基于光生物效應(yīng)的辦公空間天然采光研究——以重慶為例.pdf

1、本論文是國家自然科學(xué)基金青年基金項(xiàng)目《基于光生物效應(yīng)的辦公室天然采光與視覺功效研究》（批準(zhǔn)號(hào)：51108479）以及亞熱帶建筑科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放課題《基于光生物效應(yīng)的亞熱帶建筑采光節(jié)能研究》（項(xiàng)目編號(hào)：2012KB19）的研究子課題，重點(diǎn)研究辦公空間中的光生物效應(yīng)，以及基于此的天然采光辦公人員的視知覺心理感受、生理反應(yīng)與天然光的關(guān)系，為辦公空間中光生物效應(yīng)作用的量化研究提供更科學(xué)的依據(jù)。
　　通過對人眼視網(wǎng)膜上存在的第三類感光

2、細(xì)胞——神經(jīng)結(jié)細(xì)胞（ipRGCs）的研究發(fā)現(xiàn)，它通過對進(jìn)入人眼的可見光輻射產(chǎn)生的生物性反應(yīng)來控制人的生理節(jié)律、生物鐘和人眼瞳孔大小，從而對人體的生理、心理健康等產(chǎn)生影響。光對人體的這種非視覺的生物性反應(yīng)及作用稱為 Cirtopic（管理光非視覺效應(yīng)的視覺，或光生物效應(yīng)視覺），簡稱“光生物效應(yīng)”。
　　辦公室是人們?nèi)粘Ｉ罟ぷ鞯闹匾獔鏊?，辦公空間光環(huán)境品質(zhì)不僅關(guān)系到人們用眼健康，還對其心理感受和生理變化等生物性反應(yīng)產(chǎn)生影響。已有研究

3、表明，采光性能對于辦公建筑的使用非常重要。但現(xiàn)有的采光設(shè)計(jì)規(guī)范僅針對照度、照度均勻度等視覺效果進(jìn)行規(guī)范，采光性能僅依據(jù)采光系數(shù)、房間進(jìn)深和眩光指數(shù)進(jìn)行評(píng)估，而未考慮光生物效應(yīng)的作用；同時(shí)也缺乏針對不同地域光氣候、季節(jié)時(shí)段、采光口朝向的視覺功效研究，因而無法準(zhǔn)確反映辦公場所的實(shí)際采光效果和工作者的生理心理感受。因此，在光生物效應(yīng)理論指導(dǎo)下，研究更適合辦公空間的采光設(shè)計(jì)理念和措施，不僅有辦公人員的身心健康，而且具有滿足建筑照明節(jié)能的意義，從

4、而實(shí)現(xiàn)綠色照明和健康照明的目的。
　　感知光的主體是人，辦公空間采光的發(fā)展必需更多地以人為本，研究人的視知覺心理感受、生理反應(yīng)和視覺功效等光生物效應(yīng)作用，從而為辦公人員提供視看容易，既利于身心健康，又提高工作效率的辦公空間采光建議。光源光色與光生物效應(yīng)息息相關(guān)，光生物效應(yīng)具有特定的光譜、光色、光強(qiáng)度和瞳孔特性。從光生物效應(yīng)出發(fā)，綜合分析人的主觀感知、生理反應(yīng)、視覺功效和不同天然光光色亮度、照度下客觀數(shù)據(jù)變化的關(guān)系，體現(xiàn)了定性與定量

5、分析相結(jié)合的研究策略。本文在真實(shí)辦公間內(nèi)，通過記錄不同天氣狀況下天然光色溫下的視覺作業(yè)時(shí)瞳孔大小數(shù)據(jù)從而進(jìn)行分析比較，研究辦公空間天然采光中光色與視知覺功效的關(guān)系，對工作效率的影響。通過視知覺心理感受和生理反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)分析、研究，進(jìn)一步證實(shí)光源光色對人具有明顯的生物學(xué)效應(yīng)作用。
　　光生物效應(yīng)主要是通過影響人體內(nèi)的褪黑激素分泌而對人的生理節(jié)律進(jìn)行控制，而現(xiàn)有測量褪黑激素的技術(shù)是靜脈抽血檢測，無法實(shí)時(shí)測量。因此就只有從褪黑激素的表象之

6、一——瞳孔大小變化來進(jìn)行測量。而實(shí)質(zhì)上，在天然光條件下，瞳孔的變化不僅受色溫影響，更大程度上是受亮度影響。我們無法控制這兩個(gè)影響因素，因此必須將這二者綜合起來考量。
　　本文首先進(jìn)行問卷調(diào)查，對辦公人員對現(xiàn)有辦公空間光環(huán)境主官感受進(jìn)行調(diào)查，在此基礎(chǔ)上，選取地點(diǎn)進(jìn)行了天然采光的光生物效應(yīng)研究。實(shí)驗(yàn)中，選取東、南、北三個(gè)朝向的辦公間在兩種天空狀況下（測量最具有代表性的全晴天和全云天)，在滿足照度要求的情況下，每隔半小時(shí)進(jìn)行測量。被測者

7、視覺作業(yè)為凝視A4白色紙面，記錄下此時(shí)的天氣狀況、室內(nèi)溫濕度風(fēng)速、室內(nèi)外白板（白紙）處的色溫、亮度、照度以及色坐標(biāo)值。同時(shí)記錄下三名被測者的瞳孔數(shù)據(jù)。從而對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，尋求在相應(yīng)的天然光色溫條件下，亮度對瞳孔的影響。
　　本文將辦公室天然采光與光生物效應(yīng)相結(jié)合，通過分析在重慶地區(qū)不同光氣候時(shí)段、采光口朝向、亮度水平的天然采光條件下，人眼瞳孔大小、主觀感受等變化規(guī)律，研究在光生物效應(yīng)作用下，天然光的色溫、亮度與人的視覺心理生理變化