Πειράματα που διεξήχθησαν από ερευνητές του Πανεπιστημίου Penn State έδειξαν ότι το εμπλουτισμένο λευκό φως, το οποίο περιλαμβάνει «αόρατα» μπλε και κόκκινα μήκη κύματος, μπορεί να επηρεάσει άμεσα την αντίληψη ενός ατόμου για τη θερμοκρασία του εσωτερικού χώρου, κάνοντας μάλιστα ένα ζεστό δωμάτιο να φαίνεται πιο δροσερό, κατά περίπου 0,6° βαθμό Κελσίου.
Η ομάδα του Penn State ανέφερε ότι στο μέλλον θα εξερευνήσει την επίδραση αυτή σε διαφορετικές ομάδες πληθυσμού και σε ποικίλα περιβάλλοντα, συμπεριλαμβανομένων συνθηκών ακραίας ζέστης και κρύου. Παράλληλα, σχεδιάζουν να αξιολογήσουν τις δυνατότητες ενσωμάτωσης του χρωματικά εμπλουτισμένου λευκού φωτισμού σε πραγματικά κτίρια, όπου θα μπορούσε να βελτιώσει την άνεση των ενοίκων και να μειώσει την κατανάλωση ενέργειας.
Η επίδραση του χρωματιστού φωτός στη θερμική αίσθηση
Σύμφωνα με ανακοίνωση της ερευνητικής ομάδας, ορισμένες παλαιότερες μελέτες έχουν δείξει ότι ο χρωματιστός φωτισμός μπορεί να επηρεάσει την αίσθηση της θερμοκρασίας σε ένα δωμάτιο. Για παράδειγμα, σε προηγουμένη μελέτη, οι συμμετέχοντες αξιολόγησαν ένα δωμάτιο ως θερμότερο από ό,τι ήταν στην πραγματικότητα όταν εκτέθηκαν σε κόκκινο φως. Αντίθετα, οι συμμετέχοντες περιέγραψαν τους χώρους που λούζονταν με μπλε φως ως πιο δροσερούς.
Ωστόσο, η ομάδα του Penn State σημειώνει ότι η εφαρμογή κόκκινου και μπλε φωτισμού στους περισσότερους χώρους εργασίας είναι μη πρακτική. Παρ’ όλα αυτά, διερωτήθηκαν αν θα μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν το φαινόμενο αυτό για να μειώσουν την αντίληψη της ζέστης ή του κρύου, περιορίζοντας έτσι το ενεργειακό κόστος των συστημάτων περιβαλλοντικού ελέγχου.
Διεύρυνση της ζώνης θερμικής άνεσης
«Θέλαμε να κατανοήσουμε αν ο φωτισμός μπορεί να διευρύνει τη ζώνη θερμικής άνεσης των ανθρώπων», εξήγησε ο Julian Wang, καθηγητής αρχιτεκτονικής μηχανικής στο Penn State και κύριος ερευνητής της δημοσιευμένης μελέτης που παρουσιάζει αναλυτικά τα ευρήματα της ομάδας. «Αν αυτό είναι εφικτό, ακόμα και μια μικρή μετατόπιση στην αντιλαμβανόμενη θερμοκρασία μπορεί να μεταφραστεί σε σημαντική αθροιστική εξοικονόμηση ενέργειας με την πάροδο του χρόνου».
Λόγω της μη πρακτικής φύσης του χρωματισμού φωτισμού, η ομάδα διερεύνησε τη δυνατότητα να εμπλουτίσει το λευκό φως -το οποίο χρησιμοποιείται ήδη σε χώρους γραφείων και σχολικές αίθουσες- με μήκη κύματος μπλε ή κόκκινου φωτός, χωρίς να επηρεάζεται η ορατότητα.
«Η καινοτομία αυτής της μελέτης είναι ότι χρησιμοποιήσαμε λευκό φως που φαίνεται πανομοιότυπο στο ανθρώπινο μάτι, αλλά διαθέτει διαφορετική φασματική σύνθεση», εξήγησε ο Wang.
Πειράματα σε προσομοιωμένο περιβάλλον εργασίας
Αντί να τοποθετήσουν τα χρωματικά εμπλουτισμένα λευκά φώτα σε πραγματικά γραφεία, η ομάδα πραγματοποίησε μια σειρά πειραμάτων σε ένα ελεγχόμενο εσωτερικό περιβάλλον, το οποίο σχεδιάστηκε για να προσομοιώνει μια τυπική θέση εργασίας (cubicle) στην πανεπιστημιούπολη του Penn State.
Αρχικά, ο Wang και οι συνεργάτες του στρατολόγησαν πέντε άνδρες και πέντε γυναίκες ηλικίας 18 έως 35 ετών. Στη συνέχεια, τοποθέτησαν κάθε συμμετέχοντα στη προσομοιωμένη θέση εργασίας με θερμοκρασία αέρα περιβάλλοντος στους 76°F (περίπου 24,4°C) και ακολούθως αύξησαν και μείωσαν σταδιακά τη θερμοκρασία του αέρα στο δωμάτιο σε διάφορους κύκλους.
Αόρατα μήκη κύματος με πραγματική επίδραση
Για να αξιολογηθεί η επίδραση του φωτός στην αντίληψη των συμμετεχόντων για τη θερμοκρασία, κάθε άτομο εκτέθηκε σε λευκό φως εμπλουτισμένο είτε με μπλε φως μικρού μήκους κύματος είτε με κόκκινο φως μεγάλου μήκους κύματος. Το εξαιρετικά σημαντικό στοιχείο ήταν ότι τα φώτα φαινόντουσαν πανομοιότυπα. Ο Wang ανέφερε ότι η διατήρηση της ίδιας εμφάνισης στο φως «μας επέτρεψε να αξιολογήσουμε αν η αντίδραση καθοδηγούνταν από τη φασματική σύνθεση του φωτός και όχι από την αντίληψη του χρώματος από τους ανθρώπους».
Καθ’ όλη τη διάρκεια της διαδικασίας, οι ερευνητές παρακολουθούσαν τη θερμική αίσθηση και την φαινομενική άνεση των συμμετεχόντων, καθώς και τη συμπεριφορά τους.
Όπως και σε προηγούμενες μελέτες, το χρώμα των κυμάτων φωτός φάνηκε να έχει επίδραση, παρόλο που ήταν ουσιαστικά μη αντιληπτό από τους συμμετέχοντες. Για παράδειγμα, όταν οι εθελοντές εκτέθηκαν στο λευκό φως με ενισχυμένο μπλε, οι ερευνητές ανέφεραν ότι «ένιωθαν αρκετά δροσερά ώστε να ανέχονται θερμοκρασίες αέρα περίπου 1,3°F (περίπου 0,7°C) υψηλότερες». Αντίθετα, όταν εκτέθηκαν στο λευκό φως με ενισχυμένο κόκκινο, ένιωθαν πιο ζεστά.
Σχολιάζοντας τα αποτελέσματα, ο Wang τόνισε ότι το πιο κρίσιμο σημείο είναι πως οι ανεπαίσθητες διαφορές στον εμπλουτισμό του χρώματος, που παραμένουν κρυμμένες μέσα στο συνηθισμένο λευκό φως, μπορούν να παράγουν αποτελέσματα παρόμοια με εκείνα του αμιγώς έγχρωμου φωτός, χωρίς να επηρεάζουν αρνητικά το περιβάλλον εργασίας. Τέτοιες επιδράσεις θα μπορούσαν να μεταφραστούν σε πραγματική μείωση της κατανάλωσης ενέργειας.
Από τους χώρους γραφείων στους διαστημικούς σταθμούς
Στο μέλλον, ο Wang και οι συνεργάτες του σχεδιάζουν να δοκιμάσουν την επίδραση του χρωματικά εμπλουτισμένου λευκού φωτός σε μια πιο διευρυμένη ομάδα εθελοντών, που θα καλύπτει περισσότερες ηλικιακές ομάδες.
«Το επόμενο βήμα είναι να διεξαγάγουμε έρευνα σε έναν μεγαλύτερο και πιο ποικιλόμορφο πληθυσμό, για να διαπιστώσουμε αν αυτά τα αποτελέσματα επεκτείνονται πέρα από τους νεαρούς ενήλικες και αν θα μπορούσαν να εφαρμοστούν σε παγκόσμια κλίμακα», είπε ο Wang.
Η ομάδα του Penn State σχεδιάζει επίσης να εξετάσει τις επιπτώσεις του εμπλουτισμένου φωτός στην αλλαγή της αίσθησης της θερμοκρασίας σε συνδυασμό με άλλους παράγοντες, όπως ο ήχος, η θέα από τα παράθυρα και τα οπτικά μοτίβα. Οι ερευνητές ανέφεραν ότι ενδέχεται επίσης να διερευνήσουν την επίδραση του φωτός σε πιο ακραίες συνθήκες, προκειμένου «να αξιολογήσουν πώς θα μπορούσαν να ενσωματωθούν σε κτίρια του πραγματικού κόσμου για τη βελτίωση της άνεσης και παράλληλα τη μείωση της χρήσης ενέργειας».
«Ο μακροπρόθεσμος στόχος μας είναι να διευρύνουμε τις αλληλεπιδράσεις των ανθρώπων σε πολλαπλά επίπεδα. Εάν πετύχει, αυτή η προσέγγιση θα μπορούσε να βελτιώσει την άνεση και την ανθρώπινη απόδοση, μειώνοντας ταυτόχρονα την κατανάλωση ενέργειας στα κτίρια -από σπίτια και γραφεία μέχρι διαστημικούς σταθμούς», τόνισε ο Wang, προσθέτοντας ότι «αυτό είναι μόνο ένα από τα σημεία εκκίνησής μας».
