譚建川：讓光服務(wù)于人們的健康福祉

　　人們對于提升自身健康狀況的嘗試一直沒有停止過。我們中國人一貫相信"藥補(bǔ)不如食補(bǔ)"、"生命在于運(yùn)動(dòng)"，所以我們在藥膳飲食和健身運(yùn)動(dòng)方面已經(jīng)形成了一套成熟的理論和經(jīng)驗(yàn)。即便是我們在需要使用藥物治療病痛的時(shí)候，無論是中醫(yī)還是西醫(yī)手段都能在一定程度上滿足我們的需要。

　　在這諸多方法中，我們也沒有忽視過光對我們健康的積極作用，比如眾所周知的適當(dāng)曬曬太陽有利身心健康。然而我們一直以來卻大大忽視了室內(nèi)照明對我們身心健康的影響。在現(xiàn)代生活中，絕大多數(shù)人每天大約有90%甚至更多的時(shí)間在室內(nèi)度過，很多室內(nèi)空間甚至長時(shí)間得不到陽光照射。假如我們還是每天只追求那么短暫的曬太陽時(shí)間，而不充分利用處在室內(nèi)的那么一大段時(shí)間來接受健康的光照，是不是有點(diǎn)舍本逐末?

　　那么問題來了，既然說光照能夠影響我們的健康，那我們要如何利用光照來讓我們更加健康?這就需要我們跳出傳統(tǒng)思維來考慮光是如何正面影響我們的舒適度和幸福感。那么我們的傳統(tǒng)思維是什么?"照明就是讓室內(nèi)亮堂起來"，"燈光不能太亮，否則刺眼難受"，"燈光不能一直閃，否則讓人不舒服"……誠然，這些都是我們對室內(nèi)照明的傳統(tǒng)思維，但這些都是最最基本的要求。

　　一、我們需要讓我們感覺舒適愉悅的照明。

　　正如我們需要可口的食物來滿足口腹之欲，我們也需要"可目"的照明來愉悅我們的視覺。許多成功的照明設(shè)計(jì)其實(shí)并不是基于提升人們的身體健康需要，而是從人們最基本的對整個(gè)空間的舒適度觀感入手，熟練運(yùn)用顏色和空間美學(xué)的技巧，讓人們覺得處在一個(gè)空間中很舒服。

　　柔和度、陰影控制、照射方向是非常微妙的照明效果，它們并不是必要的功能性手段，卻定義了照明空間以及其中的物體。這些效果通過光影的搭配增強(qiáng)了人們對周遭建筑的觀感。

　　調(diào)暗的操作對人們的情緒也能起到積極的作用，這些操作包括"調(diào)暗至零"、"調(diào)暗至暖色"，以及對每個(gè)燈具的單獨(dú)調(diào)暗操作。其中，調(diào)暗至暖色的操作尤為重要。它將色溫與亮度關(guān)聯(lián)在一起，在高亮度時(shí)色溫通常為3000K或2700K，當(dāng)亮度被調(diào)低時(shí)，色溫同時(shí)降低、光色變暖，在很低亮度時(shí)色溫通常為2200K或1800K。這種操作能夠很好地模擬人們所熟悉白熾燈的調(diào)光特性，而且也能夠很好地在夜間促進(jìn)人體內(nèi)褪黑素(一種天然的睡眠激素)的分泌。調(diào)暗至暖色的效果還能在夜間給人們以溫暖舒適的感受，有利于人們進(jìn)入睡眠狀態(tài)。

　　圖1：“調(diào)暗至暖色”的照明效果。圖片來自O(shè)RIGIN。

　　二、我們需要有利于健康的人本照明。

　　所謂"人本照明"其實(shí)是一個(gè)很大的概念，讓人們感覺舒適的照明就屬于人本照明范疇，不過本文所說的人本照明專指能夠在生理學(xué)層面上幫助維持人們晝夜節(jié)律的照明理念，其基本實(shí)現(xiàn)方式就是令室內(nèi)照明模擬真實(shí)的自然光特征。人本照明的效果通常是以照明設(shè)計(jì)案例對比的方式向人們展示的，讓人們了解到使用人本照明方案之后人們的健康狀況和行為方式比使用之前有多大改善。睡眠科學(xué)的試驗(yàn)研究也已經(jīng)證實(shí)了人本照明方案對改善睡眠質(zhì)量的客觀顯著效果。

　　對單個(gè)光源亮度的控制，以及對多個(gè)光源的炫光的控制都能夠降低人們的視覺不適感，從而提高人們對該照明設(shè)計(jì)的接受度。然而在這方面還沒有一個(gè)特別科學(xué)的方法來定義這些導(dǎo)致不適感的因素，但WELL建筑標(biāo)準(zhǔn)第二版(WELL v2)所提出的一些指標(biāo)有望成為普遍能夠接受的衡量方法：

　　·統(tǒng)一炫光評級(Unified Glare Rating, UGR)數(shù)值要滿足如下條件：

　　o對于安裝高度為5米或以下的燈具，UGR ≤17.

　　o對于安裝高度高于5米的燈具，UGR ≤ 20.

　　·遮光角度(α)如有下要求：

　　o對于亮度小于20000 cd/m2的燈具，無需遮光

　　o對于亮度介于20000到50000 cd/m2的燈具，α≥15°.

　　o對于亮度介于50000到500000 cd/m2的燈具，α≥ 20°.

　　o對于亮度高于500000 cd/m2的燈具，α≥30°.

　　圖2：遮光角度α的示意圖。圖片來自TRILUX。

　　已有案例數(shù)據(jù)證明人本照明方案對改善人們情緒和身體狀況的積極作用，但這個(gè)方案現(xiàn)階段還是在動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)色溫和照度的水平上，我們需要更多的實(shí)驗(yàn)來探索其他參數(shù)的動(dòng)態(tài)改變是否會(huì)對人體有正面的影響。

　　圖3：一種人本照明的實(shí)現(xiàn)方案。圖片來自REGIOLUX。

　　三、還有那些因素需要考慮?

　　如前所述，閃爍是非常令人不悅的，也會(huì)對人造成健康危害，在一些工作車間甚至可能造成傷亡事故。有臨床記錄證明頻率100赫茲以下的閃爍容易引起眩暈、眼部疲勞，甚至是癲癇。而100到120赫茲的閃爍會(huì)降低視覺敏感度以及影響閱讀。閃爍頻率達(dá)到2000赫茲以上才不會(huì)被人眼直接察覺，但當(dāng)人們在這樣的光照下觀察快速移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)的物體時(shí)仍然可能觀察到。在閃爍的光線條件下拍照或錄制視頻時(shí)，鏡頭會(huì)捕捉到閃爍并產(chǎn)生怪異的圖像?？傊W爍是現(xiàn)代照明尤其是現(xiàn)代室內(nèi)照明中最令人不悅的因素。IEEE P1789標(biāo)準(zhǔn)對閃爍現(xiàn)象有詳細(xì)的介紹、定義和限制建議，美國加州的Title 24標(biāo)準(zhǔn)對室內(nèi)照明的閃爍有更加嚴(yán)格的限制，有興趣的讀者可以參考。

　　圖4：閃爍光下拍攝的照片，可以看到顯著的明暗條紋。

　　另一個(gè)需要考慮的因素是光譜功率分布(Spectral Power Distribution, SPD, 通常簡稱為光譜)，以及光譜對明視覺和暗視覺的影響。明視覺(photopic vision)是指亮度(luminance)在10到108 cd/m2范圍條件下的視覺，通常我們在白天或明亮空間中的視覺就屬于明視覺。暗視覺(scotopic vision)是指亮度在10-3到10-6 cd/m2范圍條件下的視覺，通常我們在暗夜中的視覺就屬于暗視覺。不同的光譜對人眼的明視覺和暗視覺有不同的影響，而這種影響又會(huì)使人們對不同的照明條件產(chǎn)生不同的觀感。這種影響可以被量化為一個(gè)指標(biāo)稱為"S/P比例"(Scotopic/Photopic Ratio, S/P Ratio)，一般來說，這個(gè)指標(biāo)越大，人們的視覺觀感越好。美國照明工程學(xué)會(huì)(IES)發(fā)布的兩個(gè)技術(shù)備忘錄TM-12和TM-24對這個(gè)指標(biāo)有詳細(xì)的定義描述和應(yīng)用建議，以求達(dá)到人們最好的觀感效果。

　　此外，適當(dāng)接受陽光照射對健康是最有好處的?，F(xiàn)行的WELL v1中第61條要求工作區(qū)域內(nèi)75%的工作臺(tái)面離有陽光照射的窗戶的距離保持在7.6米范圍內(nèi)，而95%的工作臺(tái)面須保持在12.5米范圍內(nèi)。第62條進(jìn)一步要求至少55%的占用空間中每天至少有50%的時(shí)間要保持照度高于300 lux，但全年中有250個(gè)小時(shí)內(nèi)不能有超過10%的空間照度在1000 lux以上。這些建議同時(shí)就要求建筑物有控制遮陽的設(shè)備以消除工作臺(tái)面上刺眼的陽光。

　　結(jié)語

　　本文對室內(nèi)照明設(shè)計(jì)的一些要素進(jìn)行了簡單的介紹，它們對照明的效果都有重要影響。但需要說明的一點(diǎn)是，它們并不是割裂的一個(gè)個(gè)單獨(dú)的要素，相反，很多的要素都是相互作用、相互依存的，有時(shí)候甚至?xí)鄾_突。室內(nèi)照明設(shè)計(jì)是一個(gè)有機(jī)的整體，更是一門藝術(shù)，尤其是當(dāng)這門藝術(shù)又被引入了現(xiàn)代的人本概念，其復(fù)雜性就不可避免地增加了。這就要求現(xiàn)代的照明設(shè)計(jì)師在掌握傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念的基礎(chǔ)上進(jìn)一步了解和學(xué)習(xí)人體的生理機(jī)能、對人本照明概念有比較深入的了解，這樣設(shè)計(jì)出的作品才能在保證藝術(shù)美感的基礎(chǔ)上進(jìn)一步服務(wù)于人們身心健康的福祉。

　　筆者簡介：譚建川，建筑科學(xué)博士、照明學(xué)碩士。照明認(rèn)證師 (LC)，WELL建筑標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證師 (WELL AP)，照明工程師協(xié)會(huì) (IES) 會(huì)員、專題委員會(huì)成員，領(lǐng)先能源與環(huán)境設(shè)計(jì)助理 (LEED GA)。畢業(yè)于美國倫斯勒理工學(xué)院 (RPI) 的照明研究中心 (LRC)，現(xiàn)為照明產(chǎn)品經(jīng)理和研發(fā)主管。致力于在物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 環(huán)境下實(shí)現(xiàn)人本照明 (HCL)，在居住空間中實(shí)現(xiàn)WELL建筑理念，以及為照明企業(yè)提供技術(shù)支持和產(chǎn)品策劃。

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