如今,“以人為中心的照明”、“晝夜照明”、“生物照明”等詞經(jīng)常見諸報端,其實不管是那個詞,都無非在說:適當(dāng)調(diào)光的照明可以在24小時內(nèi)為人類創(chuàng)造理想的條件。
而且沒有任何光源可以像LED那樣“可調(diào)”,可以按特定的色溫、光譜功率、色彩和亮度提供光源。簡而言之,以人為中心的照明在早上和下午都可以激發(fā)人們的興奮點,晚上可以讓他們放松。它可以調(diào)到與太陽相同的水平,從而加強數(shù)百萬年的日出和日落節(jié)奏以及24小時的晝夜節(jié)律。
如果設(shè)計師能將盡可能多的自然采光融入到LED色彩的調(diào)色板中,則會產(chǎn)生巨大的影響。我們都知道,刺激和警覺可以提高學(xué)習(xí)和效率,放松可以幫助睡眠。相反,在錯誤的時間、錯誤的光線可能會毀了這些東西,一些研究人員認(rèn)為它會幫助產(chǎn)生癌癥、糖尿病和其他疾病。
可調(diào)光的、以人為中心的照明(HCL)可以適用于任何地方,比如學(xué)校、辦公室、醫(yī)院、家庭等。
以人為中心的照明(HCL)在醫(yī)院中最能取得效果。在一天中的某些時間調(diào)LED以刺激藍(lán)色頻率,在其他時間調(diào)成溫暖的光調(diào)可幫助患者睡眠和痊愈。而在辦公室中,一個精心設(shè)計的照明系統(tǒng)可以提升士氣和生產(chǎn)率。
研究發(fā)現(xiàn):正確的晝夜光有助睡眠和精神充足倫斯勒理工學(xué)院照明研究中心(LRC)主任馬里亞納菲格羅(Mariana Figueiro)一直認(rèn)為,在辦公室里,正確的晝夜光可以幫助員工在夜間更好地睡覺,并且可以幫助他們振作起來。
倫斯勒理工學(xué)院在美國總務(wù)管理局(GSA)五棟不同的大樓進(jìn)行了為期三年的研究,隨后與GSA一起發(fā)布報告說:“辦公室工作人員在早上接受充足的有效光照或日光,比那些在昏暗或低光照度下的人睡眠更好、抑郁和壓力更低。”
這項研究有109名參與者,他們會戴著LRC設(shè)計的電子吊墜來測量光線攝入量,上面有LRC的度量標(biāo)準(zhǔn)“CS”,范圍從0.1到0.7。0.7代表自然日光的最高點。
Figueiro和成員發(fā)現(xiàn),在早上暴露于CS至少為0.3的員工“能夠更快地入睡,比CS為0.15或者更小數(shù)值的員工,睡眠質(zhì)量更好。”參與者在冬天和在夏天各連續(xù)7天戴著這種電子吊墜。結(jié)果顯示,CS在0.3或更高時,睡眠效果在冬季更好,夏天也是一樣。減壓優(yōu)勢也是一致的。
研究只處在初步菲格羅表示說:“我對結(jié)果并不感到驚訝,這是我們期待的事情。白天的光線很重要,晚上也有很多的光線,比如晚上的微光以及手機顯示屏的光線,但是我們在室內(nèi)的時間是80%-90%,三分之二的時間在辦公室。人們并沒有注意到到辦公室照明的重要性,它可以幫助你在晚上睡得更好。”
菲格羅表示,這項研究只是“第一階段”,她的研究有三個階段。值得注意的是,第一階段并沒有涉及調(diào)光。相反,它只是測量了參與者從現(xiàn)有光源獲得的光線,包括自然光和傳統(tǒng)熒光燈,甚至沒包括LED光源。
在2016年夏季和秋季,在不同的兩個地方進(jìn)行了“第二階段”。LRC在員工電腦屏幕后面安裝了LED面板燈,直接射向大約40名參與者。
圖1. LRC在研究中安裝了LED源,將光調(diào)為0.3 CS,以提高興奮度。參與者表示,覺得更清醒、更有精神。
LRC科學(xué)家在第一階段是測量光對夜間睡眠、壓力和抑郁癥的影響,科學(xué)家也記錄了刺激效應(yīng)。當(dāng)時的假設(shè)是CS為0.3時,光會刺激眼睛,引起幸福,這是因為當(dāng)光照射到視網(wǎng)膜的非視覺受體(ipRGCs)時,它會激發(fā)被稱為黑視素的色素。
第二階段的結(jié)果是:“通過干預(yù),我們發(fā)現(xiàn)受試者自我報告說會更沒有睡意、精力更充沛”,“我們在冬天收集了數(shù)據(jù),我們發(fā)現(xiàn)如果增加一種能提供CS 0.3的光線,就會增加他們的主觀感受,減少嗜睡,增加能量和活力。”
第三階段旨在進(jìn)一步證明LED調(diào)光進(jìn)行晝夜交替的潛在有效性。菲格羅認(rèn)為,健康的照明應(yīng)該以“層”傳遞,其中環(huán)境照明可以來自天花板的燈具,而晝夜節(jié)律的光線可以來自直接照射到眼睛的低勒克斯的藍(lán)色頻率。盡管直接照射到眼睛的光線聽起來像是一個“天方夜譚”,但Figueiro指出,在30 lx的低光照水平下,藍(lán)光仍然會提高興奮度,但不會引起惱人的眩光。她說:“如果你做470納米,你只需要30 lx,所以人們就覺得它非常舒適”,“你甚至不會看到這么多,因為你有環(huán)境光線,而藍(lán)光已經(jīng)融入了其中。”
雖然LED可調(diào)性具有巨大的潛力,但Figueiro也很清楚,辦公室設(shè)計師必須“擁抱”陽光。
Figueiro說:“我們學(xué)到的一件事是,采光設(shè)計必須更加完善,才能提供我們需要的周期刺激。日光是最好的刺激物,但是它并不總是按照它應(yīng)該的方式進(jìn)入到環(huán)境中。”
蘇格蘭注冊處辦公室使用可調(diào)光LED如果你在辦公室里一整天都沒有自然光,那么就可以嘗試可調(diào)光LED。
圖2. Casambi通過不同的方式提供藍(lán)牙控制晝夜照明,例如通過墻壁裝置,或者通過智能手機、平板電腦和其他提供更寬色溫范圍的應(yīng)用程序。這些設(shè)備都不需要網(wǎng)關(guān)。
Casambi公司首席執(zhí)行官TImo Pakkala表示:“最重要的是色溫控制。當(dāng)人們談到以人為中心的照明時,就是色溫控制,目前正在發(fā)生,但還處于早期。我們不僅需要新的光源 ,也需要新的控制。”
雖然Casambi的控制裝置在多個國家的數(shù)千個地點安裝,但是這些裝置中不超過10%在使用可調(diào)CCT。但這個百分比正在增長,最適合的地點莫過于一棟新的大樓。
其中一個地方就是格拉斯哥市中心12層的圣文森特廣場大樓。蘇格蘭注冊處(Registers of Scotland)接管3樓時,它采用了HCL概念,采用Casambi系統(tǒng)來控制約17,300平方英尺(約1600平方米)的300個LED燈。
蘇格蘭注冊處(Registers of Scotland)將LED天花板燈分成8個組,采用開敞式平面布置,另加12個會議室。樓層經(jīng)理凱文·斯圖爾特(Kevin Stewart)表示說,每組和房間都有自己的iPad控制器,它們被安裝在開放式的部分,可以改變亮度和色溫。(圖3)
圖3. 蘇格蘭注冊處的可調(diào)式照明通過安裝在墻上的Casambi的iPad控制進(jìn)行管理。
根據(jù)Casambi英國和愛爾蘭業(yè)務(wù)經(jīng)理斯蒂芬·杰克遜(Stephen Jackson)的說法,這些燈是預(yù)先編程的,可以全天改變色溫。此外,iPad控制可以改變背景。雖然該機構(gòu)確實在考慮亮度,但迄今為止,在色溫設(shè)置方面還沒有太多的調(diào)整。
因此,對于辦公室中的普通人來說,即使級別巧妙地變化,CCT一般也會整天保持灰白色。辦公室的茶水間,就可以設(shè)置為比較放松的琥珀色基調(diào);而會議室則可以切換到較冷的CCT。
該機構(gòu)甚至安裝了一些可以改變顏色的飛利浦“秀”照明,但目前還沒有使用。