Освещение, которое управляет умами

Технологии LED повсеместно проникают в нашу жизнь, делая ее проще и качественней. Они уже сейчас добавляют в нее экономии и экологии, и при этом разработки продолжаются дальше. Например, сегодня ученые рассуждают о том, как с помощью света можно влиять на качество восприятия информации и на образование в частности.

В 1991 году Терри Кларк основал компанию Finelite, которая специализируется на осветительных системах. Уже много лет они изучают влияние освещения на обучение, инвестировали миллионы долларов в научные исследования и сформировали профессиональную команду разработчиков.

О прогнозах, планах и новейших разработках в сфере освещения читайте в этой статье.

Что в мире освещения происходит сегодня

О том, что произошло в индустрии за последние 5 лет, говорит Джерри Микс, генеральный директор Finelite:

«Все, что мы знали об освещении, изменилось за последние пять лет. Источники, энергетические потребности, средства управления, срок службы, эффективность, цветовые требования, внешний вид — все!»

И с ним сложно не согласиться. Светодиодные технологии качественно подняли уровень развития осветительной индустрии в целом, вдохновили на новые исследования и разработки.

«То, что происходит в сфере осветительных приборов сегодня, вероятно, скажется на технологиях в последующие 20 или даже 40 лет. Это и вызов, и решения, результаты которых можно будет оценить только в будущем», — утверждает Джерри Микс.

Например, по расчетам Finelite, лучшее сегодняшнее LED освещение может поддерживать до 90% первоначального светового потока на протяжении 100 000 часов (без ТО). Тогда как люминесцентная система освещения нуждается в регулярном обслуживании уже после 30 000 часов.

LED-просвещение

Основатель компании Finelite, Терри Кларк, напоминает, что LED освещение учебных аудиторий сокращает энергопотребление и эксплуатационные расходы школ. Этим утверждением нас не удивить, но вот следующее определенно заставляет задуматься: если специально настраивать освещение в учебных аудиториях, то можно не только сэкономить ресурсы, но и улучшить эффективность преподавания!

Конечно, основным аргументом в пользу LED системы является уменьшение эксплуатационных расходов за счет экономии на будущих затратах (при техническом обслуживании). Особенно по сравнению с флуоресцентным освещением. Однако сам факт выбора светодиодного освещения — это только первый шаг: существуют целые концепции «освещения будущего».

Их мы и приводим ниже.

Осветительные концепции будущего

4 требования к управляемым осветительным системам Finelite:

1. Идея управлять светом в помещении особенно актуальна для образовательных учреждений, от которых государственные и частные инвесторы ожидают продолжительных и качественных услуг для детей, молодежи и общества в целом на протяжении нескольких десятилетий.
2. Изначально необходимо оценить, достаточно ли гибкими являются существующие системы освещения, чтобы быть актуальными и удовлетворять при этом потребности педагогов и общества.
3. Чтобы быть перспективной, осветительная концепция должна удовлетворять запросы и составлять ценность для студентов, учителей и персонала.
4. Технологии, проверенные, одобренные и поддерживаемые учителями, намного проще внедрить.

Возможность удобно управлять светом в классе дает учителям больше возможностей (все изображения предоставлены Finelite)

Возможности управляемой системы освещения для учителей:

• Изменять освещение в зависимости от типа занятия и методов преподавания.
• Переключать режимы для оптимизации изображений с проекторов и мультимедийных устройств.
• Создавать вертикальное освещение маркерных досок в классе.
• Уменьшать освещение до 10%.

Обучение уже давно вышло за рамки собственно лекций, обогатившись разнообразными методиками. Виды деятельности варьируются от больших независимых проектов до презентаций в малых группах и докладов отдельных студентов. При этом традиционные занятия никто не отменял — и все это зачастую происходит в одном классе, в течение одного дня. Для удобной работы, чтобы технологии помогали обучению, создана система управления освещением.

Тестирование технологии

Освещение классной комнаты уже давно вышло за рамки выключателя около двери. В 2007 году Finelite исследовал вопрос в классах Калифорнии и штата Нью-Йорк. Опубликованные результаты были использованы Collaborative for High Performance Schools (CHPS) и LEED (Leadership in Energy and Environmental Design) для разработки наилучшей методики освещения классной комнаты.

Теперь к Finelite присоединились другие производители, оснащая сопутствующие системы специальными режимами для маркерных досок, аудиовизуальных систем, групповой деятельности, тестирования и использования планшетов. И если выключатель все еще может быть около дверей, то доступ к управлению всеми этими устройствами был перемещен именно туда, где бы это было удобно учителю (рис. 1).

К этим элементам управления добавили вертикальное освещение поверхностей, с которыми работает учитель, чтобы привлечь внимание класса к своим действиям и удержать его внимание.

Кабинеты стали более функциональными. Обучение происходит буквально в каждом уголке: студенты что-то обсуждают на креслах-мешках, расставленных по углам, на диванах, подоконниках и везде, где это только возможно. Парты и столы легко передвигаются, поэтому планировка помещений более чем свободная. Новые технологии повсюду и они требуют правильного освещения: маркерные доски и стены для письма; плоские дисплеи; планшеты и смартфоны; потоковый и интерактивный контент; аудиовизуальные презентации; видеоконференции.

Стандартное общее освещения класса с белым светом (слева) и отрегулированное освещение для доски (справа)

Управляемая система освещения позволяет использовать затемнение режимы, которые помогают направить внимание студентов. Эти режимы также способствуют улучшению качества просмотра информации с проектора, компьютерных экранов и мультимедийных устройств (рис. 2).

Учителя управляют светом. Проект DOE

Передовые концепции, которые, скорее всего, станут стандартом в классах будущего, включают:

• настройку цвета;
• использование освещения для того, чтобы обыграть тематику урока;
• улучшение цветопередачи;
• возможность 1 % затемнения;
• приложения, с помощью которых учителя смогут контролировать освещение.

Совсем недавно Finelite в сотрудничестве с Министерством энергетики США и RTI International комплексно протестировали возможность установки настраиваемого белого светодиодного освещения в классе (Проект DOE). Проект учитывает анализ стоимости, эффективность, срок службы, удобство управления и комфорт системой. Результаты ожидаются в конце 2016 или в начале 2017 года, но стоит изучить поставленные критерии эффективности.

Проект DOE / Finelite / RTI сфокусирован на уместности применения парного источника настраиваемого света для учебных заведений, где бы стоимость, эффективность использования энергии и долговечность были бы столь же важны, как и адаптивность, комфорт и формирование науки о воздействии освещения на наши биологические ритмы и их влияние на обучение.

Настраиваемое белое LED освещение предполагает использование пары светодиодов —одного с холодным светом, другого — с теплым. Смешиваясь, они создают диапазон белого света, который можно легко контролировать.

DOE установил следующие требования к освещению и управлению:

• светильники должны потреблять мало электроэнергии (120 лм/Вт);
• у преподавателя должна быть возможность контролировать интенсивность и коррелированную цветовую температуру;
• дневной естественный свет и электрический свет должны быть сбалансированы;
• необходимо создать возможность контролировать все уровни освещения.

Учителя используют интенсивность света для управления поведением учеников во время урока, например, включают и выключают свет, чтобы привлечь внимание студентов ; затемняют его, чтобы успокоить их.

Настраиваемая световая технология также учитывает температуру цвета (рис. 3). Исследователи до сих пор работают, чтобы количественно оценить влияние коррелированной цветовой температуры на поведение учащихся. Наоми Миллер, научный сотрудник в Pacific Northwest National Lab утверждает, что «интенсивный белый и голубой свет нас возбуждает, а теплые цвета, как правило, успокаивают».

Чтобы учителя могли сосредоточиться на обучении, элементы управления должны быть под рукой и удобными в использовании. Для этого Finelite разработает несколько вариантов интуитивно понятного пользовательского интерфейса с режимами «презентация», «спокойный», «активизация», «маркерная доска» и «работа в группе».

Учителя очень отличаются по стилю преподавания. Некоторые из них используют аудио- и видеоматериалы, другие отдают предпочтение индивидуальным студенческим презентациям, а третьи и вовсе могут делать акцент на групповой работе. Поэтому освещение должно быть настраиваемым.

Кроме того, Finelite разработала приложения для Android и IOS. Они позволяют учителям создавать подборки «любимых» освещений, которые будут сопровождать их в различных классах в течение всего дня.

Внедрение в школы

Система настраиваемого освещения поможет не только сэкономить деньги, но и повысить эффективность обучения. Школам будет необходимо начинать с чего-то, и первым шагом станет повсеместная установка систем LED освещения. Они доступны, экономят энергию, а также позволяют снизить затраты на техническое обслуживание.

Светодиодные технологии сами по себе потребляют меньше энергии и — по сравнению с люминесцентными технологиями — не требуют постоянного техобслуживания благодаря более длительному циклу использования.
Выбор в сторону качественной и долгосрочной светодиодной системы является критическим: она должна минимально нуждаться в обслуживании и покрываться гарантией в течение хотя бы 10 лет.

Не менее важен дизайн осветительной системы. Лучшие решения должны учитывать как потолочное, так и вертикальное освещение, чтобы улучшить его качество и экономить энергию, эффективно распределяя свет по аудитории.

Настраиваемое светодиодное освещение обеспечивает эффективную работу в образовательных учреждениях.

Использование этой технологии поможет сократить потребление электроэнергии более чем в два раза. Еще большей экономии можно достичь благодаря индикаторам присутствия, датчикам дневного света, а также регулируя затемнение.

Свет для «сов» и «жаворонков»

Современные концепции еще больше расширяют функциональные возможности системы освещения. Методы модернизации системы управления включают улучшенные параметры регулировки, запрограммированные световые схемы для настраиваемого белого света, а также сетевое освещение, которым можно управлять из центрального офиса, на районном уровне и которое позволяет совмещать разные системы. Все эти факторы помогут создать контролируемое многоуровневое освещение, одновременно экономя энергию и продлевая срок службы системы. Более того: управляемая система освещения может быть адаптирована под биологическую активность учащихся.

Для большей мотивации и в заключение исследования авторы приводят статистику по своей стране: «Средний возраст школ в США составляет 44 года, а средний возраст капитальных ремонтных работ в школах —почти 20 лет. Чем больше мы узнаем о влиянии цветовой температуры на здоровье и поведение студентов, тем скорее институции, которые уже вкладывают деньги в управляемое освещение, будут готовы смотреть в будущее».

Оригинал статьи можно прочесть здесь.