基于DIALux软件的老年人卧室照明设计研究

■李胜芝，常 霖

(中南林业科技大学家具与艺术设计学院，湖南长沙 410004）

在精装房行业不断发展的过程中，相关的问题开始暴露出来；最突出的问题是自交房那天起，所有的照明设计就已经完成；由于老年人群随着年龄的增长，生理机能方面开始衰退，常规照明设计已经不能满足老年人对于照明的需求[1]。

有研究表明，老年人长期处于这种不合适照度、色温以及空间功能照明不全的空间中会直接影响老年人的身心健康，诱发慢性病[2]；同时因卧室内照度不足导致老年人在起夜时发生磕碰摔倒和照明亮度过高，在起夜后影响老年人再次入睡[3]以及不舒适的频闪会造成老年人视觉疲劳，有可能会引发老年人白内障、青光眼等[4]方面的问题；综上所述，老年人生理心理方面的变化，造成老年人与青年人相比对照明指标的要求更高，有必要对老年人的卧室照明进行改进。

1 现有照明软件技术应用

DIALux evo软件作为一个灯光照明模拟软件，可用于所有照明设计的真实模拟和计算[5]，并且全世界各大软件公司为其提供具有DIALux格式的真实灯具样品模型以及照明参数；该软件优化了过去设计师靠经验设计的常规模式，采用更为科学且直观的展示不同空间的照明光环境。实现照明的可视化和参数化设计，计算输出的灯具参数可直接与灯具厂家和商家对接，实现模拟效果和现实效果的一致。

2 老年人卧室照明要求

照明技术的不断发展促使我国对老年人居住空间的照明提出相关的要求，具体要求如下所示：

（1）合理的照度：根据《建筑照明设计标准》GB 50034-2013DE 规定[6]，老年人卧室的一般照明需要达到150 lux；但具体区域照明水平还需要根据具体功能照明需求来定。

（2）舒适的色温：不同色温给人的感觉是不一样的，卧室是以休闲娱乐为主，为了达到这一目的，在空间氛围应该营造出一种轻松温馨的感觉，色温的选择上应该设置用红光含量较多的暖色光源；但是在相对需要进行精神高度集中的区域，需要将色温从3000K调至4000K的冷光源[7]。

（3）良好的光源显色性：卧室作为老年人长期停留的房间，所以在光源显色方面（Ra）不能小于80且最好在≥90为最佳，好的光源显色性能提高物体的显色性，提升空间视觉舒适性[8]。

（4）眩光控制：在GB 50034-2013中将统一眩光(UGR)作为评价空间舒适度的标准，规定卧室的UGR必须小于19[9]；在眩光严重的情况下，有可能会加深老年人视觉的病变，损害老年人的视觉健康。

（5）节能要求：符合照明功率密度（LPD）作为检测照明设计方案合格的标准之一，在现行的建筑照明标准中，要求LPD的现行值为≤6.0，目标值为≤5.0,；如果LPD值等于这个值属于“合格”的设计，如果大于，则照明设计的方案不合格。

根据以上信息，老年人卧室的具体照明质量指标要求如表1所示。

表1 老年人卧室舒适照明要求

3 老年人卧室光环境现状分析

为了进一步明确老年人卧室中目前存在的照明问题，笔者对湖南长沙、邵阳地区30户老年人住宅的常规卧室进行实地调研，采集老年人卧室物理照明指标；物理照明指标包含老年人卧室的建筑尺寸、人工照明光环境以及使用者的主观评价等方面的数据。物理照明指标调研采用上海和晟仪器科技有限公司开发的照明护照（Lighting Passport）精华版搭配群智科技开发的光谱精灵系列APP和卷尺对卧室的光环境数据以及空间尺寸进行测量；数据测量的方法根据《中华人民共和国国家标准GB/T 5700-2008》[10]中提供的中心布点法，将测量的区域划分为1m*1m的方格，测量高度放置在人眼的高度，坐姿为1.2M,站姿为1.5M；通过对调研数据采集分析现有老年人卧室存在的照明问题。

本次发放问卷150份，回收139份，通过利用SPSS软件对问卷的信度和效度分析，得出克隆巴赫Alpha数据为0.851，KMO值为0.83，显示本次问卷调查的结果真实有效；

目前老年人卧室存在的问题有以下几个方面：

①卧室布灯不合理；②功能照明欠缺；③开关布置不人机；④灯具选择有问题；⑤照明指标不达标。

本文从实际出发，通过对老年卧室的调查分析，指出目前老年卧室照明存在着诸多问题，归根结底主要有两个方面的原因：一是相关社会人士思想上重视不够，把一般的照明标准误用于空间照明设计；二是目前对老年人照明需求的研究不足；后期通过DIALux evo软件模拟中需要对以上的问题进行有针对性的提出优化方案。

4 老年人卧室现有照明环境优化

4.1 老年人卧室空间布局优化

卧室作为老年人一天中使用时间最长的空间，随着生理机能的退化，老年人出现行动不便的情况，需要借助轮椅行动；在前期的问卷调查中对老年人的卧室的日常生活需求进行调研可知，卧室除了作为睡觉功能使用以外，行走、起夜、阅读（看书、玩手机）、家务等日常活动（储物收纳衣柜、床头柜、药品）、看电视等也是老年人卧室内的日常生活需求。

睡觉作为人体必需的生理活动，占据生命三分之一的时间[11]；生理机能会随着年龄的增加发生转变，夫妻之间会因为生活习惯的需求，选择分床而睡以减少对彼此的影响；但根据研究显示，在不影响彼此睡眠的情况下还是愿意合床而睡，因此有必要根据老年人不同的睡眠状态需求提供多种照明方案，以满足不同的居住需求。根据以上分析，对老年人卧室的布局进行优化（图2-图4）。

图1 老年人卧室行为活动情况汇总

图2 合床而睡卧室布局

图3 分床而睡卧室布局一

图4 分床而睡卧室布局二

4.2 老年人卧室照明仿真分析

以标准的一间卧室为例，对老年人卧室照明进行优化；将老年人卧室不同平面布局方案导入DIALux EVO中，对相关的参数和工作面进行设定，根据平面布局将墙面、地面、顶面以及家具进行建模，具体软件建模如图5所示。在装饰材料方面选用较舒适且自然的木纹材料作为装饰基底，在墙面处理上选用暖色墙漆作为装饰，调和空间色调，顶面则采用石膏板吊顶的处理方式[12]。根据建筑照明标准GB 7793-2010第5.10条[13]：在照明设计计算照度时，卧室最为清洁的场所，灯具擦拭的次数应该在一年两次，其维护系数值应取0.8。

图5 老年人卧室 DIALux evo建模

根据照明场景以及功能照明需求在Dialux EVO 灯具库中选择灯具，具体场景模式如下所示：

在该照明设计方案中，模拟老年人合床而睡[14]时所需的照明布置；在灯具排布上按照直线排列，天花吊顶采用是石膏吊平顶的样式，吊顶高度为200mm，预留暗藏筒灯的厚度，整体采用无主灯的照明方式，空间整体的色温设定为3000K；在书桌精神高度集中的区域，为了保证老年人阅读的舒适性，将3000K的色温调至4000K。在床尾的位置设置两组筒灯作为基础照明，靠近床头设置阅读照明筒灯，不仅能提供老年人睡前阅读的照明需求，还在基础照明的基础之上利用局部照明的方式增加了空间层次；在床边和门口的位置设置低位照明，满足老年人起夜的需求，避免因空间功能照明缺失，导致老年人在起夜的过程中发生磕碰的事故或者因灯具亮度过高而影响老年人的再次入睡[11]。通过仿真结果计算显示DIALux evo计算测量总面积为13.6m2，通过DIALux evo计算来自所有方向光源的总输出的光通量（Φ）总数为4606lm；电力消耗（P）总数为69.0w；光源的光通量Φ（lm）与电输入功率P（w）之间的比例为光效率，本方案最终的发光效率为66.8lm/w。合床而睡卧室照明伪色如图6所示，均达到照度要求且重点区域照明水平达到老年人建筑照明标准要求，从表2中可以清楚了解到本设计方案的垂直平均照度（Ē竖直）为231lx，整体照度是符合建筑照明标准的。

表2 场景照明模式

图6 合床而睡卧室照明伪色图

为了满足老年人不同的居住习惯，尽可能考虑多种居住方式；分床而睡是夫妻之间为了尽可能减少因起夜需求对彼此睡眠的干扰的一种常见的居住方式，具体布局见图10；这种居住方式既具有相对独立性又不影响夫妻间的交流；为了考虑后期轮椅通行的问题，对自由活动的需求，将床的位置进行了调整，加大通道的宽度，方便老年人后期使用轮椅的便利性,具体布局如图11所示。

在单人床方案一中,照明布局上同样采用无主灯的照明方式；整体照明上选用色温为4000K光强为10.0W的灯具；在局部照明上在单人床的左边分别设置阅读照明灯具，既满足老年人对睡前阅读照明的需求，又互不干扰；在低位照明上设置了床板下感应灯和起夜灯的设置，达到丰富空间灯光层次的目的同时又满足老年人在起夜时对低照度灯光的需求。为了弥补空间照度增加装饰效果，在该方案中窗帘盒的位置增加了线性照明，安装上采用反光槽的方式。衣柜内的照明需要提前预留接线口，选用防眩光无暗区的灯带，光强选用3.45w,色温为3000K暖光源最佳[15]。在单人床方案二中根据床的摆放位置，对灯具布局进行调整。为了后期空间的灵活性，在阅读灯具上选用了可移动式台灯照明，防止老年人平躺时会因直视光源而产生眩光问题[9]，在方案二中取消了窗帘盒的线性照明；为了增加空间照明的层次感，利用对墙面的照明起到装饰照明的作用。

通过DIALux evo软件计算，本方案的总面积为17.00m2，方案一（表4）光源总光通量（Φ）为6176 lm；电力消耗（P）总数为93.8 W；本方案最终的光效率为65.8 lm/W；卧室单人床方案二（表5）通过DIALux evo计算测量光通量（Φ）的总数为5238lm；电力消耗（P）总数为152.0 W；本方案最终的光效率为34.5 lm/W。从理论上来说，总光通量、总瓦数以及平均的光效率对比来看前者的发光效率比后者高，但具体的发光效率是需要根据照明方案布置的灯具数量来看的；通过对比两个方案的垂直平均照度（Ē竖直）来看，方案一的照明方案更加接近照明标准规定值，具体仿真效果见图10-图11。

图7 卧室双人床空间仿真模拟

图8 单人床方案一灯具照明伪色图

图9 单人床方案二灯具照明等伪色图

图10 卧室单人床方案一仿真模拟

图11 卧室单人床方案二仿真模拟

表3 双人床照明设计方案作业面计算

表4 单人床照明设计方案一作业面计算

表5 单人床照明设计方案二作业面计算

进一步测算照明设计方案的合理性，可以通过测算其照明功率密度值（LPD）；其目的是为了计算在规定照度值下，每平方米所需要的照明灯的功率。计算照明功率密度值（LPD）公式如下所示[16]：

式中

P——房间内装设光源（含镇流器）的功率和(W)；

PL——单个光源的额定功率（W）；

PB——光源配套镇流器或变压器的功率（W）;

A——房间面积(m2)；

将已经计算所得室内照明的数据输入计算公式中，所得验算结果如下所示：

双人床照明设计方案：

LPD=69.0/13.6=5.07（W/m2）

卧室单人床方案一：

LPD=93.8/17=5.5（W/m2）

卧室单人床方案二：

LPD=152.0/17=8.9（W/m2）

根据建筑照明标准规定[17]，室内建筑的LPD规定的现行值为≤6.0，目标值≤5.0，LPD值作为国家根据节能方针从宏观层面上做出的规定；如果LPD值小于或等于这个标准值则为合格，大于或者等于标准值则需要设计师对照明方案进行优化。对比三个照明方案的LPD值可知，目前双人床布局的照明设计方案更加的节能；通过对比三个照明设计方案的垂直平均照度可以看出，合床而睡时整体的垂直平均照度相较于其他两个方案要高，分床而睡时方案一的空间整体垂直平均照度值为148lx更接近于老年人建筑照明标准中要求卧室整体照度值为150lx。综上所述，当老年人选择分床而睡，床头并排而放时的照明设计方案更能满足老年人卧室照明的功能性、装饰性及经济性原则且节能效果更好[18]。

5 建议

通过以上对老年人卧室照明的模拟分析，对老年人卧室照明设计提出以下优化建议:

在进行照明布灯时，需要根据老年人卧室内的日常生活需求和生理心理的特征进行灯具布置；对比老年人卧室居住模式所需的照明发现，照明能耗的多少是跟灯具数量有关的；在老年人合睡的情况下，其LPD值最低；当分床而睡两床并排而放时，照明所需的能耗相对较低，更能满足老年人照明需求且节能效果更好；在进行开关布局时需要根据老年人的行为习惯确定开光位置与高度，简化开关面板[19-20]。

6 结语

本文基于DIALux软件对老年人卧室的照明设计进行模拟，确定最适合老年人照明需求的照明设计方案；后期照明设计师在进行照明规划的时候具体还需要根据老年人的生理特征来进行优化，本照明优化方案是基于自理型老年人和介助型老年人提出，若想满足卧床老年人的照明需求，还需要结合病房照明标准进行精细化研究。