Vliv světla na naše zdraví aneb hygiena osvětlování

Motto: Kam nechodí slunce, tam chodí lékař V průběhu života jsou všichni lidé vystavováni různým vlivům životního prostředí (mj. často je lidé vnímají i svými smysly nebo se tyto vlivy podílejí na lidských pocitech). Snahou hygienických oborů je posuzovat všechny tyto vlivy komplexně (jde o dynamický systém vzájemného ovlivňování), což ale v praxi bývá dosti náročné. Jedněmi z mnoha sledovaných vlivů jsou i fyzikální faktory našeho prostředí, kam jsou řazeny mj. prach, hluk, vibrace a elektromagnetické záření. U elektromagnetického záření o (ionizujícím a neionizujícím) působení na člověka rozhoduje vlnová délka. Hraniční přechod mezi ionizujícím a neionizujícím zářením tvoří tzv. optické záření (zahrnující UV, světelné a IR záření), které lze považovat za hygienicky velmi významné. 

V praxi je na světlo většinou nahlíženo jako na energii nezbytnou pro přenos informací o okolí člověka (je předpokládáno, že světlo člověku zprostředkovává až 80 % těchto informací), nicméně neméně důležitá je i fyziologická a psychologická odezva člověka na světelný podnět. Proto lze světlo považovat za fyzikální faktor prostředí člověka, který významně působí i na jeho zdraví [6].

Obr. 1. Schéma zásad hygieny osvětlování

Působení světla

Světlo může na člověka působit příznivě i nepříznivě, a to:

• množstvím světla (energetické působení),
• spektrálním složením (barvou světla),
• dobou trvání (např. dlouhodobě, krátkodobě,trvale),
• vytvářením kontrastů jasů a barev (napomáhá zrakovému vnímání),
• časovým průběhem (např. střídáním světla a tmy).

K příznivým účinkům patří především působení přirozeného denního světla, které na člověka působí svou dynamickou proměnlivostí, a to nejen množstvím světla, ale i spektrálním složením. K dalším významným vlivům patří i střídání světla a tmy v průběhu denního cyklu. Bylo ověřeno, že přirozené střídání denního světla a tmy synchronizuje lidské vnitřní biorytmy. Vnitřní biorytmy člověka jsou pravděpodobně vrozené a pro udržení lidského zdraví nezbytné (mj. ztráta vnitřních biorytmů bývá považována za jednu z příčin psychogenních onemocnění) [1], [4].

Přirozené denní světlo se také podílí na vytváření vitamínu D v lidském těle, a tím významně podporuje i náš imunitní systém [5]. Nepříznivé účinky světla je možné rozlišit na přímé (fyziologické) a nepřímé (psychologické).

K přímým účinkům je řazeno:

• nedostatečné množství přirozeného denního světla v průběhu dne, – oslňování, způsobující překročení adaptačních schopností lidského zraku,
• rušení, přičemž světlo interferuje s určitou lidskou činností (pozorováním, spánkem apod.).

K nepřímým účinkům je řazeno:

• narušování pocitu pohody, vznikající psychicky negativně vnímaným světlem dotčenou osobou (emoční stres; podíl mohou mít i osobnostní rysy pozorovatele),
• obtěžování, představující nepřijatelné ovlivňování lidského prostředí (popř. i osobních práv).

Pozn.: Přímé nepříznivé účinky světla jsou většinou objektivizovány pro standardního pozorovatele (např. měřením) a u nepřímých (zda obtěžuje či stresuje) je snaha posuzovat je pro konkrétní osoby. Na základě fyziologických a psychologických reakcí člověka je možné konstatovat, že člověk světlo potřebuje:

a) ke zdravému pobytu ve vnitřním prostoru,

b) ke správnému zrakovému rozlišování (vidění),

c) pro zrakovou a psychickou pohodu.

ad a) Při pobytu ve vnitřním prostoru v průběhu dne (v místnosti určené k pobytu lidí) člověk potřebuje především dostatečné množství přirozeného denního světla. Toho je dosahováno zejména celkovým rovnoměrným osvětlením daného vnitřního prostoru denním světlem s ohledem na předpokládanou délku pobytu.

Pozn.: Pobytová místnost – vnitřní prostor stavby, který svou polohou, velikostí a stavebním uspořádáním splňuje požadavky k tomu, aby se v něm zdržovaly osoby (např. kanceláře, dílny, ordinace, výukové prostory, pokoje ve zdravotnických zařízeních, hotelích a ubytovnách, halové prostory různého účelu, kulturní zařízení, místnosti ve stavbách pro individuální rekreaci).

ad b) Dále světlo člověk potřebuje k přenosu informací z vnějšího okolí pro zrakové vnímání (což je dynamický proces mnoha složitých jevů, založených na systému průběžného porovnávání nejen v oku, ale i v nervové soustavě a ve zrakovém centru mozku, přičemž se na vjemu podílí i vědomí člověka [2]).

Podstatné pro vidění jsou konkrétní jasové a barevné kontrasty v zorném poli pozorovatele vytvářené světlem (např. dostatečný kontrast mezi pozorovaným předmětem a jeho bezprostředním okolím). I zde je preferováno přirozené denní světlo, protože člověku zajišťuje vyšší jasovou adaptaci zraku (zvyšuje odolnost proti oslnění) a jeho dynamická proměnlivost snižuje možnou zrakovou zátěž.

ad c) Pro zachování celkové pohody (zrakové a psychické) je mj. třeba, aby kromě již zmíněného přirozeného denního světla byly eliminovány rušivé vlivy vyvolávané světlem (např. oslnění, míhání světla, nevhodné prostorové či časové rozložení), popř. odstraněna nadměrná zraková zátěž. Současně mají být zajištěny i další požadavky, především vizuální kontakt s venkovním prostředím, proslunění (u umělých zdrojů ještě vysoký index podání barev, popř. výjimečně i teplota chromatičnosti světla). Na základě lidské potřeby světla jsou formulovány zásady pro hygienu osvětlování [7].

Pozn.: Přitom jako osvětlení je označováno záměrné používání světla k dosažení viditelnosti nebo rozlišitelnosti pozorovaných předmětů a za osvětlování je označováno světlem vytvářené světelné prostředí, které vyvolává fyziologické a psychologické odezvy člověka.

Obr. 2. Schéma ovlivňování celkové zátěže světlem

Zásady hygieny osvětlování Tyto zásady vycházejí z fyziologických a psychologických potřeb člověka a jsou hledána hygienicky ještě přijatelná „rozmezí“. Preferováno je přirozené denní světlo; pro názornost jsou uvažovaná rozpětí zobrazena ve schématu (obr. 1).

• Fyziologické rozmezí je z jedné strany ohraničeno potřebou minimální dávky denního světla (osvitem), nutnou k podpoře imunitního i reprodukčního systému člověka, včetně řízení jeho biorytmů. Z druhé strany je rozmezí ohraničeno prahem energetického poškození tkáně (např. pro sítnici absolutní oslnění).
• Hygienické rozmezí bývá určeno především přijatelnou zrakovou zátěží (správným zrakovým rozlišením). Vychází z hygienického minima, daného délkou pobytu a vykonávanou činností (při krátkodobém pobytu a bezvýznamné zrakové zátěži může být i totožné s fyziologickým minimem), přičemž druhá hranice hygienicky přípustného rozpětí je dána především adaptačními schopnostmi člověka.

Při překročení adaptačních schopností zraku vzniká oslnění a v jeho důsledku může být zrak i poškozen (důležitou roli zde hraje čas, při dlouhodobém působení způsobuje potíže i malé oslnění a podmínky adaptace).

• Psychologické rozmezí – bývá ovlivňováno především zajištěním dostatečného vizuálního kontaktu s vnějším okolím, osluněním a popř. zajištěním ochrany před rušivými vlivy (nepostřehnutým oslněním, míháním, časovým a prostorovým rozložením světla).

Pozn.: Přitom je třeba si uvědomit, že ani splnění uvedených hygienických zásad nezaručuje optimální osvětlovací podmínky pro dotčeného jednotlivce v daném čase a prostředí. Individuálním potřebám konkrétní osoby se lze přizpůsobit vhodně zvoleným rozsahem jím ovládané regulace (např. žaluziemi na oknech či ovládáním místního umělého osvětlení podle potřeby apod.).

Obr. 3. Nebezpečné oslnění na křižovatce se světelnou signalizací (i riziko úrazu)

Hygienický dozor

Pro zabránění případným nepříznivým vlivům světla na lidské zdraví, je prováděn hygienický dozor. Základem je zákon o ochraně veřejného zdraví, kde je uvedeno, že uživatelé staveb jsou povinni zajistit, aby vnitřní prostředí pobytových místností v těchto stavbách odpovídalo hygienickým limitům chemických, fyzikálních a biologických ukazatelů, upravených prováděcími právními předpisy (přičemž u světla je odkazováno na normové hodnoty v technických normách [9]).

Základní požadavky

Základním požadavkem bývá zajištění dostatečného množství přirozeného denního světla k pobytu. Požadavky na denní osvětlení budov je třeba vznášet především preventivně v projektové přípravě staveb (dosažení pozdějších změn v dispozicích staveb bývá značně obtížnější). Zejména je tedy kontrolováno dodržení odstupové vzdálenosti od okolní zástavby, popř. i jiných možných stínících objektů (snadno kontrolovatelné úhlem zastínění), a osvětlovací soustavy oken či světlíků. (Osvětlovací soustavy přitom ovlivňují i energetickou bilanci budov. Závisí to na rozměrech, druhu výplně, umístění, orientaci a technickém provedení osvětlovacích otvorů, popř. na jejich regulačních zařízeních.)

Pozn.: K projevům nedostatku přirozeného denního světla lze zařadit nárůst očních vad (především u dětí), zvýšenou únavu, podrážděnost, nesoustředěnost, poruchy spánku, poruchy imunity, deprese, SAD.

Další požadavky

Dalším požadavkem by mělo být udržení přijatelné zrakové zátěže [8]. Zraková zátěž charakterizuje danou vizuální situaci, k jejímuž zvládnutí je zapotřebí jistý zrakový výkon, přičemž zrak je určitou měrou unavován.

Kritéria pro posuzování zrakové zátěže jsou vymezena v nařízení vlády č. 361/2007 Sb. (ve znění pozdějších předpisů), kterým se stanovují podmínky ochrany zdraví zaměstnanců při práci. Prací se zvýšenou zrakovou zátěží se rozumí trvalá práce spojená s náročností na rozlišení detailů:

• vykonávaná za zvláštních světelných podmínek (např. bez denního světla),
• spojená s používáním zvětšovacích přístrojů, sledováním monitorů nebo se zobrazovacími jednotkami,
• spojená s neodstranitelným oslňováním (možné i riziko úrazu).

Navíc bývá podmíněna také informační skladbou a psychologickou složitostí.

Pozn.: Prvním projevem zvýšené zrakové zátěže bývají potíže se zrakem či viděním. Při zjištění významně nestandardních podmínek zrakového úkolu (popř. při výskytu stížností) lze při posuzování vlivu osvětlení použít i dotazník zrakových potíží, kterým je možné ověřit subjektivní odezvu konkrétních osob a prokázat tak případnou zvýšenou zrakovou zátěž (při zjištění nepříznivé odezvy jsou následně hledány příčiny).

Obr. 4. Rušivé světlo reklamních poutačů (vyvolává emoční stres)

Specifické požadavky

Specifickým požadavkem hygienického dozoru bývá i ověření celkové pohody, která je osvětlením významně ovlivňována. Ověřování celkové pohody je většinou převáděno na kontrolu zrakové a psychické zátěže u konkrétních osob, na které se podílejí tři základní oblasti: náročnost zrakového vnímání, emoce a psychické nároky [3]. Světlo přitom působí na všechny tyto oblasti (obr. 2). Náročnost zrakového vnímání Náročnost zrakového vnímání ovlivňují hlavně požadavky na rozlišení kritického detailu (jeho velikost, tvar, barva), aktuální stav zraku člověka (jeho adaptace a akomodace, popř. i zrakové vady) a úroveň denního osvětlení, která napomáhá při vytváření vhodných jasových i barevných kontrastů, potřebných jak k rozlišení potřebných detailů, tak i k adaptaci zraku.

Emoce

Emoce (nálady) může ovlivnit např. i nedostatek denního světla (viz známý syndrom sezonní deprese SAD) nebo působení různých barev světla.

Psychické požadavky

Psychické požadavky mohou být zvyšovány nedostatečným vizuálním kontaktem s venkovním okolím nebo i např. odváděním pozornosti při nevhodném osvětlení. Navíc mohou zátěž zvyšovat i rušivé vlivy – mj. míhání či blikání umělého osvětlení (např. světelné reklamy). Přitom významným projevem narušení psychické pohody může být i emoční stres (což je sice záležitost hlavy, ale přenáší se i na tělo!).

Pozn.: Vizuální kontakt představuje udržení dobrého výhledu do venkovního okolí (se záchytnými body pro zrak). Je prokázáno, že je třeba zajistit průhled asi v jedné třetině šířky boční stěny (má pozitivní vliv i na produktivitu práce).

Názorným příkladem významného nepříznivého účinku světla v komunální praxi jsou fotografie autora (obr. 3 – oslnění a obr. 4 – rušení světlem). Závěrečné shrnutí

Přirozené denní světlo tedy nejen přímo působí na zdraví člověka (podporou imunitního a reprodukčního systému, řízením biorytmů či umožněním tvorby vitamínu D), ale ovlivňuje i jeho zrakovou a psychickou pohodu (včetně vyvolávání emocí). Proto při posuzování vlivu osvětlení na zdraví musí orgány ochrany veřejného zdraví kontrolovat přípustnou míru nahrazování přirozeného denního osvětlení umělým osvětlením (denní světlo umělým nelze zcela nahradit).

Pozornost při osvětlování musí tudíž být věnována především místům dlouhodobého pobytu a náročné zrakové činnosti. A teprve podle ověřené úrovně denního osvětlení lze posuzovat úroveň osvětlení umělého!

Literatura:

[1] BERGER, J.: Biorytmy. Praha, Paseka, 1995.
[2] BONO, E. de: Pravdu mám já, určitě ne ty! Praha, Argo, 1998.
[3] HLADKÝ, A. – MATOUŠEK, O.: Standardní metodika pro hodnocení pracovních podmínek z hlediska neuropsychické zátěže. AHEM, 1990, příloha č. 2.
[4] ILLNEROVÁ, H.: Vliv světla na časový systém člověka. Světlo, 1998, č. 4, s. 13.
[5] SORENSON, M.: Vitamin D3 and Solar Power for Optimal Health. 2008.
[6] SYKA, J. – VOLDŘICH, I. – VRABEC, F.: Fyziologie a patologie zraku a sluchu. Praha, Avicenum, 1981.
[7] VRBÍK, P.: Principles of the Hygiene of Lighting Technology. In: 12th European Lighting Conference LUX EUROPA, Kraków, 2013, s. 357–360.
[8] ŽIDKOVÁ, Z.: Příznaky zrakové únavy při práci. Pracovní lékařství, 1996, 48, č. 6, s. 231–235.
[9] ČSN 73 0580-1 Denní osvětlení budov – část 1: Základní požadavky. Praha, ČNI, 2007.