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室内照明设计要让光服务于人们的健康福祉

人们对于提升自身健康状况的尝试一直没有停止过。我们中国人一贯相信“药补不如食补生命在于运动,所以我们在药膳饮食和健身运动方面已经形成了一套成熟的理论和经验。即便是我们在需要使用药物治疗病痛的时候,无论是中医还是西医手段都能在一定程度上满足我们的需要。

在这诸多方法中,我们也没有忽视过光对我们健康的积极作用,比如众所周知的适当晒晒太阳有利身心健康。然而我们一直以来却大大忽视了室内照明对我们身心健康的影响。在现代生活中,绝大多数人每天大约有90%甚至更多的时间在室内度过,很多室内空间甚至长时间得不到阳光照射。假如我们还是每天只追求那么短暂的晒太阳时间,而不充分利用处在室内的那么一大段时间来接受健康的光照,是不是有点舍本逐末?

那么问题来了,既然说光照能够影响我们的健康,那我们要如何利用光照来让我们更加健康?这就需要我们跳出传统思维来考虑光是如何正面影响我们的舒适度和幸福感。那么我们的传统思维是什么?照明就是让室内亮堂起来灯光不能太亮,否则刺眼难受灯光不能一直闪,否则让人不舒服……诚然,这些都是我们对室内照明的传统思维,但这些都是最最基本的要求。

一、我们需要让我们感觉舒适愉悦的照明。

正如我们需要可口的食物来满足口腹之欲,我们也需要可目的照明来愉悦我们的视觉。许多成功的照明设计其实并不是基于提升人们的身体健康需要,而是从人们最基本的对整个空间的舒适度观感入手,熟练运用颜色和空间美学的技巧,让人们觉得处在一个空间中很舒服。

柔和度、阴影控制、照射方向是非常微妙的照明效果,它们并不是必要的功能性手段,却定义了照明空间以及其中的物体。这些效果通过光影的搭配增强了人们对周遭建筑的观感。

调暗的操作对人们的情绪也能起到积极的作用,这些操作包括调暗至零调暗至暖色,以及对每个灯具的单独调暗操作。其中,调暗至暖色的操作尤为重要。它将色温与亮度关联在一起,在高亮度时色温通常为3000K或2700K,当亮度被调低时,色温同时降低、光色变暖,在很低亮度时色温通常为2200K或1800K。这种操作能够很好地模拟人们所熟悉白炽灯的调光特性,而且也能够很好地在夜间促进人体内褪黑素(一种天然的睡眠激素)的分泌。调暗至暖色的效果还能在夜间给人们以温暖舒适的感受,有利于人们进入睡眠状态。

二、我们需要有利于健康的人本照明。

所谓人本照明其实是一个很大的概念,让人们感觉舒适的照明就属于人本照明范畴,不过本文所说的人本照明专指能够在生理学层面上帮助维持人们昼夜节律的照明理念,其基本实现方式就是令室内照明模拟真实的自然光特征。人本照明的效果通常是以照明设计案例对比的方式向人们展示的,让人们了解到使用人本照明方案之后人们的健康状况和行为方式比使用之前有多大改善。睡眠科学的试验研究也已经证实了人本照明方案对改善睡眠质量的客观显著效果。

对单个光源亮度的控制,以及对多个光源的炫光的控制都能够降低人们的视觉不适感,从而提高人们对该照明设计的接受度。然而在这方面还没有一个特别科学的方法来定义这些导致不适感的因素,但WELL建筑标准第二版(WELL v2)所提出的一些指标有望成为普遍能够接受的衡量方法:

·统一炫光评级(Unified Glare Rating, UGR)数值要满足如下条件:

o对于安装高度为5米或以下的灯具,UGR ≤17.

o对于安装高度高于5米的灯具,UGR ≤ 20.

·遮光角度(α)如有下要求:

o对于亮度小于20000 cd/m2的灯具,无需遮光

o对于亮度介于20000到50000 cd/m2的灯具,α≥15°.

o对于亮度介于50000到500000 cd/m2的灯具,α≥ 20°.

o对于亮度高于500000 cd/m2的灯具,α≥30°.

谭建川:让光服务于人们的健康福祉

遮光角度α的示意图。图片来自TRILUX。

已有案例数据证明人本照明方案对改善人们情绪和身体状况的积极作用,但这个方案现阶段还是在动态调节色温和照度的水平上,我们需要更多的实验来探索其他参数的动态改变是否会对人体有正面的影响。

三、还有那些因素需要考虑?

如前所述,闪烁是非常令人不悦的,也会对人造成健康危害,在一些工作车间甚至可能造成伤亡事故。有临床记录证明频率100赫兹以下的闪烁容易引起眩晕、眼部疲劳,甚至是癫痫。而100到120赫兹的闪烁会降低视觉敏感度以及影响阅读。闪烁频率达到2000赫兹以上才不会被人眼直接察觉,但当人们在这样的光照下观察快速移动或转动的物体时仍然可能观察到。在闪烁的光线条件下拍照或录制视频时,镜头会捕捉到闪烁并产生怪异的图像。总之,闪烁是现代照明尤其是现代室内照明中最令人不悦的因素。IEEE P1789标准对闪烁现象有详细的介绍、定义和限制建议,美国加州的Title 24标准对室内照明的闪烁有更加严格的限制,有兴趣的读者可以参考。

另一个需要考虑的因素是光谱功率分布(Spectral Power Distribution, SPD, 通常简称为光谱),以及光谱对明视觉和暗视觉的影响。明视觉(photopic vision)是指亮度(luminance)在10到108 cd/m2范围条件下的视觉,通常我们在白天或明亮空间中的视觉就属于明视觉。暗视觉(scotopic vision)是指亮度在10-3到10-6 cd/m2范围条件下的视觉,通常我们在暗夜中的视觉就属于暗视觉。不同的光谱对人眼的明视觉和暗视觉有不同的影响,而这种影响又会使人们对不同的照明条件产生不同的观感。这种影响可以被量化为一个指标称为“S/P比例(Scotopic/Photopic Ratio, S/P Ratio),一般来说,这个指标越大,人们的视觉观感越好。美国照明工程学会(IES)发布的两个技术备忘录TM-12和TM-24对这个指标有详细的定义描述和应用建议,以求达到人们最好的观感效果。

此外,适当接受阳光照射对健康是最有好处的。现行的WELL v1中第61条要求工作区域内75%的工作台面离有阳光照射的窗户的距离保持在7.6米范围内,而95%的工作台面须保持在12.5米范围内。第62条进一步要求至少55%的占用空间中每天至少有50%的时间要保持照度高于300 lux,但全年中有250个小时内不能有超过10%的空间照度在1000 lux以上。这些建议同时就要求建筑物有控制遮阳的设备以消除工作台面上刺眼的阳光。

结语

本文对室内照明设计的一些要素进行了简单的介绍,它们对照明的效果都有重要影响。但需要说明的一点是,它们并不是割裂的一个个单独的要素,相反,很多的要素都是相互作用、相互依存的,有时候甚至会相冲突。室内照明设计是一个有机的整体,更是一门艺术,尤其是当这门艺术又被引入了现代的人本概念,其复杂性就不可避免地增加了。这就要求现代的照明设计师在掌握传统设计理念的基础上进一步了解和学习人体的生理机能、对人本照明概念有比较深入的了解,这样设计出的作品才能在保证艺术美感的基础上进一步服务于人们身心健康的福祉。

(作者:谭建川)

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