Биодинамическое освещение: принципы проектирования, импортозамещение, избавление от облачных сервисов. Итоги сессии Elec.ru
Внедрение биодинамического освещения – требование сегодняшнего дня. Во-первых, на самом высоком уровне ставится задача освоения арктических территорий России, поскольку там находятся месторождения редкоземельных металлов. Для того, чтобы привлечь туда людей на работу и проживание, нужно обеспечить им комфортные условия. Биодинамическое освещение позволяет запускать важные для человека циркадные ритмы в условиях полярных дня и ночи. Во-вторых, демографические проблемы. На высокоточных производствах все чаще работают люди старшего поколения, для которых нужно обеспечить качественное освещение. В-третьих, хотим мы того или нет, но по-прежнему продолжается процесс концентрации населения нашей страны в крупнейших мегаполисах. Там строятся высотные здания, что снижает уровень естественной инсоляции в помещениях. Компенсировать это можно, используя системы биодинамического освещения.
При этом развитие инновационных технологий в светотехнике сталкивается сейчас в России с рядом проблем. Начнем с того, что биодинамическое освещение при прочих равных условиях оказывается значительно дороже обычного. Вы должны сначала вложиться в приобретение и установку такой системы, а потом, через несколько лет, получите прибыль за счет повышения производительности труда. В условиях высокой ставки Центробанка РФ у клиентов возникают обоснованные вопросы по экономической эффективности. Нужно найти правильные слова, чтобы убедить их в целесообразности затрат. Кроме этого, массовые, относительно недорогие системы биодинамического освещения, как правило, базируются на облачных сервисах. В 2022 г. многие из таких сервисов заблокировали доступ клиентам из России. А сейчас еще и наблюдаются сбои в работе мобильного Интернета, что затрудняет доступ к облачным сервисам из России и дружественных стран. Наконец, при дальнейшем распространении биодинамического освещения оно будет появляться в зданиях органов госуправления, на объектах критической инфраструктуры, на предприятиях ОПК. То есть там, где применение импортной электроники нежелательно или вообще недопустимо. Готова ли наша промышленность выпускать для систем биодинамического освещения оборудование с высоким уровнем локализации?
Перечисленные вызовы времени и ответы светотехнической отрасли на них обсуждались на сессии по биодинамическому освещению, прошедшей 9 июня в рамках экспертного дня, организованного отраслевым порталом Elec.ru на выставке «Электро-2026». Модератором программы выступил Алексей Васильев – журналист портала Elec.ru, ведущий рубрики «Сила света» в журнале «Электротехнический рынок». В мероприятии приняли участие шесть спикеров, представлявших ведущих отечественных поставщиков и производителей светотехнической продукции, а также авторитетную отраслевую организацию.
Глеб Бобик (EKF): Лампы-ретрофиты с функцией биодинамического освещения – решение для широкого круга пользователей
Открыло сессию выступление, в котором речь шла о наиболее экономичном подходе к внедрению биодинамического освещения. Продакт-менеджер направления «Умный дом» EKF Глеб Бобик рассказал о лампах-ретрофитах, поддерживающих данную функцию.
«Умные» лампы – это светодиодные лампы со встроенным модулем (Wi-Fi, Bluetooth или ZigBee), которые позволяют управлять светом удаленно. Обычная лампа просто светит, «умная» – выполняет команды и работает по сценарию. При этом такие лампы снабжены стандартными цоколями E14 и E27, т. е. их можно установить в имеющиеся светильники вместо обычных ламп. Управление осуществляется беспроводным способом, например, по Wi-Fi. «Умные» лампы, которые предлагает EKF могут управляться со смартфона из любой точки миры. Они без проблем интегрируются со всеми отечественными голосовыми помощниками.
Используя «умные» лампы, можно реализовать биодинамическое освещение. Для этого нужно выставить соответствующие настройки в приложении, через которое они управляются. Лампы с функцией биодинамического освещения можно использовать в разных местах частного жилого дома или квартиры. В первую очередь это спальня: мягкий рассвет за 30 минут до пробуждения, теплый приглушенный свет перед сном. В гостиной освещение будет регулироваться под настроение и время суток. Детская комната, рабочий кабинет – повышение концентрации внимание во время учебы или работы, снижение утомляемости глаз. На кухне – бодрящий свет утром во время завтрака, спокойный свет во время ужина.
«Особенно полезной система биодинамического освещения будет для семьи с детьми. К вечеру теплый оттенок снижает гиперактивность ребенка, в результате он быстрее засыпает», – подчеркнул Глеб Бобик.
Вопросы из зала и ответы спикера:
– Какой срок службы для «умных» ламп EKF?
Глеб Бобик: Мы заявляет ресурс наших «умных» ламп в 25000 ч. Это показатель, как и другие параметры наших ламп, подтвержден испытаниями в независимой лаборатории.
– Есть ли в вашем ассортименте «умные» лампы, которые управляются по Wi-Fi на частоте 5 ГГц?
Глеб Бобик: Мы выпускаем лампы, которые работают в диапазоне 2,4 ГГц. Почему выбрана именно эта частота? Во-первых, она является более «дальнобойной». Во-вторых, именно в этом диапазоне оборудование способно выдерживать большие нагрузки, т. е. можно одновременно задействовать большее количество устройств, работающих на 2,4 ГГц.
– Процедура сопряжения для ваших ламп очень напоминает аналогичную процедуру в протоколе Matter. С чем это связано?
Глеб Бобик: Действительно, мы используем систему, которая во многом похожа на Matter, но это наша оригинальная разработка. К тому же, одновременная поддержка лампой Wi-Fi и Bluetooth повышает надежность системы. Если Wi-Fi не работает, то управлять лампой можно через Bluetooth.
– Почему вы не используете в своих лампах протокол Matter, он же позволяет обеспечить бесшовную интеграцию? Перейти на него можно, просто поменяв прошивку в «умной» лампе…
Глеб Бобик: Пока мы лишь присматриваемся к данной технологии, поскольку лампы с поддержкой Matter занимают только 5% рынка. Но я согласен, что за ним будущее.
Татьяна Надеева (Arlight): Создать идеальное биодинамическое освещение с помощью светодиодных лент
В том случае, если перед вами не стоит задача сохранения старинной люстры, а вы, наоборот, хотите сделать интерьер в современном стиле, предпочтительным вариантом будет реализация освещения на светодиодных лентах. Таким способом можно реализовать и биодинамическое освещение. О том, как это правильно сделать, рассказала Татьяна Надеева, тренинг-менеджер Академии «Арлайт».
Спикер начала свое выступление с экскурса в историю. Первые исследования по биодинамическому освещению в XX веке были связаны с медициной. Ученые выясняли влияние биодинамического освещения на больных. Результаты показали улучшение состояния, но дальше эти исследования как-то не продвинулись. В XXI веке об этой технологии снова вспомнили и стали ее применять.
Современные офисы – это в основном, опенспейсы (к сожалению). Первый шаг к внедрению биодинамического освещения – грамотное зонирование пространства. Можно выделить отдельные зоны размером 3 x 3 м, на такой площади обычно размещается 4 рабочих стола. Каждая такая зона освещается световым полотном размерами 2×2×0,3 м. Полотно образуют ленты Arlight серии MIX с функцией Turnable White , которые располагаются с шагом ленты в 10 см.
Как реализовать систему управления? Первое, что приходит на ум – использовать протокол DALI. Но у него есть недостаток – он является проводным протоколом. Для беспроводного решения лучше выбрать вариант TUYA Zigbee. Он основан на облачном сервисе. Управление по зонам как посредством стационарной панели, так и пультом с рабочего места.
Татьяна Надеева отметила, что «биодинамическое освещение первоначально стали использовать в жилых помещениях. Это было связано с модой на природные мотивы в дизайне интерьеров. Но большую часть времени мы проводим на работе, в офисах. И именно применительно к ним нам нужно задуматься над качеством освещения».
Вопросы из зала и ответы спикера:
– Выпускает ли ваша компания готовые «коробочные» решения для биодинамического освещения, чтобы можно было развернуть и настроить систему самостоятельно, без привлечения дорогостоящих IT-специалистов?
Татьяна Надеева: Данного варианта у нас нет. Но клиент, если он точно знает, что ему нужно, может приобрести у нас комплект оборудования, но настраивать его он будет своими силами. Самый простой способ – вы можете прислать нам техническое задание и наши специалисты сделают проект и потом все настроят. Но за это берется дополнительная плата.
Екатерина Бучинская (студия светодизайна Сергея Сизого): Система LED Window обеспечивает уникальный световой эффект
Одной из первых в нашей стране биодинамическим освещением начала заниматься «Студия светодизайна Сергея Сизого», ранее известная под названием LiDS Studio. И в ней уже накоплен большой опыт создания такого рода проектов. Этим опытом в своем докладе поделилась ведущий светодизайнер студии Екатерина Бучинская.
Спикер отметила, что современные системы биодинамического освещения строятся на двух технологиях – Turnable White и DIM to Warm. Особенность технологии DIM to Warm – изменение цветовой температуры привязано к изменению уровня освещенности. Это соответствует реальному положению дел – мы уже привыкли, что уменьшение яркости освещения, как правило, сопровождается сдвигом спектра в более теплые тона. Концепция проекта биодинамического освещения на основе DIM to Warm была разработана в 2013 г. для московской гостиницы «Пальмира», но проект реализован не был из-за дороговизны в то время ламп, поддерживающих данную технологию.
Одним из первых реализованных проектов биодинамического освещения в России была система освещения бизнес-центра «Павловский» (Москва). Над ним работали специалисты LiDS Studio. В 2017 г. проект стал призером конкурса «Российский светодизайн». Используется технология Turnable White. Освещение осуществляется двумя группами лент с цветовыми температурами 2700 и 6000K, эти группы лент раздельно диммируются. Управление диммированием осуществляется астрореле по определенному сценарию.
Современный подход к биодинамическому освещению реализуется посредством решения LED Window. Оно представляет собой светящуюся панель размерами 60 x 60 или 120 x 60 см, имитирующую окно. Есть вариант с нарисованными на панели облаками. Выпускаются также панель размерами 150 x 30 см, имитирующая свет, падающий под углом, круглая панель диаметром 60 см, а также панель, имитирующая звездное небо.
Система LED Window может работать в одном из двух режимов. Автоматический – синхронизация освещения с реальным временем в разные сезоны и на разных широтах, автоматическое изменение параметров освещения с утра до вечера. Ручной - выбор из четырех предварительно настроенных сценариев или ручная настройка параметров. По умолчанию, управление LED Windows осуществляется через мобильное приложение. Выпускается и отдельная панель управления.
«Значительное время, которое современные люди проводят в офисах, чрезмерная засветка в окна, а также световое загрязнение городов по вечерам – все это имеет результатом нарушение естественных биологических ритмов. В итоге имеем хроническую усталость и депрессию, особенно в осенний-зимний период. Инструменты, которые предоставляет биодинамическое освещение, позволяют регулировать выработку мелатонина и предотвращать преждевременную усталость», – именно так Екатерина Бучинская видит основное предназначение инновационных систем освещения.
Вопросы из зала и ответы спикера:
– Как обосновать перед инвестором или закупщиком оборудования необходимость использования именно биодинамического освещения, ведь оно стоит значительно дороже обычного? Есть ли у вас статистика по экономической выгоде от их внедрения?
Екатерина Бучинская: Согласна, что, когда стоимость биодинамических систем освещения в 2-3 раза выше, чем обычных, обосновать их применение сложно. Здесь, на мой взгляд, нужно вести разговор по каждому отдельному помещению и, при небходимости, проводить для него оптимизацию. У нас есть экспериментальный проект, в этом году будут результаты по росту производительности труда, но подробности сообщать пока не имею права в связи с соглашением о неразглашении информации.
– В ваших проектах как изменяются параметры освещения – по программе, которая соответствует естественному освещению в данной географической точке или же вы привязываете изменения к другим факторам, например, графику работы учреждения?
Екатерина Бучинская: Здесь бывает по-разному. Но чаще всего клиенты заказывают реализацию изменения параметров автоматически по астрореле, т. е. в привязке к данной географической точке. Но, если речь идет об освещении на производстве, то здесь надо учитывать и другие нюансы, этот вопрос надо прорабатывать отдельно.
Андрей Морозов (TRION): Реализуем биодинамическое освещение под ключ: от технического задания до запуска на российском контроллере
В системах биодинамического освещения часто используется протокол DALI. Российская компания TRION освоила выпуск светодиодных драйверов, поддерживающих данный протокол, в том числе и двухканальных вариантов, используемых в системах Turnable White. Основные электронные компоненты в них – российского или белорусского производства. Также TRION предлагает готовые решения для управления освещением на основе отечественного программного и аппаратного обеспечения. О том, как такие комплексы используются в проектах, рассказал в своем докладе руководитель направления «Системы управления освещением» TRION Андрей Морозов.
По мнению спикера, разница в цене между обычным и биодинамическим освещением обусловлена только разницей в цене осветительных приборов. Контроллер и программное обеспечение для биодинамического освещения не отличаются по цене от оборудования и софта для любой современной системы управления освещением (СУО).
Докладчик рассказал о реализованном TRION проекте освещения недавно реконструированного здания Ленинградского вокзала в Москве. Заказчик, ГУП «Московский метрополитен», поставил задачу «предусмотреть в проекте применение системы адаптивного освещения в зонах пребывания пассажиров».
Для минимизации длины линий DALI оборудование было размещено в непосредственной близости от щитов электропитания. Благодаря этому удалось отказаться от репитеров, что в целом повысило надежность СУО. Была осуществлена интеграция с автоматизированной диспетчерской информационной системой АДИС. Обеспечен локальный доступ к полному функционалу системы. Учитывая масштаб проекта, было принято решение разделить программное обеспечение по слоям. Основная информация передается в SCADA-систему всего объекта, полная информация накапливается в разработанной TRION системе «Аструм», к которой имеют доступ сотрудники, непосредственно занимающиеся эксплуатацией освещения. Максимальное и минимальное значения цветовой температуры определяли дизайнеры в соответствии с архитектурой здания, отделочными материалами и т. п. После согласования эти значения были загружены в контроллер.
Единая СУО охватывает 5 залов здания. В ней использованы 7 шкафов управления освещением, 23 контроллера TRION STAR Imperium-1 и 1097 двухканальных светодиодных драйверов, поддерживающих DALI. Причем это не только драйверы производства TRION, так как система управления имеет прямую и обратную совместимости. СУО помогла в процессе наладки такого большого массива оборудования, поскольку позволила сразу понять, что подключено правильно, а что – нет.
«СУО «Аструм» от TRION позволяет реализовывать биодинамическое освещение как с использованием облачных сервисов, так и в полностью локальном режиме. Причем сейчас заказчики чаще выбирают второй вариант. И это связано не только с тем, что они не хотят зависеть от стабильности доступа в Интернет. Вариант с локальной системой управления позволяет избежать дополнительных расходов на доступ в глобальную сеть», – так Андрей Морозов оценил современные тенденции на рынке.
Вопросы из зала и ответы спикера:
– Производятся ли в России светодиодные драйверы, пригодные для использования в биодинамического освещения, не имеющие заметного мерцания?
Андрей Морозов: Да. Мы производим такие драйверы.
– Какие провода вы использовали для передачи сигналов DALI?
Андрей Морозов: Самые обычные, ВВГ 5x1,5.
Андрей Спирякин (Wiren Board): Контроллеры Wiren Board позволяют управлять освещением локально с возможностью удаленного доступа
Для реализации биодинамического освещения нередко используются контроллеры на DIN-рейку. Такой формфактор обычно подразумевает ограниченные возможности по сравнению с «полноразмерными» компьютерами, нехватку ресурсов восполняют облачные сервисы. Wiren Board десять лет тому назад освоила выпуск отечественных контроллеров на DIN-рейку, которые по вычислительной мощности не уступают иным серверам. Инженер-электронщик Wiren Board Андрей Спирякин рассказал о применении таких контроллеров для управления освещением.
Актуальная модель – Wiren Board 8, о ней в основном и шла речь. Важная особенность контроллеров Wiren Board – они работают под управлением операционной системы Linux. Причем используется свободно распространяемый дистрибутив Debian Linux. Поэтому программировать контроллер можно как на языке скриптов, так и на любых распространенных языках программирования, включая C и Python. Возможно использование low-code среды Node-RED. Все программное обеспечение можно установить непосредственно на контроллер. Интернет для реализации «умного дома» нужен лишь, чтобы осуществлять удаленный доступ. Но, если все же потребуется облачный сервис – к вашим услугам Wiren Board Cloud.
Для управления освещением Wiren Board выпускает дополнительные модули, подключаемые к контроллеру. В их числе – ШИМ-диммеры для светодиодных лент с функцией регулировки цветовой температуры. Контроллер Wiren Board позволяет реализовать в качестве единой системы управление естественным (шторы) и искусственным освещением.
Новый продукт Wiren Board – 3-канальный шлюз DALI. Он позволяет управлять освещением по протоколу DALI-2, оптимальному для биодинамического освещения. Настройка и управление шлюзом осуществляется через Web-интерфейс.
Андрей Спирякин обратил внимание слушателей на преимущества предлагаемого решения: «Главная ценность нашего контроллера – локальная реализация системы. Не нужно никаких дополнительных облачных сервисов. Важным преимуществом также является масштабируемость системы. Если вы через 10 лет захотите добавить новые функции, вы просто возьмете и добавите их. Помимо освещения, контроллер может управлять и другими устройствами».
Вопросы из зала и ответы спикера:
– На вашем шлюзе есть логотип DALI-2?
Андрей Спирякин: Нет, он не нанесен. На данный момент это устройство не сертифицировано через организацию DALI Alliance (это связано с санкциями – прим. редакции).
– Испытывали ли вы свои контроллеры на действие перенапряжений? На случай, если контроллер все же выйдет из строя, у вас предусмотрен бэкап? Как быстро можно будет восстановить систему?
Андрей Спирякин: Мы проводили испытания по перенапряжению, их результаты есть на нашем сайте. Если используются настройки контроллера по умолчанию, то система восстанавливается быстро. Но, если вы дополнительно установили какое-то программное обеспечение, то его придется переустановить.
Станислав Лермонтов (АПСС): Биодинамическое освещение в России – возможности и невозможности
Большую роль в выработке стандартов сейчас играют отраслевые некоммерческие организации. С докладом о нормативном регулировании биодинамического освещения выступил Станислав Лермонтов, технический консультант Ассоциации производителей светодиодов и систем на их основе (АПСС).
Спикер призвал разделять понятия биодинамического и человекоцентричного (HCL – Human Centric Lighting) освещения. Первое – воссоздание при помощи осветительной установки цветовой температуры и освещенности в соответствии с суточным солнечным циклом. Второе – более широкое понятие, подразумевающее влияние на гормональное состояние человека посредством изменения параметров освещения, например, для повышения его работоспособности. Биодинамическое освещение не должно быть привязано к конкретной географической точке. Например, в Мурманске невозможно реализовать необходимое людям чередование дня и ночи, если воспроизводить естественное освещение в данном месте.
По мнению эксперта, для того, чтобы спектр освещения оказывал действие на состояние человека, на зрачке должна быть освещенность 500 лк, что соответствует примерно 1000 лк горизонтальной освещенности.
В российских нормативных документах нет понятия «биодинамическое освещение», есть только «динамическое освещение», определение которого дано в СП52. «Динамическое освещение» по смыслу ближе к HCL. Но тот же СП52 ограничивает верхний предел цветовой температуры для светодиодных светильников, установленных в общественных зданиях, значением 4000 K. Это формально не позволяет использовать в них биодинамические системы. Причем, ограничение установлено и в СанПИН, обязательном к исполнению.
Т.е. в общественных помещениях, в том числе, школах, больницах и торговых центрах светодиодное биодинамическое освещение в России сейчас фактически запрещено. Дома и на производстве – запрет отсутствует. Напрямую разрешено использовать в электричках и вагонах метро, а также в машинных отделениях дизель-поездов и рельсовых автобусов.
«Внедрение биодинамического освещения – дело хорошее и нужное. Но чтобы на территории России такое освещение можно было нормально реализовать в разных сферах, нужно внести изменения в нормативную базу. В частности, ввести понятие биодинамического освещения, а также снять ограничение в 4000 K для температуры светодиодов. Последнее нужно будет сделать при участии медицинского сообщества», – предложил Станислав Лермонтов.
Вопросы из зала и ответы спикера:
– Можно ли вести речь о технологическом суверенитете, когда у нас основой всего является операционная система Windows?
Станислав Лермонтов: В системах управления Windows основной не является. Для них нужны более простые решения, Linux там отлично подходит, что, в частности, продемонстрировал предыдущий докладчик.
– Что делать с гармониками потребляемого тока светильников, кратными трем, которые перегружают нейтраль? Есть ли какие-либо нормы на этот счет?
Станислав Лермонтов: Уровень гармоник регламентируется ТР ТС 020/2011 «Электромагнитная совместимость технических средств», который обязателен к исполнению. У производителя или поставщика светильника должны быть протоколы испытаний на гармоники. Вам по запросу должны предоставить осциллограмму. Если не предоставляют – есть повод усомниться в достоверности испытаний.
Заключение
Подводя итоги сессии, Алексей Васильев отметил высокий уровень докладов, поблагодарил спикеров и аудиторию. Главный вывод – на российском рынке есть достаточное разнообразие продуктов и решений для организации биодинамического освещения. Даже если они произведены за рубежом, разработка зачастую осуществлялась в нашей стране. И все больше становится устройств, изготовленных на территории нашей страны. Но, чтобы вложить средства в установку инновационного освещения, нужно быть уверенным в результате. Эту уверенность дает нормативно-правовая база, которая, применительно к биодинамическому освещению, нуждается в совершенствовании.
Полная видеозапись сессии «Локализация в светотехнике. Биодинамическое освещение. Актуальность. Отказ от облачных решений. Отечественный контроллер»
Источник: Алексей Васильев, Elec.ru