WELL-sertifikaatin mukainen sirkadiaaninen valaistus : laskelmat toimistotilaan M-EDI-laskennalla

Abstract

Opinnäytetyössä tarkastellaan vuorokausirytmiä tukevaa valaistusta kansainvälisesti tunnustetun rakennusten terveys- ja hyvinvointistandardin WELL-sertifikaatin vaatimusten näkökulmasta. Ihmisen luonnollista vuorokausirytmiä tukevalla valaistuksella on merkittäviä hyvinvointia edistäviä vaikutuksia. Vuorokausirytmiä tukeva valaistus eli sirkadiaaninen valaistus pyrkii mukailemaan luonnonvaloa ja sen värilämpötilan sekä kirkkauden vaihtelua. Opinnäytetyö on tehty Granlund Oy:lle, ja tarkoituksena oli selvittää WELL-sertifikaatin vaatimukset vuorokausirytmiä tukevan valaistuksen suunnitteluun. Lisäksi työssä selvitettiin, mitkä valaisimien ominaisuudet vaikuttavat sertifikaatin mukaisen vuorokausirytmiä tukevan valaistuksen suunnitteluun.

Valaisimien ominaisuuksien vaikutusta WELL-sertifikaatin mukaiseen sirkadiaaniseen valaistussuunnitteluun tutkittiin vertailemalla eri valaisimilla toteutettuja valaistuslaskelmia keskenään. Laskelmat toteutettiin Granlund Oy:n suunnittelukohteena olevaan toimistotilaan. Sirkadiaanisen valaistussuunnittelun mukainen valaistuslaskenta toteutettiin M-EDI-laskennalla eli selvittämällä päivänvaloa vastaava painotettu valaistusvoimakkuus. Laskenta tehtiin kertomalla keskenään melanooppinen kerroin MDER ja Dialux Evo -suunnitteluohjelmalla ihmisen silmän korkeudelta mitattu sylinterivalaistusvoimakkuus. Laskennassa huomioitiin sirkadiaanisen valaistussuunnittelun lisäksi myös muut WELL-sertifikaatin valaistusvaatimukset, kuten UGR-kynnysarvo ja värintoisto.

Laskennan tuloksista huomattiin, että valaisimien ominaisuuksista erityisesti värilämpötilalla ja valonjaolla on merkittäviä vaikutuksia M-EDI arvon laskentaan. Merkittävin vaikutus tuloksiin oli värilämpötilalla, jolla oli suora vaikutus MDER-kertoimiin. Valonjaolla taas oli vaikutuksia erityisesti sylinterivalaistusvoimakkuuteen ja UGR-arvoihin. Lopputuloksista kävi ilmi, että WELL-sertifikaatin mukaiset vaatimukset saavutettiin parhaiten laskennan kohteena olleilla Tunable White -valaisimilla, joissa oli säädettävä värilämpötila. 3000 ja 4000 kelvinin värilämpötilan valaisimilla sertifikaatin vaatimukset saavutettiin vain osittain tai ei ollenkaan. Aiheen tutkimista voisi jatkaa selvittämällä WELL-sertifikaatin mukaisen valaistuksen vaikutukset energiankulutukseen. Lisäksi voisi selvittää sertifikaatin mukaisen valaistuksen toteuttamisen kustannuksia.

The purpose of this thesis was to examine lighting supporting the circadian rhythm from the perspective of the internationally recognized WELL Building Standard requirements. Lighting that supports the natural circadian rhythm of humans has significant effects on well-being. Lighting that supports the circadian rhythm, also known as circadian lighting, tends to conform to natural light and its variation in color temperature and brightness. The thesis was done for Granlund Oy, and the objective was to investigate the requirements of the WELL certification for the circadian lightning design. In addition, the aim was to determine which characteristics of luminaires affect the design of circadian lighting when adhering to the certification.

The impact of different luminaire characteristics on WELL-based circadian lighting design was examined by comparing the lighting calculations performed with different luminaires. The calculations were conducted for an office space project of Granlund Oy. Circadian lighting design calculations were carried out with M-EDI calculations, which determine the melanopic equivalent daylight illuminance. The calculation was performed by multiplying the melanopic factor MDER with the cylindrical illuminance measured at eye level using the Dialux Evo design software. In addition to the circadian lighting design, the calculation also took into account other lighting requirements of the WELL certification, such as the UGR and color rendering index.

From the results of the calculation, it was found that the characteristics of luminaires, especially color temperature and light distribution, has significant effects on the calculation of the M-EDI value. The most significant impact on the results was observed with color temperature, which directly influenced the MDER coefficients. Light distribution, on the other hand, affected especially cylindrical illuminance and UGR values. It was found that the requirements of the WELL certification were best achieved with Tunable White luminaires used in the calculations, which had adjustable color temperature. Luminaires with color temperatures of 3000 and 4000 kelvin met the certification requirements only partially or not at all. Further research could explore the effects of lighting according to the WELL-certification on energy consumption. In addition, the costs of implementing lighting according to the certification could be investigated.