LED筒灯光色性能对人体光生物效应影响研究

杜晶　李文　姜伟　王田虎

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【摘 要】本文主要针对LED筒灯光色性能对人体光生物效应的影响进行研究，研究了不同色温和功率下对心率的影响，以建立色温、功率与心率之间的相关性，旨在为获得有效评价LED筒灯照明的方法提供依据。研究成果有望为实现更加人性化、舒适化的LED筒灯照明提供实用性的理论支持，为企业产品开发、质量控制、政府监管等提供科学依据。

【关键词】LED筒灯；光生物效应；心率；色温

【Abstract】This paper focuses on investigating the effects of biological effects of body by color performance of the LED downlights. The effects on heart rate under different color temperature and power were studied and the correlation between heart rate and color temperature was established， which may provide the basis for the effective evaluation method of LED downlights. This work is expected to provide practical and theoretical support to realize more humane， comfortable LED downlight lighting， and also provide scientific basis for enterprise product development， quality control and government regulation.

【Key words】LED downlights； Photobiological effect； Heart rate； Color temperature

0 前言

LED筒灯作为一种应用前景广泛的照明灯具，对于室内照明的适应性已越来越被人们知道，主要应用于商场、办公室、医院、家庭等，安装简单方便，应用前景广阔[1-3]。目前，现有的LED筒灯照明标准及规范仅对视觉效果有规定，而未考虑光生物效应的作用[4-5]。采用不同的LED筒灯照明光源，会产生不同的光生物效应，将对人的视觉心理、生理反应、工作效率等等造成不同程度的影响，因此，需要研究LED筒灯的光生物效应，为科学有效评价LED筒灯照明安全，为人们提供更加舒适化、人性化的健康照明提供理论支持。

1 实验

三寸5W可以调节不同色温（3000K、4000K、6000K）的LED筒灯，图1分别为3种不同色温的LED筒灯灯光图。它们被安装在仅仅只占地大约几平方米的宿舍内。设置实验初始条件环境温度为26℃，受测者的心率和受测者的血压等采用电子血压计进行记录，受测者的心率连续每分钟记录一次。

在实验测试开始之前，先准确无误的告诉每位被测者实验测试实验流程，与此同时也让被测者了解和认识实验场景和所用到的仪器。具体实验工作流程如下：

（1）每位被测者先在黑暗环境中待上15分钟，同时把测试环境的室温调节在26℃；

（2）在黑暗环境中待上15分钟后，打开LED筒灯，同时维持测试环境的室温在26℃；

（3）在打开LED筒灯25min后，将测试条件环境的室温温度调节至18℃；

（4）在20分钟里测试环境的室温逐渐降低直至实验结束。

每组实验都有5位被测者参加，被测者都没有眼疾等一系列的视觉问题，每位被测者都必须参与3组不同LED筒灯色温实验和4组不同LED筒灯功率实验，进而减少人体固有生理节律和外界一些特定因素的影响，每次测试实验都安排在晚上19：00至22：00进行实验测试。每位被测者分别在连续几天地同一时间段完成不同的实验测量与测试。

2 结果与讨论

（a）色温为6000K时人体的心率变化示意图

（b）色温为4000K时人体的心率变化示意图

（c）色温为3000K时人体的心率变化示意图

通过电子血压计每分钟测量人体的心率并记录相关数据。分别取人体处在开不同色温LED筒灯前后或者不同功率LED筒灯前后，被测者在黑暗条件环境下和被测者在开不同色温LED筒灯或者被测者在开不同功率LED筒灯条件环境下各10min为理论数据作为人体心率变化的参考评价，在这20min期间内，除了LED筒灯有无发生相应的变化外，其他实验测试环境要保证基本上不变。被测者在不同色温LED筒灯环境下人体心率变化情况分别用图2（a）、（b）、（c）来表示。实验测量人体在不同功率LED筒灯条件环境下人体心率变化如图3所示。

图2和图3表明，从暗环境到明环境的前后20分钟，心率会发生明显的升高。在LED筒灯正白光6000K环境下心率的变化幅度要大于在LED筒灯自然光4000K环境下和在LED筒灯暖白光3000K环境下，而在LED筒灯自然光（4000K）实验条件环境下心率的变化幅度要大于在LED筒灯暖白光（3000K）实验条件环境下。在不同功率LED筒灯条件环境下心率的变化幅度，在LED筒灯12W条件环境下心率的变化幅度大于在LED筒灯9W条件环境下心率的变化幅度大于在LED筒灯5W条件环境下心率的变化幅度大于在LED筒灯3W条件环境下心率的变化幅度。

3 结论

本文针对LED筒灯光色性能对人体光生物效应的影响进行研究，探讨了在不同色温或功率下心率的变化情况，希望结果对实现更加人性化、舒适化的LED筒灯照明提供实用性的理论支撑。

【参考文献】

[1]罗婉霞，李柏林.拉深工艺在LED筒灯设计上的应用[J].照明工程学报，2014（4）：90-94.

[2]李炳华.浅谈LED在室内照明中的应用[J].智能建筑电气技术，2014，8（5）：6-11.

[3]佚名.强大的LED筒灯和射灯高品质的照明和广泛的应用[J].中国照明，2011（11）：55-55.

[4]罗建国.基于高发光质量的大功率LED筒灯结构设计与分析[J].广东科技， 2014（16）：165-165.

[5]张璐.解读标准GB/T29294-2012《LED筒灯性能要求》[J].照明工程学报，2013（6）：95-100.

[责任编辑：王楠]

【摘 要】美学是人类艺术的重要标志成就之一。英语教学，是一门美的艺术。教师要充分挖掘教材中的审美维度，赏析篇章的艺术美、修辞的形式美、精神的崇高美，从而实现从知识型课堂向多元化人文型课堂的转变。

【关键词】美学；英语教学；艺术化；审美维度；功能

对于作为接受主体的学生来说，任何课文都可以作为审美文本且具有审美意义。美感的形成区别于功利意识、道德意识、科学意识，其根本就在于：它是在个人的超功利、非实用的直觉形式中，表现了人类社会生活的功利的、实用的内容；它以情感为纽带，将感性的与理性的、个人的与社会的多种成分统一在完整的心理过程之中。[1]读者通过理解文本，能够捕捉美感认识，获得审美认知，使其心灵得以升华，转化为自身的情感、气质、态度、价值观。在英语课堂教学中，发掘篇章的审美维度是实现文本赏析的重要手段，洞明文章审美意义是教学的主要任务所指。

1 篇章的艺术美

文本的艺术性包括描写形象逼真、观点是非分明、语言精炼灵动、故事情节精致隽永、论述深入浅出透射哲理。把教材中“形象化、情节化、情感化的艺术1因素进行适量、有机、按序、定度”[2]地处理，是教学中探索文本艺术性的具体要求。

例证一：《大学英语》第二册第1单元，以“Ways of Learning”①为题展开中西方教育背景下学习方式的对比，就“手把手教”还是“创造第一”的问题例证了中西方教育传统的差异性，并作出总结：One way of summarizing the American position is to state that we value originality and independence more than the Chinese do. The contrast between our two cultures can also be seen in terms of the fears we both harbor.[3]-8不难看出，作者对中美文化的褒贬分析归结到一词fears，那么教育工作者持何态度呢？技能，仰或创造力，如何取舍？

文本进一步剖析fears，折射中西方教育对待“创造性”和“独立性”的态度不一，同时辩证地说明“中国重技能轻创造，美国重创造轻技能”的现象不是孰是孰非的问题，而是探求“创造性”和“实用技能”如何获得平衡（balance）。文章对比形象、论述深刻，结构富有强烈比照的艺术性。姑且不论其叙事是否可靠，但“中国式学习风格”（Chinese-style learning）和“美国‘站在巨人肩膀上的现象”（the “standing on the shoulders of giants” phenomenon[3]）是否耐人寻味呢？看来，文章的艺术性不仅体现在分析透彻、说理通畅，更体现在对问题的人文批判，即艺术的人文性。

除艺术人文性外，篇章的艺术美还在于审美意象的个性和共性的有机统一。康德在著名的《美的分析》中论辨艺术意象的思维规律时，认为“审美意象是理念观点的感性形象”。[4]感性形象是个别的、生动的、具体的，而理念观点是普遍的、典型的，具有高度的概括性。例证一中的理念冲突就是个别，寻求平衡就是一般，个别具有特殊性、一般具有普适性。艺术美，是理念和感性的统一，是语言和思想的交集，是个别和普遍的共存，是分歧和消解的融合。

2 修辞的形式美

美的内容是通过具体的感性形式表现出来的，离开了具体的形式，美的内容也就失去了从感情上打动人、感染人的力量。[1]英语语言的文本感性形式主要体现在修辞上。依照美学原理，形式美的尺度包括节律、比例、均衡、对称等活动规律，体现生命体的自由和谐的活动特质。教材的形式美体现在文本的用词和修辞风格上，赏析其生动性、准确性和感染性是汲取美学认识的宝贵经验。

曲折的情节娓娓道来，布局舒缓而带有悬念，意外的惊喜作为结局，多种修辞手法交替使用，美感油然而生。这样的文例在教材中俯拾皆是。如例证二：《新视野大学英语》第二册第4单元，“A Test of True Love”讲述的是战争时期一位美国军官和一位支援前线的女作家的第一次约会的经历。标题《真爱的考验》本身引人入胜，test（测试）如何进行呢？作者并未说道论经，而在首段就描绘了约翰·布朗福德凝望着时间，因为六分钟后将与相恋13个月而未曾谋面的梅内尔女士相见，气氛紧张而令人兴奋，男主喜悦而焦灼。情景设置富有戏剧性。

悬念留到全文的最后一幕，主人公得到真相并有了美丽的邂逅。爱情何尝不是一次选择，是偶然还是必然？整个故事充满蒙太奇效果，镜头的拼接和叠加错落有致，围绕主题有序展开。其形式美在各种修辞和语言的共营中得以完美体现。

3 精神的崇高美

依据美学原理，美是包括优美、崇高、悲剧、喜剧四大范畴的完整体系，构成美的认识大厦和思维体系。崇高是痛感向快感的转化，其本质特征是善战胜恶、真理战胜谬误、美战胜丑。黑格尔揭示，崇高是绝对理念大于感性形式，是无限理念的显现，形象被表现的内容消灭掉，内容的表现同时也是对表现的否定。也就是说，崇高作为审美范畴，是审美主体与客体相互矛盾、运动过程中表现出的一种对立、冲突和抗争的形态。同时，它是人类与客体对象斗争所表现出来的艰苦性、坚韧性、顽强性的本质力量的呈现。[4]在教材中，崇高的精神美在诸多课文中能得以提炼，依此为教学样本。

如例证三：《21世纪大学英语》第一册第3单元，“Stevie Wonder： Sunshine in the Shadow”（《斯蒂夫·旺达：阴影中的阳光》）是一篇微缩版的个人真实传记，Stevie Wonder（1950-）是黑人音乐家，先天失明，生命中厄运不断，他却能一次又一次战胜困难，执著信念成就辉煌人生。与其说这是一篇英语课文，不如说是一则绝佳的振奋人心的励志故事。