91268 Tutkimus

Päivänvalon luokkaa olevien keinovalaistusten to- teuttamismahdollisuudet

Päivänvalon luokkaa olevien keinovalaistusten toteuttamismahdollisuudet

TAUSTA

Hyvä valaistus parantaa työn laatua, pienentää työn kuormittavuutta ja vähentää tapaturmia. Terveyden ja hyvinvoinnin kannalta valolla on merkittäviä biologisia ja psyykkisiä vaikutuksia.

Ultraviolettisäteily

Päivänvalo ja päivänvalon kaltainen keinovalo sisältävät ultraviolettisäteilyä (UV-säteilyä). Sen tiedetään olevan sekä hyödyllistä että haitallista. Haitallisista vaikutuksista on kertynyt paljon enemmän tietoa kuin hyödyllisistä.

UV-säteily aiheuttaa ihon ruskettumisen. Ruskettuminen on ihon suojamekanismi UV-säteilyn läpäisemisen vähentämiseksi. Pitkäaikainen UV-säteily aiheuttaa suojamekanismista huolimatta ihon vanhenemisen nopeutumista ja lisää ihosyövän riskiä.

Silmässä UV-säteily aiheuttaa samanlaisia reaktioita kuin ihollakin. Lumisokeus on silmän sarveiskalvon suojamekanismi estämään vaarallisimman lyhytaaltoisen UV-säteilyn pääsyn ja vähentämään keskipitkäaaltoisen pääsyä syvemmälle silmään. Vahingoittunut solukerron uusiutuu muutamassa päivässä.

UV-säteily voi aiheuttaa myös linssivaurioita. Linssi absorboi myös pitkäaaltoista UV-säteilyä, jolloin seurauksena on linssin samentuminen. Se korjautuu, jos altistus on ollut lyhytaikainen, mutta toistuvat UV-säteilyaltistuksen johtavat vähitellen harmaakaihin kehittymiseen.

UV-säteilyn hyödyllisistä vaikutuksista tunnetuin on D-vitamiinin tuotanto. Päivänvalon merkitys tässä suhteessa ei enää ole niin merkityksellistä kuin ennen, koska ravitsemus on merkittävästi parantunut entisistä ajoista. UV-säteilyä käytetään myös eräiden ihosairauksien parantamiseen.

Valon hormonaaliset vaikutukset

Valo vaikuttaa silmien kautta mm. käpylisäkkeen erittämän pimeähormonin, melatoniinin, tuotantoon siten, että pimeässä sen eritys lisääntyy ja valoisassa vähenee. Hormonin taso määrää unen ja valveen vuorottelun.

Valo toimii myös pitkäaikaisempien biologisten rytmien säätelijänä. Talvella melatoniinia erittyy runsaammin kuin kesällä. Vuodenaikarytmiin näyttäisi liittyvän monia terveydellisiä seikkoja. Eräiden fyysisten ja psyykkisten sairauksien tiedetään yleistyvän syksyllä ja keväällä, jolloin valon määrän muutokset ovat suurimmillaan. Pimeä vuodenaika aiheuttaa joissain ihmisissä ahdistuneisuutta ja toivottomuuden tunnetta, syntyy ns. kaamosmasennus. Mielialan lasku näkyy myös sairaslomina.

Arviolta yksi prosentti ihmisistä potee talviaikana masennusta ja kymmenelle prosentille pimeys aiheuttaa muita ongelmia, kuten väsymystä, haluttomuutta ja unihäiriöitä.

Valoterapia

Valoterapia on osoittautunut tehokkaaksi hoitokeinoksi kaamosmasennukseen. Muutaman tunnin mittainen päivittäinen oleskelu voimakkaassa valaistuksessa saattaa riittää hävittämään masennusoireet. Valohoitoa on annettava läpi talven.

Elimistön reagoiminen valoon ei kuitenkaan ole kovin herkkää, vaan tarvitaan 2 500 - 3 000 luksin valaistusvoimakkuuksia kaamosmasennuksen hoitoon. Työtilan tavallinen voimakkuus on noin 500 luksia.

Valohoito vai voimakas työvalaistus?

Tutkimusten mukaan valon terveydellisten ja muiden myönteisten vaikutusten saavuttaminen edellyttää melko voimakasta, yli 1 500 luksin valaistusta. Voitaisiin ajatella, että päivittäiseen työympäristöön suunniteltaisiin niin hyvä valaistus, että pimeän vuodenajan haitallisilta vaikutuksilta vältyttäisiin ilman erityistä valohoitoa.

Sellaisen valaistuksen rakentaminen ei kuitenkaan ole ongelmatonta: energiankulutus kasvaa, valaistus voi aiheuttaa häikäisyä ja voimakas valaistus tuottaa runsaasti lämpöä.

TUTKIMUKSEN MENETELMÄT

Kun valaistusta halutaan työtiloissa lisätä, valitaan värilämpötilaltaan korkeat (vähintään 5 000 Kelvinin) päivänvalolamput. Energiakustannusten rajoittaminen edellyttää lampuilta hyvää valotehokkuutta, joten kysymykseen tulevat käytännössä päivänvalotyyppiset loistelamput ja monimetallilamput. Päivänvalotyyppisistä loistelampuista soveltuu tarkoitukseen neljä tyyppiä: vakioloisteaineilla, kolmikomponenttiloisteaineilla, de luxe-loisteaineilla ja de luxe-teholoisteaineilla varustetut lamput. UV-säteilyn määrää voidaan vähentää helposti esimerkiksi häikäisysuojana käytetyillä prisma- tai opaalimuovilevyillä.

Valaistuksen vaikutus laskettiin kolmesta erilaisesta tilasta useilla valaistusvaihtoehdoilla.

1. Pienhuonetoimisto

Kahden hengen toimistohuoneessa voidaan 2 500 luksin valaistus toteuttaa usealla tavalla. Valintaan vaikuttaa oleellisesti se, miten työpaikat on sijoitettu. Jos työpöydät sijoitetaan valaisimien väliin, valaisimien sijoituspaikat voidaan pitää samoina kuin perinteisessä valaistuksessa ja vain valotehoja lisätään. Esimerkkiasennuksessa käytettiin monilamppuisia loistevalaisimia, jotta tultaisiin toimeen neljällä valaisimella. Kaksi epäsymmetristä 4 x 58 W valaisinta asennettiin peräkkäin kattoon ikkunaseinän puolelle ja kaksi 6 x 58 W symmetristä valaisinta huoneen sisäosaan. Vuotuisiksi energiakustannuksiksi neliömetriä kohden saatiin laskemalla noin 54 mk, kun se perinteisessä toimistovalaistuksessa on 10,5 mk.

2. Suurhuonetoimisto

Suurtiloissa valaistustasoa voidaan nostaa joko lisäämällä valaisimiä tai kasvattamalla valaisimien tehoa. Valaistuksesta johtuvan lämmön poistamiseksi on pakko käyttää ilmastointivalaisimia, joten kanavointikustannusten rajoittamiseksi valaisinten määrä kannattaa pitää pienenä.

Esimerkkilaskelmassa on 144 kpl 6 x 58 W loistevalaisinta kahdeksassa rivissä. Valaisimet ovat pienluminanssivalaisimia tilassa käytettävien näyttöpäätteiden takia. Keskimääräinen häikäisyindeksi on 12 - 14 (perinteisessä 750 luksin valaistuksessa 13 - 15), joten valaistusta voi pitää hyvänä. Vuotuiset energiakustannukset ovat 43,2 mk neliömetriä kohden (perinteisessä valaistuksessa 16,5 mk). Monimetallilampuilla kustannukset ovat 54,5 mk neliömetriä kohden vuodessa.

Suurissa huoneissa epäsuora valaistus on valaistushyötysuhteeltaan yhtä hyvä kuin suora valaistus ja sopii suuriin tiloihin luontevammin kuin pieniin toimistohuoneisiin. Laaja, valoisa kattopinta jäljittelee taivasta ja luo avaruuden tuntua.

3. Tehdashallit

Valotehokas suurpainenatriumlamppu ei sovi valonlähteeksi, jos halutaan päivänvalotyyppistä valkoista valoa. Siksi valonlähteeksi tulee valita monimetallilamppu, joka kuitenkin on vähemmän valotehokas kuin suurpainenatriumlamppu. Esimerkkiasennuksessa 28 m x 72 m tehdashalliin asennettiin 75 kpl 4 x 400 W monimetallilamppusyväsäteilijää. Häikäisyindeksi on hyvää teollisuusvalaistustasoa. Vuotuiseksi energiakustannukseksi saadaan 2 400 luksin valaistusvoimakkuudella noin 48 mk neliömetriä kohden, kun se perinteisellä 600 W valaistusvoimakkuudella on alle 10 mk neliömetri.

Ilmastointijärjestelmä

Suurilla valaistusvoimakkuuksilla tavanomaisten ilmastointijärjestelmien teho ei riitä poistamaan liikalämpöä, vaan on käytettävä yhdistettyjä valaistus- ja ilmastointijärjestelmiä. Sellaisessa poistoilma imetään valaisimien läpi, jolloin 50 - 70 % valaistuslämmöstä siirtyy suoraan pois huoneesta. Poistoilmavalaisimet vähentävät myös suoraa säteilylämpöä tehokkaasti, joten tuhansien luksien valaistusvoimakkuus voidaan järjestää ilman liiallista lämpösäteilyä.

Ulkomailla on käytetty myös vesijäähdytteisiä valaisimia. Niiden etuna on, että suuria lämpömääriä voidaan siirtää vähän tilaa vievissä putkissa. Kesällä valaistuslämpöä voidaan käyttää käyttöveden lämmittämiseen ja tehtaissa prosessiveden lämmittämiseen tai muuhun tarpeeseen.

Valaistuksen ajoitus

Valaistus kannattaa rakentaa niin, että valaistustasoa voidaan säätää kellon- ja vuodenajan mukaan. Kesällä täyttä valaistusta ei ehkä tarvita lainkaan. Pimeänä vuodenaikana näyttäisi riittävän, että täysi valaistus pidetään päällä aamulla heti töihin tultua tunnin verran ja illalla ennen töistä lähtöä tunnin ajan.

Kustannus ja hyöty Valaistuskustannukset toimistohuoneiden osalta ovat perinteisellä valaistustasolla noin 0,15 % palkkakustannuksista ja 2 400 luksin valaistustasolla enimmillään noin 0,8 % palkkakustannuksista. Jos toimistotyön tuottavuus kasvaa paremman valaistuksen ansiosta vähintään 0,65 % joko joutuisampana ja virheettömämpänä työntekona tai sairaspoissaolojen vähenemisenä, paremman valaistuksen lisäkustannukset saadaan takaisin. Toimistovalaistuksesta ja tuottavuudesta tehdyt tutkimukset osoittavat, että tuottavuus kasvaa useiden prosenttien verran, kun valaistusvoimakkuutta lisätään 500 luksista noin 1 600 luksiin. Vaativissa näkötehtävissä on saavutettu 8 - 9 % tuottavuuden nousu. Lisäksi virheet ovat vähentyneet parhaimmillaan jopa puoleen. Iäkkäillä työntekijöillä valaistusvoimakkuuden lisääminen vaikuttaa enemmän tuottavuuden paranemiseen kuin nuorilla työntekijöillä.

1

Hanketiedot

  • HakijaVTT Tuotteet ja tuotanto
  • Lisätietoja
  • VEIKKO AHPONEN
    4566412
  • Toteutusaika
  • 1992-02-01 00:00:00.0 - 1992-02-28 00:00:00.0
  • Työsuojelurahaston päätös
  • 1991-10-16 00:00:00.0
    8409.4 euroa
  • Kokonaiskustannukset
  • 16872.62 euroa
  • Tulokset valmistuneet 1992-04-15 00:00:00.0