На Ямале ученые выяснят, как повысить работоспособность с помощью освещения

По прогнозу, в 2024 году объем мирового рынка антропоцентричного освещения, или HCL (Human Centric Light - англ.), достигнет 3,9 миллиарда долларов, тогда как еще пять лет назад его оценивали в 849 миллионов. С чем связан столь серьезный скачок?

Имитация солнца

Измученный цивилизацией потребитель мечтает жить долго и счастливо, хотя архитектура больших городов и работа на износ плохо соотносятся с солнечным календарем предков. Инженеры нашли выход: имитируют его. К примеру, теплый свет (3000-3500 кельвинов - в таких единицах измеряется цветовая температура) средней интенсивности может понизить градус конфликтности на сложных переговорах. А для мозгового штурма, наоборот, лучше использовать максимальную яркость и холодные 6000 К. Для сравнения: от природы в сумерках и на рассвете мы получаем 2000 К, в полдень - 5000 К, когда безоблачно - от 9 до 12 тысяч К.

Если за рубежом в ходу термин HCL, то в России - "биодинамическое освещение". По словам экспертов, это более узкая трактовка: освещение внутренних пространств, интенсивность и спектр которого меняются в течение суток вручную или по алгоритму в зависимости от деятельности людей и достаточности естественного света (изменения в свод правил 52.13330.2016 от 2021 года). Регулируют освещенность специальные приборы, больше всего их производят в Европе, однако рынок быстрее растет в Азиатско-Тихоокеанском регионе, чему способствует сборка светодиодов в Китае и популярность технологий "умного дома". Российские предприятия в 2022 году выпустили 730 972 светильника, но сколько из них биодинамических, в научно-техническом совете "Светотехника" сказать затруднились. Не нашлось статистики и в консалтинговых агентствах: сегмент слишком узкий, объяснили "РГ".

- По ощущениям, уже многие производители имеют в ассортименте модели, которые подходят под эти цели, но с точки зрения продаж их доля не превышает одного-двух процентов, - считает руководитель студии светодизайна Сергей Сизый.

Депрессия по сезону

Между тем это очень перспективная ниша: только в российской Арктике постоянно проживает 2,5 миллиона человек, которым приходится бороться с сезонными депрессиями. К тому же сюда приезжают вахтовики: скажем, на Ямал - не менее 133 тысяч человек в год.

- На всех действует мощный комплекс негативных природных факторов: высокая радиация, неустойчивость магнитного поля, продолжительный холод, крайняя неравномерность солнечной инсоляции, гиперавитаминоз, сниженное количество кислорода в атмосфере, - перечисляет старший научный сотрудник Научного центра изучения Арктики Вадим Пономарев. - Вкупе с социальными факторами (значительная часть ветхого жилфонда, мало разнообразия в сфере досуга) это развивает синдром полярного напряжения. Его еще называют северным стрессом, синдромом полярной ночи: люди жалуются на разбитость, общую слабость, быструю утомляемость, сонливость, мигрени, скачки давления.

Ученый измерил, как меняется уровень тревожности в течение "темного периода" у 72 салехардцев в возрасте от 28 до 54 лет: у большинства к концу февраля показатель уверенно перешел из средней зоны в высокую. Более половины признались, что плохо переносят длительное нахождение в помещениях с чужими людьми, многие под конец зимы (на Ямале это конец апреля) чувствуют необъяснимую тяжесть и усталость. При этом мужчины и новички, недавно приехавшие с Большой земли, менее остро реагируют на дефицит ультрафиолета, чем женщины, а у северян во втором поколении стресс выражен слабее, чем у их родителей, - выработались компенсаторные механизмы.

Добровольцы в очках

В 2021 году в рамках Западно-Сибирского НОЦ стартовал проект "Внедрение антропоцентрического освещения в домах и на рабочих местах жителей Арктики и Субарктики для улучшения здоровья, сна и работоспособности" ("Свет Арктики"). Финансируется он за счет гранта Тюменской области в размере 150 миллионов рублей.

Исследование рассчитано на пять лет, недавно команда завершила первый цикл продолжительностью два года. Он был посвящен мониторингу физиологических параметров, для чего набрали три группы добровольцев в Салехарде, Аксарке и Уренгое - всего 110 человек. Ямальцам, вошедшим в проект, от 14 до 65 лет, они живут в регионе минимум пять лет, в квартире, не имеют тяжелых диагнозов и маленьких детей, не ездят на вахту.

На руке каждого испытуемого - приборчик, чем-то похожий на фитнес-браслет. Актиметр непрерывно регистрирует показатели активности, качества сна, температуру тела и полученный наружный свет. Кроме того, участники заполняют дневник сна и регулярно сдают анализы крови и слюны, чтобы определить уровень кортизола, липидный профиль, суточную динамику мелатонина - без самодисциплины тут не обойтись. Еще их просят периодически надевать оранжевые очки, блокирующие синий спектр для зрения.

Ученые заявляют, что до конца эксперимента не могут раскрывать полученные данные, но некоторые довольно неожиданные выводы уже сделаны, например взаимосвязь между световым режимом и метаболизмом.

- Изучаем полиморфизмы (различия. - Прим. ред.) ключевых генов биологических часов, оцениваем их активность в разные сезоны, - комментирует ход работ Сергей Коломейчук, завлабораторией протеомики, геномики и метаболомики НИИ биотехнологий Тюменского государственного медуниверситета. - Детальный анализ физиологических и биохимических показателей, световых условий и режима дня каждого участника позволит дать индивидуальные рекомендации. Это и есть персонифицированная медицина.

Спектр здоровья

Осенью начнется самый интересный этап: 60 жителям Салехарда и Аксарки дома и на работе смонтируют "умное" освещение и будут в течение года отслеживать его воздействие на организм. Посмотреть, как выглядит первая в России комбинированная система, которая не просто подстраивается под биоритмы, но и повторяет ход солнца, мог любой желающий в деморуме в Салехарде. Основной прибор имитировал естественный дневной свет, три дополнительных создавали фон, переходя от "холода" к "теплу" - от яркого к тусклому.

- У нас большой опыт использования таких технологий, поэтому в проект меня пригласили в качестве эксперта и технического консультанта, - говорит Сергей Сизый. - Прежде чем закупить оборудование на средства гранта для всех участников, мы проверили несколько экземпляров в деморуме. Убедились, что они действительно влияют на выработку гормона сна мелатонина и другие параметры, то есть деньги не будут потрачены впустую.

Таких комплексных исследований в северных широтах раньше не проводили, подчеркивают в департаменте внешних связей ЯНАО. Сберегающие здоровье технологии - мировой тренд, интерес к ним сильно вырос за последние пять лет, но пока маркетинг опережает науку. По итогам реализации проекта "Свет Арктики" подготовят рекомендации для производителей "умных" панелей освещения.

Запатентовать решения, созданные в рамках исследований, собираются в 2024 году. Это принесет пользу не только Ямалу, но и другим российским регионам. Ведь их можно применить, например, на заводах при работе людей в ночную смену или в клубах. Лет до 40 "световой маятник" организм способен компенсировать, но после резервы истощаются. Также в зону риска попадает молодежь, зависающая в гаджетах. Голубой спектр бодрит: если по утрам это уместно - поднимает с кровати, то в темное время суток на пользу не идет.

Потенциальными потребителями антропоцентричного освещения являются школы, вузы, больницы, офисные центры - места, где человек вынужден проводить много часов. Главное препятствие на сегодня - цена. Многорежимные устройства дороже обычных: стоят от 200 тысяч до двух миллионов рублей в комплекте с софтом. Нужна ли их производителям господдержка?

- Не субсидии и программы требуются, а популяризация технологии, - убежден светодизайнер Сизый. - Если объяснять людям, как она работает, запускать пилотные проекты, в том числе за счет бюджета, и у производителей появится интерес, и спрос вырастет.