận biết được các dấu hiệu của thời gian, từ đó làm rối loạn nhịp sinh học và ảnh hưởng đến giấc ngủ, hiệu suất làm việc cũng như sức khỏe tinh thần.
Các chỉ số của ánh sáng tác động đến con người như thế nào?
Ba chỉ số chính của ánh sáng có ảnh hưởng rõ rệt đến sức khỏe và trạng thái sinh học của con người bao gồm: độ sáng (độ rọi), nhiệt độ màu, và phổ ánh sáng. Cụ thể:
Độ sáng (độ rọi – Illuminance):
Ánh sáng ngoài trời tự nhiên thường có độ rọi dao động từ 2.000 đến 100.000 lux, trong khi mức chiếu sáng phổ biến trong nhà chỉ vào khoảng 500 lux. Tuy nhiên, nghiên cứu cho thấy chỉ cần độ rọi khoảng 150 lux tại mắt là đủ để kích thích sự tỉnh táo và điều chỉnh nhịp sinh học. Melatonin – hormone gây buồn ngủ – bắt đầu bị ức chế từ ngưỡng 30 lux, và quá trình ức chế này đạt đỉnh (bão hòa) ở mức 1.000 lux. Do đó, để giữ cho cơ thể tỉnh táo trong môi trường trong nhà, độ rọi khuyến nghị tối ưu trên mặt phẳng làm việc là 300–400 lux, tương đương khoảng 1.000 lux tại mắt, kết hợp với thời gian phơi sáng phù hợp.
Phổ ánh sáng (Light Spectrum):
Về mặt sinh học, vùng ánh sáng có ảnh hưởng mạnh nhất đến nhịp sinh học là phổ ánh sáng xanh lam, đặc biệt trong dải 460–490 nm, với đỉnh khoảng 480 nm. Đây là vùng phổ đặc trưng của ánh sáng trắng lạnh, thường có nhiệt độ màu từ 5.000–6.000 K trở lên. Loại ánh sáng này kích thích mạnh đến các tế bào nhạy sáng trong võng mạc, qua đó điều chỉnh đồng hồ sinh học nội tại.
Nhiệt độ màu và màu ánh sáng:
Ánh sáng tím (có trong ánh sáng mặt trời tự nhiên) hỗ trợ tổng hợp vitamin D, tuy nhiên loại ánh sáng này gần như không hiện diện trong môi trường trong nhà do kính cửa sổ chặn tia UV, và trong chiếu sáng nhân tạo thì lại bị hạn chế bởi các quy chuẩn bảo vệ khỏi tia tử ngoại.
Ánh sáng xanh, nếu tiếp xúc trong thời gian dài qua các thiết bị điện tử như TV, máy tính hay điện thoại, có thể gây tổn thương võng mạc do hiện tượng oxy hóa quang học và có thể gây sai lệch màu sắc (quang sai màu).
Giải pháp chiếu sáng lấy con người làm trung tâm (Human Centric Lighting – HCL) là gì?
Giải pháp chiếu sáng lấy con người làm trung tâm (Human Centric Lighting – HCL) là một hệ thống chiếu sáng động được thiết kế với mục tiêu tái tạo chu kỳ ánh sáng tự nhiên trong ngày thông qua ánh sáng nhân tạo có tính hiệu quả sinh học cao. HCL hướng đến việc mô phỏng ánh sáng mặt trời một cách chính xác theo các yếu tố như: độ rọi, hướng chiếu sáng, nhiệt độ màu, và sự thay đổi ánh sáng theo thời gian trong ngày và theo mùa – từ đó hỗ trợ điều hòa nhịp sinh học, tăng cường sức khỏe và hiệu suất hoạt động của con người.
Giải pháp này là sự kết hợp liên ngành giữa Vật lý học, Sinh học và Công nghệ thông tin – đại diện tiêu biểu cho tiến bộ khoa học hiện đại:
- Vật lý học: Công nghệ chiếu sáng LED, đặc biệt là đèn LED Tunable White (có thể điều chỉnh độc lập nhiệt độ màu và độ sáng), được xem là nền tảng vật lý của HCL. Nhờ đó, hệ thống có thể mô phỏng một cách linh hoạt và chân thực sự thay đổi của ánh sáng tự nhiên trong ngày – từ ánh sáng vàng ấm buổi sáng, ánh sáng trắng vào ban ngày cho đến ánh sáng dịu nhẹ vào buổi tối.
- Sinh học: Những hiểu biết mới về nhịp sinh học và tác động sinh học của ánh sáng (giải Nobel Y học năm 2017) được tích hợp vào thiết kế chiếu sáng. Hệ thống HCL có khả năng tác động tích cực đến sức khỏe tinh thần, chất lượng giấc ngủ, khả năng tập trung và hiệu suất làm việc.
- Công nghệ thông tin – IoT: HCL ứng dụng các nền tảng điều khiển thông minh như DMX, DALI, KNX (có dây) hoặc các chuẩn không dây như BLE, Zigbee, WiFi,… để điều chỉnh tự động quang phổ và cường độ ánh sáng theo chu kỳ sinh học 24 giờ. Ngoài ra, hệ thống còn có thể lập trình các “kịch bản chiếu sáng” theo chức năng của từng không gian – ví dụ: lớp học, văn phòng, bệnh viện hay nhà ở.
Tóm lại, HCL không chỉ là một giải pháp chiếu sáng đơn thuần, mà là một công nghệ hướng đến con người, kết hợp giữa khoa học và công nghệ để cải thiện sức khỏe, cảm xúc và hiệu suất sống của người sử dụng thông qua môi trường ánh sáng phù hợp và linh hoạt.
Lợi ích của giải pháp chiếu sáng HCL
Giải pháp chiếu sáng lấy con người làm trung tâm (HCL), khi được thiết kế đúng theo tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật và phù hợp với nhịp sinh học tự nhiên của con người, sẽ mang lại nhiều hiệu quả tích cực vượt xa các hệ thống chiếu sáng truyền thống. Cụ thể:
- Cải thiện hoạt động thị giác, giúp người sử dụng nhìn rõ hơn, giảm mỏi mắt và nâng cao độ chính xác trong công việc.
- Tăng năng suất lao động và chất lượng công việc nhờ khả năng điều chỉnh ánh sáng phù hợp với thời điểm và tính chất hoạt động (làm việc, học tập, nghỉ ngơi…).
- Đảm bảo sự an toàn, tiện nghi và thoải mái, giúp con người cảm thấy dễ chịu, tập trung khi làm việc và thư giãn hiệu quả khi nghỉ ngơi.
- Hỗ trợ điều chỉnh trạng thái sinh học, giúp tăng sự tỉnh táo và tập trung vào ban ngày, đồng thời tạo điều kiện thuận lợi cho giấc ngủ sâu và phục hồi sức khỏe vào ban đêm.
- Phòng ngừa các rối loạn sức khỏe liên quan đến nhịp sinh học như: mất ngủ kéo dài, mệt mỏi mãn tính, bệnh tim mạch, béo phì, tiểu đường và thậm chí một số bệnh ung thư.
Ánh sáng lấy con người làm trung tâm cũng có thể tác động tích cực đến tâm trạng và cảm xúc hạnh phúc của các cá nhân, đặc biệt là ở những vùng ánh sáng có mặt trời hạn chế trong những tháng mùa đông.
