王秋香
摘 要:人类的生活离不开光照,光也是人体昼夜节律的重要调制器,以人为本的照明是健康舒适的照明,使人们放松心情,甚至改善健康状况,以增加幸福感。以人为本的照明需要选择更加环保、节能、健康的照明光源,需要合理的照明设计,在照明过程中不产生光污染并且智能控制,实现智慧照明。人本照明是未来照明发展的主要方向。
关键词:人本照明 健康舒适 全光谱 光污染 智能
中图分类号:O433 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2019)10(c)-0228-02
人体的昼夜节律是一个生理运行过程,早期的人类生活白天大部分时间在户外自然光下度过,晚上才使用照明光源。随着时代变迁,人类不管白天还是晚上的大部分时间都在室内人工照明的环境下工作和生活。光是调节人体昼夜节律的最重要的调制器,光照的不合理会使人体固有的生理节律发生改变,从而危害人体健康。因此,选择的照明系统首先要考虑人体的健康、以人为本。
1 照明的发展
在电光源的发展史中,光效和使用寿命一直是电光源生产最主要的追求目标。21世纪初,随着半导体技术的发展,LED照明器件逐渐替代传统的电光源产品。LED节能环保,不仅能借助控制系统实现灯光的明暗调节,还可以调色温、调色彩,营造健康的光环境,且便于实现智能控制。
今天,人们更追求对人体无害且照明舒适、对环境无污染、能适应室内外各种照明及各种特殊条件下的照明。因此,对照明不再只是纯粹地追求光效或使用寿命,而是既要满足相应的照度或亮度要求,同时还要考虑人对光的感觉、光对人的影响,这就是“人本照明”。
2 人本照明的内涵
2.1 人本照明的概念
人本照明也可以称为舒适照明,人本照明是从照明对人的影响出发,探索和研究怎样的照明形式才是以人为本,才更有利于人的身心健康,有利于工作和学习。人因照明组织研究表明,人本照明的组成应包括:生理节律、情绪、视觉视敏度、节能、可持续性、生产力这6个方面[1]。
光不仅对人产生视觉效果,还会对人的生理节律起到很好的作用,灯光不仅用于视觉,更与人的心理感知相关联。光照的变化会使人体固有的昼夜节律发生改变。随着时间的积累,昼夜节律的变化会影响健康,例如导致睡眠不足或认知力下降。以人为本的照明可以提高人的视力、健康和执行力;以人为本的照明可以产生良好的睡眠、认知表现和情绪。
2.2 人本照明的体现
2.2.1 健康的照明
人本照明是在满足相应的亮度、照度等指标的基础上,根据人们使用时的空间、场景、光线、气候、生理心理等特征,提供健康、舒适和效率高的灯光照明,提供有益于身心健康的照明光环境。
人本照明除了可以利用人性化的光环境缓解紧张的氛围,还包括使用健康的照明光源降低人造光源带来的光生物学危害。健康的照明不对人体和其他生物体产生危害,健康的照明需要提供最舒适的、最接近太阳光的光源,不存在炫光、紫外辐射、发热等问题。
人本照明还包括利用新型的照明技术改善人们的生活和健康。模拟全天自然日光的变化,通过帮助人体调节其生理节律,可提高患者体验,从心理上更好地帮助患者恢复健康。研究表明,光疗能够有效治疗情感性精神障碍、睡眠困境和生理节凑失调等疾病[2];一项新研究结果初步表明,正确的照明还可以改善老年痴呆症患者的睡眠、 情绪和行为。
2.2.2 智能、经济、幸福感
物联网的出现和崛起带领LED照明走向新的发展方向,融合个性化、以人为本的智慧照明成为未来照明发展的重点,物联化和智能化是人本照明的具体体现。
从照明功能方面,利用调光技术,向人们提供舒适的、有益于健康的灯光环境,使人们放松心情,甚至改善健康状况,以增加幸福感。
3 人本照明的实施途径
3.1 选择优质光源,实现全光谱照明
以人为本的照明,首先是健康的照明,为了消除光源对人体健康的影响,尽量选用更为健康的光源。健康的光源应具备如下条件:(1)无频闪。频闪会使人眼处于紧张的调节状态,导致视觉疲劳,从而加速近视。(2)无紫外线辐射。人眼过多接收紫外线会引起角膜炎,会对晶状体、视网膜等造成伤害。(3)无电磁辐射。国际照明委员会维也纳总部研究表明:电磁辐射可能导致心悸、失眠、白细胞减少、记忆力减退,使心血管系统、神经系统受损。(4)光的色温接近自然光。人眼对自然光适应能力强,视觉效果好。
LED灯不存在频闪效应;LED光谱主要集中在可见光区,无紫外线辐射;LED光源的色温可以自由调节;LED属于易调控的光源,可以配合生物生理周期而调整光照,是非常理想的健康光源。
但选用LED光源时,仍需优化光源的光谱分布以及选择合适的光源色温。更为理想健康的光源光谱应该是实现全光谱照明。普通LED的光谱,蓝光偏多,红光不足,研究也表明:过多蓝光对人的生理和心理健康存在较大危害。因此抑制蓝光强度,补偿红光,使光谱在整个可见光区间内连续且与自然光的光谱接近,实现全光谱照明,是实现健康照明的根本途径。
3.2 以人为本的照明设计,控制光污染
以人为本的照明应该是环保、安全、舒适的照明。
照明设计中优先选择更加高效节能、不污染环境、废弃物少、材料再生利用率高的光源。
在照明产品安装时,进行安全防护,防止对人体伤害。灯具设计时,必须符合相关的安全规范。光源发出的光要注意光生物安全,如不产生有害的紫外线,少含蓝光,控制眩光的产生。欧洲已推出强制性标准IEC/EN62471 IEC评价灯具及灯具系统光生物学安全[3]。
在照明设计时,要提供舒适、愉悦的高质量照明環境,要有益于人体身心健康。照明的舒适性首先由光源的光色品质决定,常用光源的一些性能指标去评价,例如:显色指数、色温、眩光指数、亮度、照度及照度均匀性、频闪、空间颜色均匀性等。色温接近自然光、较高的显色指数、亮度照度均匀、较低的频闪、不产生眩光,营造更舒适健康的光环境。以人为本的照明设计要避免产生光污染。光污染对人、物和环境产生直接、潜在或间接的危害,例如:不合理的照明会产生眩光,影响交通正常运行或带来安全隐患;长期的高亮度照射会导致人体内分泌失调;不同的光质、照度及光照时间会对动植物的生长造成影响。
3.3 智能控制,智慧照明
按需照明是智能照明的本质,不同空间、不同的工作环境、不同的人群对灯光的需求不同,人的生理、心理及昼夜节律可通过不同的灯光进行缓解和调整。智能照明不仅能满足相应的照度、亮度及便捷控制,更需要根据人们使用的场景、光照需求、生理心理特征等,营造健康、舒适、有效率的灯光照明,提供有益于身心健康的照明光环境。通过综合布线技术、网络通信技术、自动控制技术、音视频技术等将有关照明设施集成,实现灯光亮度的强弱调节、灯光软启动、定时控制、场景设置等功能,提升便利性、舒适性。
智慧照明是在智能照明的基础上发展而来,不仅需要对灯光的控制技术,还涉及到各种传感器应用和系统集成技术,涉及物联网和云平台关联技术,各种技术需要跨界整合和系统综合设计。智慧照明应实现物物相连,是物联网的具体体现。智慧照明也是实现人本照明的根本途径。
4 结语
人本照明是健康舒适的照明,通过照明提高人们生活质量;以人为本的照明作为一种健康的照明系统,有助于调节人体昼夜节律,从而改善人们的睡眠、认知、情绪等;通过照明还可以辅助治疗人们精神等方面的疾病,为人类健康做贡献。人本照明可以从光源的优化、合理的照明设计及智能控制几个方面加以实施,以人为本的照明是未来照明发展的方向。
参考文献
[1] 康玉柱.人因照明——照明评价新维度[A].中国LED照明论坛[C].2018:35-36.
[2] 沈志豪,徐蔚.非视觉生物效应及其光谱灵敏度的研究综述[J].光源与照明,2017(1):121.
[3] 张正道.LED在绿色照明中应用的综合评价[J].光源与照明,2016(4):52.