Mendesain Mengukur Pencahayaan Interior Circadian Rhythm Light

Pada abad 21 ini komunitas pencahayaan global terus mengamati dan mengembangkan pemahaman fungsi intrinsically-photosensitive Retinal Ganglion Cells (ipRGC) pada mata. Telah diketahui bahwa cahaya yang jatuh pada sel retina ganglion pada mata berfungsi mengatur pelepasan dan penekanan hormon tidur Melatonin manusia.

Oleh karena itu peranan konsultan lighting di abad ke 21 ini selain mendesain fungsi dan aestetik visual, adalah menghitung kecukupan cahaya yang perlu diterima oleh ipRGC yang dapat mempengaruhi kesehatan fisik, mental menjadi penting. Parameter fisika pencahayaan yang perlu diperhitungkan, dibuatkan permodelan dan diukur performannya adalah level pencahayaan, spektrum cahaya, kapan dan durasi pemaparan cahaya, dan sejarah pemaparan cahaya sebelumnya. Selain parameter fisika yang disebutkan diatas dikembangkan pula beberapa parameter biofisika yang besaranya adalah respon biologis terhadap parameter lingkungan fisika cahaya.

Cahaya yang jatuh ke Sel Retina Ganglion diubah menjadi sinyal Neural ke Suprachiasmatic Nucleus yang kemudian mengendalikan hormon Cortisol dan Melatonin

Circadian Light (CLA) dan Circadian Stimulus (CS)

Mark Rea dan Mariana Figueiro mengembangkan permodelan matematis yang mengkonversi energi cahaya menjadi sinyal neural pada cell mata manusia yang mengendalikan suprachiasmatic nucleus (SCN). Cahaya yang jatuh ke kornea mata mengendalikan jumlah hormon Melatonin yang berfungsi untuk merangsang rasa kantuk dan membuat tubuh tertidur. Permodelan ini mengukur dan mengkonvesi densitas cahaya yang jatuh ke kornea mata menjadi Circadian Light (CLA) yang dapat dibandingkan pencahayaan photopic dengan pembobotan sensitifitas spektral sistem sirkadian manusia yang diukur berdasarkan nilai penekanan jumlah hormon melatonin setelah mata terpapar cahaya selama satu jam.

Nilai CLA ini kemudian dapat menentukan nilai Circadian Stimulus (CS). Nilai CS menentukan tingkat efektifitas densitas cahaya dengan pembobotan spektral yang jatuh pada mata. Nilai CS dimulai dari nilai ambang yang tidak menekan jumlah hormon Melatonin yaitu CS = 0.1 sampai dengan nilai saturasi tertinggi yaitu CS = 0.7.

Penelitian terhadap pekerja kantor, remaja, dan orang dewasa yang sehat menyimpulkan terpapar terhadap cahaya dengan nilai CS 0.3 atau lebih selama satu jam setiap pagi dapat menyehatkan sistem sirkadian tubuh manusia, membuat kualitas tidur lebih baik dan memperbaiki perilaku dan mood.

Diagram yang menunjukan korelasi antara parameter fisika cahaya dan parameter biofisika manusia yang berupa respon sirkadian terhadap cahaya

Circadian Action Factor (CAF)

Gall and Bieske mengembangan Circadian Action Factor (CAF) sebagai indikator pengaruh non-visual cahaya terhadap tubuh manusia. Secara sederhana CAF adalah ukuran efek biologis per unit of visual response. Hye dan kawan (2014) menyarankan dosis CAF yang berbeda pada waktu berbeda misalnya CAF yang tinggi di siang hari dan CAF rendah pada malam hari. Gall menyarankan kombinasi ideal untuk setiap aktifitas, nilai CAF dan Temperatur Warna Sumber Cahaya.

Equivalent Melanopic Lux

Parameter lain yang menjadi dasar desain dan penilaian WELL Building Certification adalah Equivalent Melanopic Lux (EML). Perbedaan pengukuran Lux and Melanopic Lux adalah ‘Lux’ merupakan unit satuan besaran level pencahayaan yang diterima oleh sebuah permukaan. Sedangkan Melanopic Lux adalah metode pengukuran efek biologi akibat besaran cahaya (lux) yang diterima oleh manusia. Satuan Melanopic Lux didasari atas pembobotan sensitifitas cahaya pada sel retinal ganglion.

Melanopic Lux diperhitungkan dengan mengalikan angka Melanopic Rasio dengan besaran cahaya fisika Lux menjadi Equivalent Melanopic Lux pada titik dan arah pandangan vertical pengguna ruangan. Melanopic Ratio adalah adalah rasio Respons Melanopic Sel Retina Ganglion. Saat mendesain dan mengukur performa terbangun Melanopic Lux diukur pada bidang vertikal setinggi mata yang kerap terlihat oleh pengguna ruangan sepanjang hari.

nilai pengukuran melanopic lux di sebuah pantai menjelang matahari terbenam

Apabila Anda memiliki rencana untuk meningkatkan kualitas hidup dengan meningkatkan lingkungan fisika bangunan, ALTA Integra dapat membantu menghitung, mendesain dan mengukur kecukupan cahaya Ritmik Sirkadian. ALTA Integra adalah konsultan multi-disiplin fisika bangunan yang terus meningkatkan kompetensi dalam memberikan lingkungan fisika bangunan terbaik buat kebahagiaan Anda.

Sembilan manfaat cahaya matahari bagi kesehatan dan kebahagiaan manusia

Seperti yang kita ketahui bersama, Sang Pencipta di hari pertama menciptakan cahaya untuk memisahkan kegelapan. Cahaya alam atau cahaya buatan sang Pencipta yang menerangi langit dan bumi adalah matahari, bulan yang memantulkan cahaya matahari di malam hari, bintang-bintang yang merupakan matahari dari sistem tata surya dan galaxi lain, komet atau benda yang masuk ke atmosfer bumi dan terbakar, aurora dan sebagainya.

Akan tetapi tahukan betapa besarnya manfaat sinar matahari yang diciptakan Tuhan buat kesehatan dan kebahagiaan kita?

Menurut beragam penelitian ada sembilan manfaat cahaya matahari bagi kesehatan dan kebahagiaan manusia sebagai berikut.

1. Membantu manusia melakukan aktifitas sehari - hari

Cahaya yang masuk ke mata disalurkan ke saraf otak yang diolah oleh otak kiri menjadi informasi visual dan otak kanan yang membentuk persepsi emosional seseorang. Informasi visual dan emosional tersebut kemudian membangun motivasi seseorang untuk melakukan aktifitas tertentu. Cahaya matahari yang masuk mata selain diteruskan ke otak, diteruskan juga ke Suprachiasmatic Nucleus (SCN) yang berfungsi mengatur tubuh untuk menambah atau mengurangi produksi hormon Cortisol yang membuat kita terjaga dan bersemangat.

2. Mengatur keseimbangan jam biologis (circadian rhythm)

Cahaya yang masuk ke dalam mata yang diteruskan Suprachiasmatic Nucleus (SCN) yang bertanggung jawab mengatur jam biologis (circadian rhythm) tubuh manusia selama 24 jam. Pada pagi hari mata mulai melihat intensitas cahaya cukup besar, SCN akan memproduksi hormon Cortisol yang membuat tubuh terjaga. Sebaliknya begitu langit berubah gelap, SCN memerintahkan tubuh untuk mengurangi produksi hormon Cortisol dan meningkatkan produksi hormon Melatonin yang memicu rasa mengantuk. Hal ini menjawab mengapa apabila kita terpapar cahaya yang cukup kuat di malam hari, apalagi cahaya biru (blue light) membuat kita sulit tidur karena tubuh masih memproduksi hormon.

Image credit: Parans Solar Lighting

3. Meningkatkan kualitas tidur

Semakin banyak tubuh manusia memproduksi hormon Cortisol di siang hari membuat tubuh semakin aktif untuk bergerak. Sehingga di malam hari tubuh akan merasa lebih capek dan produksi hormon Melatonin jauh lebih besar. Penelitian membuktikan bahwa berjemur selama satu sampai dua jam dapat membuat kita tidur lebih pulas di malam hari.

4. Meningkatkan imunitas tubuh

Cara terbaik dan alami untuk mendapatkan vitamin D adalah dengan berjemur di udara terbuka. Berjemur satu-dua jam di udara terbuka selain membantu meningkatkan kualitas tidur, juga membantu tubuh mendapatkan vitamin D.

Vitamin D merupakan unsur penting dalam menjaga imunitas tubuh. Sistem imunitas tubuh yang baik menjauhkan manusia dari serangan beragam penyakit seperti serangan virus seperti Covid-19, infeksi, kanker dan kematian setelah operasi.

5. Menguatkan tulang

Tubuh kita memproduksi vitamin D apabila terpapar sinar matahari. Vitamin D membantu tubuh kita menjaga kecukupan calcium pada tulang. Kandungan Calcium yang cukup pada tulang menghindari tulang rapuh, tidak berkembang, atau tulang yang berubah bentuk.

6. Menjaga keseimbangan berat badan

Beberapa penelitian menemukan kaitan erat orang yang berada di udara terbuka selama tiga puluh menit sehari antara jam 8 pagi sampai tengah hari memiliki berat tubuh yang lebih seimbang dibandingkan dengan yang tidak.

7. Menghindari serangan depresi

Cahaya matahari selain membuat tubuh memproduksi hormon Serotonin yang meningkatkan mood positif yang menenangkan pikiran dan lebih fokus. Mendapatkan cahaya matahari yang cukup dapat menyembuhkan gejala Seasonal Affective Disorder. Seasonal Affective Disorder adalah sebuah perasaan sendu, mellow atau moody di saat cuaca mendung, atau pada musim dingin.

8. Mengendalikan perasaan stress

Menurut penelitian hormon Melatonin yang diproduksi tubuh dapat mengendalikan perasaan stress pada manusia. Tubuh yang terpapar cahaya matahari dapat menjaga level kecukupan hormon Melatonin yang mengendalikan perasaan stress.

9. Memperpanjang usia

Sebuah penelitian yang melibatkan 30,000 wanita di Swedia menunjukan bahwa wanita yang menghabiskan waktunya lebih banyak terpapar cahaya matahari rata-rata hidup enam sampai dengan dua puluh empat bulan lebih lama. Tentu saja penelitian ini masih berpeluang untuk dilanjutkan dengan mencari penyebabnya dan lain sebagainya.

Dari sembilan manfaat di atas kita dapat melihat adanya kaitan erat antara hormon, perasaan, dan aktifitas seseorang yang akhirnya membantu manusia hidup lebih sehat dan bahagia. Tentu saja kelebihan cahaya matahari dapat memberikan resiko kesehatan lainnya seperti kulit menjadi lebih gelap yang tidak disukai oleh sebagian orang. Mempercepat proses penuaan, membuat flek pada kulit sampai dengan resiko kanker kulit. Itu sebabnya mendesain bangunan sebaiknya melibatkan desainer pencahayaan yang mampu melakukan perhitungan kecukupan pencahayaan bagi penghuninya.

ALTA Integra adalah konsultan fisika bangunan yang percaya dan selalu mempelajari hubungan antara lingkungan fisika, bangunan dan kesehatan penghuninya. Untuk informasi lebih lanjut bagaimana desain bangunan dan lingkungan fisika dapat meningkatkan kualitas hidup Anda klik tombol dibawah ini.

Polusi Cahaya pada Malam Hari Menyebabkan Gangguan Tidur

Cahaya lampu dengan intensitas blue light 480nm yang diterima retina mata di teruskan oleh Melanopsin ke saraf Suprachiasmatic Nucleus (SCN). Memberi perintah untuk mengurangi produksi hormon Melatonin yg diperlukan untuk memicu rasa kantuk di malam hari.

Tanpa hormon Melatonin membuat seseorang sulit tidur dan cenderung terjaga dimalam hari. Hal ini disebut gangguan siklus terjaga-tidur seseorang atau dengan istilah ilmiah Circadian Rhythms Disorder.

Penyakit yang ditimbulkan akibat Circadian Rhythm Disorder adalah Obesitas (kelebihan berat badan), Diabetes (kencing manis), Heart Problem (masalah jantung) bahkan Cancer (Kanker).

Foto di bawah adalah pemasangan videotron pada facade sebuah gedung di Jalan Sudirman Jakarta dengan cahaya berlebihan. Cahaya berlebihan di malam hari dapat dapat menggangu kesehatan manusia dan mahluk hidup yang tinggal di area tersebut.

#architecture #urbanlights #wellbeing #health #greenbuilding#wellbuildingstandard #lightingdesign #lightpollution #circadianrhythm#outdoorledscreen