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健康照明设计探讨

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照明设计健康照明设计探讨陈仲林,刘炜(重庆大学建筑城规学院,重庆400045)计方法进行了探讨。 却是有作用的。由于红外光子的能量比紫外光子的能量小得多,它主要给人以热作用,所以在照明工程中可以仅考虑紫外线对人健康的影响。众所周知,紫外线对人的作用是显著的,当过量或长时间照射紫外线后,可引起皮肤癌;还会引起紫外线眼睛疾病,如白内障等;以及对人体免疫系统起抑制作用,使机体不能产生正常的应激反应,导致疾病发生。 人们对荧光灯照明和黑瘤之间的联系进行了研究。 发现照明对人体健康确有较大的影响。总之,人们要求照明工程不仅要节约资源,有利于环境保护,满足人们生理和心理舒适要求外,而且还要求消除致病因素,有利于身心健康,起到保健照明作用。 人类社会迫切要求健康地向前发展,健康照明也就应运而生。所谓健康照明就是一种有利于人类、环境和社会健康发展的照明。健康照明与绿色照明和舒适照明相比,更强调了照明有利于人们的身心健康,同时健康照明保留了现有照明的行之有效的方法和成果,所以健康照明就是绿色照明、舒适照明和保健照明的合理整合。因此,健康照明系统是一个非常复杂的照明系统,一定要采用新颖的方法进行健康照明设计。 照明设计首先是选择照明方式,健康照明应采用环境照明方式,它不同于现行的一般照明、局部照明、混合照明、分区一般照明方式。所谓环境照明方1健康照明我国照明用电量约占总发电量的10%,而我国电力的四分之三是由火力发电厂提供的,燃烧煤和石油时大量排放C2、2和烟尘等,这会引起温室效应、酸雨和环境严重污染。据研究表明,地球变暖中有一半是⑴2造成的,而其中80%的C2来自燃烧煤和石油。而且,据估计石油可开采50年左右,煤炭可开采300年左右,资源枯竭和环境污染己对人类社会健康发展造成严重威胁。照明科学技术与其他科学一样,正在大力开展节约资源和保护环境的研究工作。从1991年起,各国正在开展绿色照明,它旨在提倡使用高效节能照明产品,鼓励采用节能照明设计和技术,提高照明质量,保护环境。由此看来,绿色照明就是一种高质量节能照明和有利于环境保护的照明。 在当今高度信息化时代,视觉工作对象在改变,紧张性在加,当人们追求工作高效率的同时,也在追求生活和工作的舒适性,并要求照明有利于人们心理和生理上舒适,使工作、学习、生活的场所成为满意的、愉快的、有利于健康的场所。这种心理上和生理上舒适的照明就是所谓舒适照明。 光是一切生物必需的生存条件,正是由于光的刺激,才使得动物在长期的进化和演变过程中形成了眼睛。虽然人眼只能感觉到电磁波谱中一小部分,但是不能被人眼感觉到的紫外线和红外线对人式就是顶棚上一般照明灯与工作灯照明相结合,台灯与工作灯相结合的照明方式。它可以形成个人化光环境,使照明更适合于个性照明,使人们在生理和心理上感到舒适,达到舒适照明目的。为此,需要利用光量大小、方向性、扩散性、光色等变化来满足人们对照明需求,这种变化照明的灵活性和可变化,即四维照明手段与目前使用的固定式照明是不相同的。 舒适照明的实质是有个性照明,为此,必须采用智能化照明控制系统,使人机界面友好,能够调节个人光环境。这与现有的手动或自动照明控制有差别。只有利用智能化照明控制系统才能满足不同年龄、性别、性格、爱好、生理状态、健康状况和工作内容对照明的需求,使照明符合人们的生物节律变化,有利于人们身心健康,实现健康照明目的。 现行的照明设计主要考虑被照面上照度、眩光、均匀度、阴影、稳定性和闪烁等照明技术问题,而健康照明设计不仅要考虑这些问题,而且还要处理好紫外辐射、光谱组成、光色、色温等对人的生理和心理的作用。紫外线对人的健康作用是非常明显的:它不但可以起到杀菌作用,而且在适量紫外线照射下具有抗佝偻病等治病作用。但是在过量或长时间照射后,可能会产生皮肤癌,会引起白内障等紫外线眼睛,也会对免疫系统起抑制作用,导致疾病发生。所以,健康照明的首要任务是如何利用Ti2等半导体薄膜减少照明光源中的紫外线,消除致疾病因素。此外,健康照明还要处理好色彩的心理效应:色的爱好、色的记忆、色的情感性、色的联想和象征;色温与舒适感的关系;明暗感觉,动静感觉,光的构图效果;处理好人的定时和预测同照明效果关系。同时还要处理好色彩的物理和生理效应,尽力做到照明技术和艺术的统一,使人们身心愉快,达到保健照明作用。 由于健康照明设计内容非常丰富,所以不能采用现行的距高比和利用系数法进行照明设计,宜采用具有自学习功能的人工神经网络理论的智能照明设计方法。目前通常采用逆向传播算法,即BP算法,它由输入层、隐层(中间层)和输出层神经网络组成。在运算时,网络输出和教师信号(期望输出)之间的误差逐层逆向传播,并调整各层之间的联接权值和隐层及输出层的阈值,直至使误差小于预先给定的值为止。由于采用普通的数字式计算机进行的,即用时间的复杂性换取空间复杂性,所以正确选取隐层神经元个数就会影响时间效率。遗憾的是,到目前为止,还不能从理论上确定适宜的隐层神经元个数。此外,还要解决好BP算法的局部极小和收敛速度慢等问题,尤其是健康照明是一个复杂的系统,在进行健康照明设计时因考虑的参数很多,上述问题就会更为突出。总之,解决BP算法诸如此类问题,不断改善BP算法,使之成为健康照明设计的有力工具。 健康照明不仅指的是人工照明,而且还应包括天然采光。太阳能是一种巨大的、安全的清洁光源。 人们在天然光条件下,不但视觉功效比人工光高,而且还会使人们感到舒适和有益于身心健康,同时能起到节约电能、保护环境、有利于人类社会健康发展的作用,所以如何进行合理地天然采光是健康照明的一项重要内容。现行的采光标准主要考虑天空扩散光作用,而不太重视太阳直射光。为此,必须采用新颖的日光采光系统和高新材料,将天然光通过光纤等输送到室内需要光的地方;还可以采用电致变色玻璃随时按个人需要调节进光量,使进入室内的可见光和热量达到个人满意的程度,满足人们生理和心理上需要。 3小结健康照明是一种有利于人类、环境和社会健康发展的照明。人类社会需要健康地向前发展,健康照明符合了人类的需要。因此,照明不仅要考虑保护人体健康,即要考虑保健照明,而且还要考虑使照明有利于植物生长,并尽量减少光辐射对古建筑的影响等,这些光生物学和光化学的问题是非视觉照明的主要研究内容。总之,从广义上讲,所谓健康照明就是绿色照明、舒适照明和非视觉照明的合理整合。 为了实现健康照明,除了研究健康照明设计方法和尽可能做到技术与艺术的统一外,还要研究健康照明概念、原理,并且要充分利用现代科学技术的新成果,不断研究出高品质新光源,同时要开发出采光和照明新材料、新系统,充分利用天然光,节约能源,保护环境,使人们身心健康。为了使健康照明设计顺利发展,还应尽快制订健康照明设计标准。

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