Comprehensive Assessment of the Influence of LED Lighting on the Visual Performance, Psychoemotional and Physiological State of Higher School Students
DOI:
https://doi.org/10.24160/1993-6982-2018-4-97-104Keywords:
lighting quality, visual performance, comprehensive assessment, LED-based lighting, lighting systemAbstract
Wide application of lighting devices with energy saving LED light sources in modern lighting installations entails the need of assessing the observer’s state for a given type of illumination. Such an assessment should be comprehensive in nature and include an analysis of not only the influence on the visual functions, but also on the psychoemotional and functional states of observers. It is of importance to investigate the state of students, including those of higher schools. The visual load and the amount of information processed by this category of observers are extremely high, also due to the fact that personal computers and interactive training boards are widely involved in the education process. A set of comprehensive investigations was carried out with assistance taken from higher school students subject to the requirement of keeping to a minimum the time taken to carry out the experiment and the time taken to process the obtained experimental data. The article presents the results from investigations aimed at estimating the visual performance and the psychoemotional and functional condition of higher school students in the classrooms equipped with LED-based lighting devices. The visual performance and psychoemotional state of the observers were assessed using a personal computer. The parameters making the greatest contribution in reflecting the visual performance dynamics were analyzed. The capabilities of non-invasive medicine methods in terms of estimating the physiological state of observers were evaluated. Certain changes occurring in the psychoemotional and functional states of the observers, and of their visual performance were noted.
References
2. Долин Е.В. и др. Сравнительная гигиеническая оценка условий освещенности люминесцентными лампами и светодиодными источниками света // Светотехника 2011. № 1. С. 48—52.
3. Tashiro T. e. a. Discomfort Glare for White LED Light Sources with Different Spatial Arrangements // Lighting Research and Technol. 2015. V. 47. No. 3. Pp. 316—337.
4. Khan T.Q., Bodrogi P. LED Lighting: Technology and Perception. John Wiley & Sons, 2015.
5. Мешков В.В., Епанешников М.М. Осветительные установки. М.: Энергия, 1972.
6. Скорик Ю.А. и др. О комплексном подходе к оценке зрительной работоспособности и общего состояния наблюдателя при светодиодном освещении // Проблемы и перспективы развития отечественной светотехники, электротехники и энергетики: Материалы XIII Всеросс. науч.-техн. конф. с междунар. участием в рамках IV Всерос. светотехнического форума с междунар. участием. Саранск, 2017. С. 70—75.
7. Текшева Л.М. Сравнительная гигиеническая оценка условий освещения люминесцентными лампами и светодиодными источниками света в школах // Светотехника. 2012. № 5. С. 16—22.
8. Никитина Т.Н. Зрительная работоспособность детей различного возраста. СПб.: Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова, 2004.
9. Хлущевская О.А., Химич Г.З. Проблемы адаптации и здоровье студентов // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2015. №. 4-1 (75). С. 64—67.
10. Мещеряков Б.Г., Зинченко В.П. Большой психологический словарь. М.: Прайм-Еврознак, 2003.
11. Доскин В.А., Лаврентьева Н.А., Шарай В.Б., Мирошников М.П. Самочувствие. Активность. Настроение // Психологические тесты. М.: Владос, 2000.
12. Хрусталев Ю.М. Введение в биомедицинскую этику. М.: Академия, 2010.
13. СанПиН 2.2.4.548—96. Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений.
14. Ахмадеев Р.Р., Гирфаттулина Р.Р., Халфин Р.М., Егорова Н.Н. Взаимосвязь зрительной работоспособности и показателей функционального состояния зрительной системы при пользовании персональным компьютерами // Медицинский вестник Башкортостана. 2008. № 6. Т. 3. С. 17—20.
15. Практикум по физиологии труда. Л.: Изд-во Ленинградского ун-та, 1970.
16. Weston H.C. On Age and Illumination in Relation to Visual Performance // Illuminating Eng. Society Trans. 1999. V. 14. No. 9. Pp. 281—297.
17. Гальцова Е.М., Войнова О.С. Методы оценки зрительной работоспособности в установках со светодиодами // Проблемы и перспективы развития отечественной светотехники, электротехники и энергетики: Cб. науч. трудов XI Междунар. науч.-техн. конф. в рамках Всерос. светотехнического форума с междунар. участием. Саранск, 2013. С. 91—95.
18. Попов М.В., Сентябрев Н.Н., Мандриков В.Б. Динамика функционального состояния организма и характеристик анаэробной работоспособности бегунов-спринтеров при воздействии эфирных масел // Ученые записки ун-та им. П.Ф. Лесгафта. 2011. Т. 75. № 5. С. 96—100.
19. Трушков В.Ф. Показатели нервной, сердечно-сосудистой системы у лиц с различным уровнем стрессоустойчивости в условиях шумового загрязнения окружающей среды // Фундаментальные исследования. 2007. № 8. С. 109—110.
20. Локшина А.А. Осветительная установка динамичного освещения: дипломный проект по программе специалиста. М.: Изд-во МЭИ, 2008. С. 83—86.
21. Kunjachan S. e. a. Noninvasive Imaging of Nanomedicines and Nanotheranostics: Principles, Progress, and Prospects // Chem. Rev. 2015. V. 115. No. 19. Pp. 10907—10937.
22. Пат. № 3546 Украина. Способ оценки расстройств гемодинамики / Малыхин А.В. и др. // Бюлл. 2004. № 10.
23. Мартынова А.А. и др. Психофизиологическое состояние организма работников горнорудного производства в высоких широтах // Известия Самарского науч. центра РАН. 2011. Т. 13. №. 1-7. С. 1783—1787.
24. Нечипуренко О.Н. и др. Особенности электролитного обмена у детей, страдающих различными клиническими формами бронхитов // Таврический медико-биологический вестник. 2010. № 4 (52). Т. 13. С. 118—122.
25. Малыхин А.В., Малыхина Н.А., Шахмаев А.Е., Войченко В.В. Фототерапия в лечении депрессивных расстройств. Оценка метаболических показателей с помощью прибора АМП // Фотобіологія та фотомедицина. 2009. № 1. Т. 6. С. 49—54.
26. Кузьминский Ю.Г. и др. Идентификация параметров кровообращения на основе математического анализа результатов осциллометрической тонометрии // Современное состояние и проблемы естественных наук: Труды Всеросс. науч.-практ. конф. Молодых ученых, аспирантов и студентов. Томск: Томский политех. ун-т., 2009. С. 3.
27. Russel J., Cohn R. Student’s t-criterion. VSD, 2013.
28. Холлендер М., Вулф Д. Непараметрические методы статистики. М.: Финансы и статистика, 1983.
29. Леман Э., Прохоров Ю.В. Проверка статистических гипотез. М.: Наука, 1964.
30. Трудовой кодекс Российской Федерации. М.: Дело, 2003.
31. Железникова О.Е., Синицына Л.В., Курин С.В. Оценка функционального состояния органа зрения и организма в целом при светодиодном освещении производственных помещений // Проблемы и перспективы развития отечественной светотехники, электротехники и энергетики: Сб. науч. трудов XI Междунар. науч. -техн. конф. в рамках Всерос. светотехнического форума с междунар. участием. Саранск, 2017. С. 250—255.
32. De Kort Y.A.W., Smolders K. Effects of Dynamic Lighting on Office Workers: First Results of a Field Study with Monthly Alternating Settings // Lighting Research and Technol. 2010. V. 42. No. 3. Pp. 345—360.
33. Van Bommel W. Dynamic Lighting at Work-both in Level and Colour // Proc. 2 nd CIE Expert Symp. Lighting and Health. 2006. V. 62. P. 67.
34. Mott M.S. e. a. The Supporting Effects of High Luminous Conditions on Grade 3 Oral Reading Fluency Scores // Springer Plus. 2014. V. 3. No. 1. Pp. 53—58.
35. Атаев А.Е., Бынина М.В., Снетков В.Ю. Определение визуальных параметров индивидуальных средств отображения информации // Вестник МЭИ. 2012. № 2. С. 122—124.
---
Для цитирования: Скорик Ю.А., Бычин Е.Ф., Дубов В.Y. Комплексная оценка влияния светодиодного освещения на зрительную работоспособность, психоэмоциональное и физиологическое состояние учащихся высшей школы // Вестник МЭИ. 2018. № 4. С. 97—104. DOI: 10.24160/1993-6982-2018-4-97-104.
#
1. SP 52.13330.2011. Estestvennoe i Iskusstvennoe Osveshchenie. (in Russian).
2. Dolin E.V. i dr. Sravnitel'naya Gigienicheskaya Otsenka Usloviy Osveshchennosti Lyuminestsentnymi Lampami i Svetodiodnymi Istochnikami Sveta. Svetotekhnika. 2011;1:48—52. (in Russian).
3. Tashiro T. e. a. Discomfort Glare for White LED Light Sources with Different Spatial Arrangements.
Lighting Research and Technol. 2015;47;3:316—337. 4. Khan T.Q., Bodrogi P. LED Lighting: Technology and Perception. John Wiley & Sons, 2015.
5. Meshkov V.V., Epaneshnikov M.M. Osvetitel'nye Ustanovki. M.: Energiya, 1972. (in Russian).
6. Skorik Yu.A. i dr. O Kompleksnom Podhode k Otsenke Zritel'noy Rabotosposobnosti i Obshchego Sostoyaniya Nablyudatelya pri Svetodiodnom Osveshchenii. Problemy i Perspektivy Razvitiya Otechestvennoy Svetotekhniki, Elektrotekhniki i Energetiki: Materialy XIII Vseross. Nauch.-tekhn. Konf. s Mezhdunar. Uchastiem v Ramkah IV Vseros. Svetotekhnicheskogo Foruma s Mezhdunar. Uchastiem. Saransk, 2017:70—75. (in Russian).
7. Teksheva L.M. Sravnitel'naya Gigienicheskaya Otsenka Usloviy Osveshcheniya Lyuminestsentnymi Lampami i Svetodiodnymi Istochnikami Sveta v Shkolah. Svetotekhnika. 2012; 5:16—22. (in Russian).
8. Nikitina T.N. Zritel'naya Rabotosposobnost' Detey Razlichnogo Vozrasta. SPb.: Voenno-meditsinskaya akademiya im. S.M. Kirova, 2004. (in Russian).
9. Hlushchevskaya O.A., Himich G.Z. Problemy Adaptatsii i Zdorov'e Studentov. Aktual'nye Problemy Gumanitarnyh i Estestvennyh Nauk. 2015;4-1 (75):64—67. (in Russian).
10. Meshcheryakov B.G., Zinchenko V.P. Bol'shoy Psihologicheskiy Slovar'. M.: Praym-Evroznak, 2003. (in Russian).
11. Doskin V.A., Lavrent'eva N.A., Sharay V.B., Miroshnikov M.P. Samochuvstvie. Aktivnost'. Nastroenie. Psihologicheskie Testy. M.: Vlados, 2000. (in Russian).
12. Hrustalev Yu.M. Vvedenie v Biomeditsinskuyu Etiku. M.: Akademiya, 2010. (in Russian).
13. SanPiN 2.2.4.548—96. Gigienicheskie Trebovaniya k Mikroklimatu Proizvodstvennyh Pomeshcheniy. (in Russian).
14. Ahmadeev R.R., Girfattulina R.R., Halfin R.M., Egorova N.N. Vzaimosvyaz' Zritel'noy Rabotosposobnosti i Pokazateley Funktsional'nogo Sostoyaniya Zritel'noy Sistemy pri Pol'zovanii Personal'nym Komp'yuterami. Meditsinskiy Vestnik Bashkortostana. 2008;6;3:17—20. (in Russian).
15. Praktikum po Fiziologii Truda. L.: Izd-vo Leningradskogo Un-ta, 1970. (in Russian).
16. Weston H.C. On Age and Illumination in Relation to Visual Performance. Illuminating Eng. Society Trans. 1999;14;9:281—297.
17. Gal'tsova E.M., Voynova O.S. Metody Otsenki Zritel'noy Rabotosposobnosti v Ustanovkah so Svetodiodami. Problemy i Perspektivy Razvitiya Otechestvennoy Svetotekhniki, Elektrotekhniki i Energetiki: Cb. Nauch. Trudov XI Mezhdunar. Nauch.-tekhn. Konf. v Ramkah Vseros. Svetotekhnicheskogo Foruma s Mezhdunar. Uchastiem. Saransk, 2013:91—95. (in Russian).
18. Popov M.V., Sentyabrev N.N., Mandrikov V.B. Dinamika Funktsional'nogo Sostoyaniya Organizma I Harakteristik Anaerobnoy Rabotosposobnosti Begunov-sprinterov Pri Vozdeystvii Efirnyh Masel. Uchenye Zapiski Un-ta im. P.F. Lesgafta. 2011;75;5:96—100. (in Russian).
19. Trushkov V.F. Pokazateli Nervnoy, Serdechno-sosudistoy Sistemy u Lits s Razlichnym Urovnem Stressоustoychivosti v Usloviyah Shumovogo Zagryazneniya Okruzhayushchey Sredy. Fundamental'nye Issledovaniya. 2007; 8:109—110. (in Russian).
20. Lokshina A.A. Osvetitel'naya Ustanovka Dinamichnogo Osveshcheniya: Diplomnyy Proekt po Programme Spetsialista. M.: Izd-vo MPEI, 2008:83—86. (in Russian).
21. Kunjachan S. e. a. Noninvasive Imaging of Nanomedicines and Nanotheranostics: Principles, Progress, and Prospects. Chem. Rev. 2015; 115;19:10907—10937.
22. Pat № 3546 Ukraina. Sposob Otsenki Rasstroystv Gemodinamiki / Malyhin A.V. i dr.. Byull. 2004;10. (in Russian).
23. Martynova A.A. i dr. Psihofiziologicheskoe Sostoyanie Organizma Rabotnikov Gornorudnogo Proizvodstva v Vysokih Shirotah. Izvestiya Samarskogo Nauch. Tsentra RAN. 2011; 13;1-7:1783—1787. (in Russian).
24. Nechipurenko O.N. i dr. Osobennosti Elektrolitnogo Obmena u Detey, Stradayushchih Razlichnymi Klinicheskimi Formami Bronhitov. Tavricheskiy Mediko-biologicheskiy Vestnik. 2010; 4 (52);13:118—122. (in Russian).
25. Malyhin A.V., Malyhina N.A., Shahmaev A.E., Voychenko V.V. Fototerapiya v Lechenii Depressivnyh Rasstroystv. Otsenka Metabolicheskih Pokazateley s Pomoshch'yu Pribora AMP. Fotobіologіya Ta Fotomeditsina. 2009; 1;6:49—54. (in Russian).
26. Kuz'minskiy Yu.G. i dr. Identifikatsiya Parametrov Krovoobrashcheniya na Osnove Matematicheskogo Analiza Rezul'tatov Ostsillometricheskoy Tonometrii. Sovremennoe Sostoyanie i Problemy Estestvennyh Nauk: Trudy Vseross. Nauch.-prakt. Konf. Molodyh Uchenyh, Aspirantov i Studentov. Tomsk: Tomskiy Politekh. Un-t., 2009:3. (in Russian).
27. Russel J., Cohn R. Student’s t-criterion. VSD, 2013.
28. Hollender M., Vulf D. Neparametricheskie metody Statistiki. M.: Finansy i Statistika, 1983. (in Russian).
29. Leman E., Prohorov Yu.V. Proverka Statisticheskih Gipotez. M.: Nauka, 1964. (in Russian).
30. Trudovoy Kodeks Rossiyskoy Federatsii. M.: Delo, 2003. (in Russian).
31. Zheleznikova O.E., Sinitsyna L.V., Kurin S.V. Otsenka Funktsional'nogo Sostoyaniya Organa Zreniya i Organizma v Tselom pri Svetodiodnom Osveshchenii Proizvodstvennyh Pomeshcheniy. Problemy i Perspektivy Razvitiya Otechestvennoy Svetotekhniki, Elektrotekhniki i Energetiki: Sb. Nauch. Trudov XI Mezhdunar. Nauch.-tekhn. Konf. v Ramkah Vseros. Svetotekhnicheskogo Foruma s Mezhdunar. Uchastiem. Saransk, 2017:250—255. (in Russian).
32. De Kort Y.A.W., Smolders K. Effects of Dynamic Lighting on Office Workers: First Results of a Field Study with Monthly Alternating Settings. Lighting Research and Technol. 2010; 42;3:345—360.
33. Van Bommel W. Dynamic Lighting at Work-both in Level and Colour. Proc. 2 nd CIE Expert Symp. Lighting and Health. 2006; 62:67.
34. Mott M.S. e. a. The Supporting Effects of High Luminous Conditions on Grade 3 Oral Reading Fluency Scores. Springer Plus. 2014; 3;1:53—58.
35. Ataev A.E., Bynina M.V., Snetkov V.Yu. Opredelenie Vizual'nyh Parametrov Individual'nyh Sredstv Otobrazheniya Informatsii. Vestnik MPEI. 2012; 2:122—124. (in Russian).
---
For citation: Skorik Yu.А., Bychin Е.F., Dubov V.N. Comprehensive Assessment of the Influence of LED Lighting on the Visual Performance, Psychoemotional and Physiological State of Higher School Students. MPEI Vestnik. 2018;4:97—104. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2018-4-97-104.

