基于視亮度的LED筒燈照明評價方法研究

李文　杜晶　姜偉　王田虎

【摘 要】LED筒燈與傳統光源筒燈相比，在安裝與光效等方面具有較大的優越性，已被廣泛應用于各個領域。然而其除了影響視覺效果外，還會影響人體的生理功能。論文基于視亮度方法，針對不同色溫下LED筒燈照明進行了評價研究。研究成果有望為實現更加人性化、舒適化的LED筒燈照明提供實用性的理論支持。

【關鍵詞】LED筒燈；光生物效應；視亮度；色溫

中圖分類號： TM923 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）05（a）-0000-00

【Abstract】This paper focuses on investigating the effects of biological effects of body by color performance of the LED downlights. However， in addition to affecting the visual effects， but also affect the body's physiological functions. Evaluation method in different color temperature LED downlights was studied. This work is expected to provide practical and theoretical support to realize more humane， comfortable LED downlight lightin.

【Keywords】LED downlights； Photobiological effect； Brightness； Color temperature

0 前言

LED筒燈作為一種應用前景廣泛的照明燈具，對于室內照明的適應性已越來越被人們知道，主要應用于商場、辦公室、醫院、家庭等，安裝簡單方便，應用前景廣闊[1-3]。目前，現有的LED筒燈照明標準及規范僅對視覺效果有規定，而未考慮光生物效應的作用[4，5]。論文基于視亮度方法，針對不同色溫下LED筒燈照明進行了評價研究。研究結果有望為科學有效評價LED筒燈照明安全，為人們提供更加舒適化、人性化的健康照明提供理論支持。

1 實驗

實驗在學校一間空宿舍中進行，在一側的桌子上放有LED筒燈進行照明，筒燈可以進行替換，照度也可以進行調節。照明燈具采用的是可調節色溫的LED筒燈，可以交替更換三種色溫：暖白光3000k，自然光4000k，正白光5000k。光源顯色指數均大于80。一共設置九組實驗環境，分別在工作面形成平均照度作為目標亮度基準，調整目標工作面照度均勻度，需要保證超過0.7。實驗一共邀請10名受測者來參加實驗，分別包括男生6名，女生4名，實驗者年齡都21到24歲，均無色盲、色弱，實驗者提前十五分鐘進入房間適應光線，由于人眼視覺習慣，每次實驗前會有五分鐘左右時間來適應環境。

本實驗使用的評價方法主要有兩種，分別是獨立評價還有對比評價。在獨立評價部分中需要受測試者獨立對每一組場景進行評價。使用李克特量表（Likert scale）七分量表，對特定的色溫，照度的照明環境進行評價。該量表由一組陳述組成，每一陳述有"非常明亮"、"明亮"、"有的明亮"、"不明亮"、"有點昏暗"、"昏暗"、"非?；璋?七種回答，分別記為7、6、5、4、3、2、1，每一個被調查者對于回答每道題目所得的分數用來表示他對此次評價的態度，這一分數可以說明他在量表中的對視亮度的評價。

在對比評價測試時，實驗者坐在相鄰兩個完全相同的隔間之間正中處，左側隔間作為基準照明環境，用作參照。而右側的隔間則是當作調整光源照射的環境，依次更換右側隔間的LED筒燈，變換不同色溫的LED筒燈直至到測試者覺得左右兩邊給自己感受相同，觀測并記錄右邊隔間目標面的平均照度。為了保證人眼適應能力，調節測試包括一次由暗到明的調節和一次由明到暗調節。每次測試需要做兩次。

2 結果與討論

在相同照度環境下，不同色溫的實驗中，高色溫環境下的視亮度指標要高于低色溫環境，并伴隨著照度的增大，這一現象尤為明顯，實驗的結果表明了在相同照度情況下，3000k色溫的視亮度評價最低，而4000k色溫環境的視亮度評價最高，如圖1所示。

以上的實驗結果表明，色溫對同樣的視亮度會產生不同的影響，在相同照度下4000K和5000k色溫下的視亮度比3000k下的視亮度要高。

在接下來的對比實驗中，九組場景依次在左隔間內進行，在右隔間設調整色溫的變換，分別從亮到暗，從暗到亮分兩次慢慢調節右隔間照明環境，當受測者感覺左右隔間樣亮時停止，測量并記錄此時工作面的平均照度，結果取兩次調節測試結果的平均值。測試結果如表2所示。測試的結果表明，低色溫下的光環境需要更大照度來達到和高色溫環境同等的視亮度評價，而高色溫的照射情況只需比較低的照度就能夠得到與低色溫相同的視亮度評價。

3 結 論

論文視亮度基于針對LED筒燈進行了評價實驗，對三種色溫分別為3000k，4000K以及5000k的LED照明環境評價。建立了以三種色溫與三種照度組合的九組基準評價場景。實驗結果表明，在受到的照度相同的狀況下，色溫較高會給人帶來比較高的視亮度的評價，反之則依然。視亮度的變化會隨著照度的提高而提高。所以低色溫的照明情況下，如果需要提高視亮度的評價感受，那就需要提高照度或物理亮度。

參考文獻：

[1] 羅婉霞， 李柏林. 拉深工藝在LED筒燈設計上的應用[J]. 照明工程學報， 2014（4）：90-94.

[2] 李炳華.淺談LED在室內照明中的應用[J]. 智能建筑電氣技術， 2014， 8（5）：6-11.

[3] 佚名.強大的LED筒燈和射燈高品質的照明和廣泛的應用[J]. 中國照明， 2011（11）：55-55.

[4] 劉煒， 楊春宇， 陳仲林. 室內照明光環境亮度—視亮度研究[J]. 建筑電氣， 2001， 20（4）：27-30.

[5] 陳仲林， 劉煒， 楊春宇. 視亮度及其應用[J]. 重慶建筑大學學報， 2001， 23（6）：30-32.