照明與光害

袁宗南

(袁宗南照明設計事務所，臺灣中原大學設計學院，中國臺灣 999079)

1 人造光與光污染

1879年愛迪生發明了白熾燈泡，點亮了夜晚，成為人類夜間活動的開端。一百多年來，從最原始的鎢絲燈泡到現今省能源的LED，充分表現光科技對人類的重要性，套句知名手機品牌的廣告流行語:“科技始終來自于人性”。由此可見，科技的日新月異，都是為了讓人類的生活環境更便利、更貼近人們所想要的模式。

在享受了以人為的方式所帶來的便利后，城市大樓林立、山坡地開發，人類最原生環境已不如以往，從前城市里的天際線變得模糊，就算是萬里無云的夜晚，也不太容易看到星相，在大部分的城市里，星空都被人為眩光所阻擋，距離我們非常遙遠。從1996－97NASA世界光點分布衛星照片的統計數據中，我們可以發現，三分之二的人類居住在光污染的環境，而其中五分之一的人再也看不到澄澈清透的天空，其中最沒有光污染危害的地方為中非共和國 (圖1)。

圖1 1996－97世界光點分布衛星照片 (來源:NASA美國太空總署官方網站)Fig.1 Global light spot distribution

香港維多利亞港的夜景舉世聞名，更被美稱為“東方明珠”，但是美國權威天文雜志 SKY ＆ TELESCOPE卻曾以維多利亞港的夜景為封面，標題是“Bring Back the NIGHT”(將夜晚帶回來)，顯示其美麗夜景下的真相－嚴重的光污染?；蛟S，有的人會認為，“光污染”并不具有威脅性，只會對觀測星體的星象學家有所影響;然而在觀念進步后，大家開始了解到“黑暗”的重要性。

2 光與生物時鐘

隨著地球的運行，日升月落成為亙古不變的自然現象，日夜的交替成為萬物作息的準則，為了適應周期性的環境變化，公元1729年，法國天文學家迪梅倫 (Jean Jacques d＇Ortous de Mairan)發現每一個生物個體都會形成自己的生物時鐘，延伸成為生命的韻律 (黃檀溪，2002)，例如:黎明雞啼、蛾的羽化及蝴蝶的活動都集中在白天等;然而，在人造光發明后，日與夜的界線也變得不那么明顯，生物的作息也因此受到影響。

許多種類的海龜會在夜晚回到出生的海灘產卵，由于人造光的泛濫，夜晚的海灘燈火通明，降低這些海龜們上岸產卵的意愿;即使順利上岸產卵，小海龜出生后也會因為海灘上明亮的燈光而迷失方向，無法回到大海覓食，最后在沙灘上死于脫水。

夜間過亮的燈光，也會影響鳥類的行為，造成“窗殺”(window kill)。在加拿大的多倫多，大樓的人造光源不只讓鳥類困擾，也對它們產生致命的影響。當地人在三個月的時間內，搜集了這些可憐的空中受害者，驚訝地發現:總共有超過1000只鳥(其中包含超過八十九種的鳥類)，成為光污染下的犧牲者。致命光源體認計劃 (FLAP)在北美洲做了一項測試，發現因為光污染使鳥類迷失方向，最少一百萬只的鳥類 (大部分是低飛的歌唱鳥類)，死于撞擊人造結構體或玻璃窗;在人造的城市里，除了原有的棲息地被剝奪，還要面對這迷霧般的空間，即使飛得筋疲力盡，也無法逃脫厄運 (林憲德，趙又蟬，2009)。

人體的感知80%來自于視覺，而視覺的感知也是經由光而產生，這些傳導到人體內的光絕大部分都傳達到視覺皮層，剩下的一小部分則是對于內分泌有所影響，例如:腦下垂體、松果體、腎上腺等，而這些內分泌都控制著人體的生理時鐘。早上起床后，體溫會慢慢增加，心跳逐漸加快，褪黑激素減少;到了晚上，血壓和心跳逐漸降低，深夜過后，褪黑激素就會開始上升。但是現代的人們，由于外在的環境或是自身的職業，如:極區的居民、空姐或是輪班工作者等，在夜間即使到了深夜仍舊接觸到大量的光線，造成生理循環的不正常 (Karen Wright，2002)。

國際照明委員會的會長鮑梅 (W.J.M.Van Bommel)曾經說過:“光線能夠調整與抑制人體的生理程序”，由此可見光對人體的生理影響不可小覷。特別是人的血液中的“褪黑激素(melatonin)”。褪黑激素也可稱為時鐘荷爾蒙，它能夠促進睡眠、調節人體的生理時鐘、抗老化，同時還具有抑止癌細胞生長的功用。這個激素的分泌受到光的影響，除了光的多寡之外，還包括光及暗的韻律影響;在晚上入睡后，褪黑激素的濃度會升高為白天的6倍。隨著人類夜間活動的發達，夜晚的光線越來越強，抑止了褪黑激素的形成。

剛開始輕微的光害會讓人夜晚失眠，進而造成白天昏昏欲睡無法工作，長期下來會讓大腦無法得到休息，造成神經耗弱等精神疾病。近年來，更有研究顯示，不規則的晝夜光線變化，除了會干擾睡眠，還會造成腸胃、心血管等方面的疾病。根據統計，在夜間工作的人的壽命比平均壽命少5－6年，罹患癌癥的機率也比一般人高 (Chepesiuk R.，2009)。

3 色溫與視覺

人類的眼睛可以感知的電磁波波長在380nm－780nm之間，透過三棱鏡的折射大致上可分為紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫等七種顏色，也就是彩虹的顏色。然而這些不同波長的可見光，對于不同的生物的能見度也不同。以人和昆蟲為例，人類眼睛對光譜的敏感度最高值落在紅橘色的區塊，而昆蟲則是落在藍紫色的區塊。若以光源的種類來說，人類對低壓鈉燈光的感知若為100%，昆蟲則只有10%;室內常用的鹵素燈光，對人類的眼睛感知為100%，對昆蟲的感知則增高為400%。

圖2 太陽海濱度假村 (來源:袁宗南照明設計事務所)Fig.2 Vacational village

4 案例分析

4.1 太陽海濱渡假村

有東方夏威夷之稱的沖繩，是海洋與陽光的代名詞，再加上其獨有的琉球文化，營造出濃厚的南洋風情。由于氣候宜人及豐富的自然資源，使沖繩成為日本十分受歡迎的度假勝地。

太陽海濱渡假村 (Kanucha Bay Hotel ＆ Villas)位于沖繩北邊的名護海灣 (Kanucha Bay)，渡假村內除了有一般飯店內的設施外，還有水上活動設施、高爾夫球場及私人海濱等，由于腹地廣大，因此在園區中都必須以高爾夫球車或是園區巴士代步，同時園區就位在海灣的私人海灘，所以視野遼闊，蔚藍的海天一色美景，盡收眼底。飯店采用會員制，非會員則不能進入，因此房客多為日本人，由于住房率從原來的九成下降到兩成，因此相關單位邀請我過去，從實際的入住體驗來給予燈光方面的改善意見。

圖3 住房陽臺 (來源:袁宗南照明設計事務所)Fig.3 Balcong

白天的時候，沖繩的陽光與周遭的自然景觀及各具特色的度假Villa(圖2)，使整個園區洋溢著南方島嶼的渡假風情;每間住房的陽臺均有躺椅及戶外浴池，站在陽臺上的木質地板向外看，一望無際的視野，令人心曠神怡 (圖3)。日間風光明媚的園區環境，到了晚上，燈光卻零零散散，不僅無法凸顯渡假村的南洋氛圍，更有種曖晦不明的感覺，甚至會令人感到“毛骨悚然” (圖4)。半戶外陽臺上的照明，則完全為中央控制，房客無法自己控制，晚上想要就寢時，陽臺上的燈依然很亮，附近的昆蟲都被光所吸引，圍繞在陽臺燈附近 (圖5)，到了早上六點，燈還是亮著，直到七點燈才熄滅，但是蟲都不見了，去哪里了呢?一看地上，全部都是昆蟲的尸體 (圖6)，旁邊的景觀浴池里，也都是昆蟲的殘骸 (圖7)，我想我應該也從中找到了住房率不斷下降的原因。由于是會員制，所以會員之間彼此會口耳相傳，導致住房率每況愈下。白天時看到戶外景觀浴池的喜悅，卻在看到澡缸里昆蟲的尸體后，瞬間化為昨夜泡澡的陰霾，心里不由得直發毛，這對向來注重整齊及清潔的日本人來說，無疑是一個不能忍受的缺失。

圖4 夜間外觀燈光 (來源:袁宗南照明設計事務所)Fig.4 Exterior light

圖5 昆蟲被燈光吸引 (來源:袁宗南照明設計事務所)Fig.5 Insects attracted by light

圖6 地板上昆蟲的尸體 (來源:袁宗南照明設計事務所)Fig.6 Insects bodies on the floor

圖7 浴缸里昆蟲的尸體 (來源:袁宗南照明設計事務所)Fig.7 Insects bodies in the bathtub

不良的照明設計不但無法提升園區的整體價值，更造成了對房客及自然環境的干擾。因此在人與自然環境的平衡上，我們建議營造兩種力量:推力——戶外浴池上方的照明建議更換為鈉燈，降低吸引蚊蟲的機會;拉力——在渡假村內的景觀區中增設主題植栽照明，增加對蚊蟲的吸引力，同時顯亮島嶼風情的自然景觀，一舉數得，將人與大自然間的距離，規范在一適當的范圍內，互不干擾。

4.2 MIHO美術館

MIHO美術館為一項美國與日本的聯合計劃，美術館的創辦人神慈秀明認為美能夠感化人心，促進世界的和諧，因此他在距離京都不遠的日本滋賀縣信樂町的自然保護區內，找到一片他心目中的凈土，并且邀請世界知名的貝聿銘擔任美術館的建筑設計師。

美術館的建筑面積達1002000平方米，基于保護自然環境以及與周圍的景色融合，建筑體的三分之二都埋藏于地下，因此建造美術館時，幾乎挖空了半座山，在完成之后還實行了水土復育，工程十分浩大。建筑外觀則由鋁質框架及玻璃天幕所組成，實體的部份為暖色系的物料，在與環境融合的同時，也展現了設計者的巧思。當貝聿銘第一次來到這個地方時就感動地表示:“這里是桃源鄉”。所以美術館的設計概念即以中國古代山水詩人陶淵明的《桃花源記》為主軸:建立一個地上的天堂。首先，以借景的方式點題，框出動線之所在，通過跨越兩座山脊的隧道及吊橋后，便看到美術館小巧的入口，頗有《桃花源記》中的味道:“山有小口，彷佛若有光，便舍船，從口入。初極狹，纔通人;復行數十步，豁然開朗”。貝聿銘曾說:“我肯定來這里的人將會明白我是有意識地設計此美術館與自然融為一體”。因此建筑物雖矗立于山林中，卻同時也是大自然的一部份，讓整個美術館在綠色的信樂山岳中若隱若現。

由于貝聿銘對于光線在建筑中所扮演的角色十分重視，因此幾何與光影的相互作用是貝聿銘建筑的基本特質。參觀者一進入到室內，便可體會到室內環境因光線所產生的變化，陽光從玻璃屋頂灑落，隨著一天當中不同的時間，一年當中不同的季節而變化，照亮了淺黃色的墻面，形成不同光影的圖案，營造出溫暖的氛圍。在人工照明的燈具型式上，從戶外小徑的路燈到室內大廳的壁燈，均帶有強烈的傳統日式的設計風格，搭配透光的雪花石燈罩，更加突顯出美術館的時代感。

當時被館方邀請，針對館外隧道的夜間照明提出改善的意見。白天時，對于外觀所建立起的文學印象及室內的光影變化十分地贊嘆;在館內參觀的時候，遇到美術館里打掃的歐巴桑，于是便問她對于館內的清潔有無特別麻煩之處，她第一句話就說:“昆蟲的尸體”。

從幾百萬年以來，這片山林的主人，便是這些山中的昆蟲及生物，人才是外來者，由于人類的侵入，造成它們飛娥撲火的悲劇。我們仔細地檢視了館內外的透光燈罩，發現燈罩里都堆滿了昆蟲的殘骸。這樣的現象對于戶外的隧道，更是明顯。隧道中原來為埋入式投光燈，由下往上洗，在隧道頂形成了漂亮的光暈 (圖8)，乍看之下沒有什么不妥，但是貝聿銘表示建筑是為人服務，因此在燈光設計上首要考慮的應該也是人，這樣的燈光效果會對于來往行人造成眩光，應該要避免，于是美術館改用線型的光源下洗，讓光暈落在地面，照顧到行人需求的同時也降低了不適感 (圖9)。剛開始，使用的光源為日光燈，因為昆蟲的趨光效應，造成在隧道內步行的婦人被蚊子叮了四十幾個包，還使得MIHO美術館因此挨告，于是我們建議美術館將線型光源的色溫改為琥珀色 (圖10)，運用昆蟲與人所能看到的光波長不同，降低光對昆蟲的吸引力，在山林中創造一個對自然友善的光環境。

圖8 隧道內原始的照明設計 (來源:袁宗南照明設計事務所)Fig.8 Original lighting design in the tunnel

圖9 光暈落在地面 (來源:袁宗南照明設計事務所)Fig.9 Halo falling on the ground

圖10 色溫改為琥珀光 (來源:袁宗南照明設計事務所)Fig.10 Amber light

5 照明與生態

在以上所列舉的兩個照明設計的改善案中，照明的不適當性都是起因于人與生態之間的關系不平衡，兩者間的沖突，對彼此都造成傷害，是一個雙輸的局面，因此我們必須思考如何在自然環境與人類生活中取得平衡，互不干擾，制造雙贏。

宋朝理學名家朱熹的《仁說》:“天地以生物為心者也，而人物之生，又各得夫天地之心以為心者也?！诵暮涡囊玻谔斓貏t盎然生物之心，在人則溫然愛人利物之心，包四德而貫四端者也”。便是一種“天人合一”的概念，講求的是人與自然相和諧、和平共處的精神。將此哲學思想運用在照明技術上，就是我們所說的“生態平衡，融情于景”，才不致于在晚上看到游客們雙手不斷地揮舞，忙于驅趕蚊蟲，又或是因為照度不夠而失足跌倒，同時也避免了這些自然環境中的嬌客無謂地犧牲，又或是因為夜間的光害問題而無棲身之所。

筆者認為:“沒有最好的設計思路，只有更好的設計理念”。在中華傳統文化中，天地萬物為一體的理念，在氣候異常、生態危機頻傳的今天，更能顯現其難能可貴之處，這也讓人不得不佩服老祖先的智慧，竟考慮得如此深遠!對于身處二十一世紀的我們來說，不斷精益求精的照明技術是整體照明質量提升的重點，而“天人合一”本質的追求則是照明設計的宗旨，唯有兩者并重，才能相輔相成，為人與自然創造一個更和諧的光環境。

［1］黃檀溪.生物時鐘調控有因.科學人，2002，9.

［2］林憲德，趙又蟬.都是艾迪生惹的禍:光害.新自然主義股份有限公司，2009.

［3］萊特 (Karen Wright).生物時鐘滴.答.滴.科學人，2002，9.

［4］Chepesiuk R..Missing the dark:health effects of light pollution.Environ Health Perspect，2009，117(1):A20－7.