基于視覺舒適度的商場照明問題分析

黨 睿，卜燕慧，王卿臣，劉 剛

(天津大學建筑學院，天津市建筑物理環(huán)境與生態(tài)技術重點實驗室，天津 300072)

引言

商場在日常生活中扮演著越來越重要的角色，不僅滿足人們的購物需求，還是休閑娛樂的場所，因此商場物理環(huán)境受到越來越多關注。人工照明作為建筑物理環(huán)境的重要組成部分，在滿足空間光環(huán)境使用功能、營造舒適的休閑購物氛圍、展示商品效果等方面起著關鍵作用[1, 2]。但由于商場的特殊性，照明能耗占商場建筑總能耗的35%～40%，是所有公共建筑中能耗占比最高的一類[3]。同時商場對光環(huán)境舒適度有著很高的要求，因此，如何在保證光環(huán)境舒適度要求的基礎上降低照明能耗，是目前亟待解決的問題之一。

要得到商場照明舒適度評價指標體系，進而為照明節(jié)能設計提供依據(jù)，首先需要對目前我國商場人工照明中的現(xiàn)狀問題進行分析。因此，本研究通過對北京地區(qū)的大型商場進行現(xiàn)場調(diào)研，采用客觀物理參數(shù)測量與主觀舒適度評價相結(jié)合的方法，得到實際數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行分析歸納，提出現(xiàn)存主要問題，為建立商場照明舒適度評價指標體系提供基礎。

1 研究方法和內(nèi)容

本研究數(shù)據(jù)源來自于北京2個大型商場的人工照明調(diào)研，由于商場為全國連鎖，數(shù)量較多，且模式相同，因此具有一定的代表性。調(diào)研時間為2017年2月和7月。為排除天然光的影響，調(diào)研時間段選擇為2月每天19:00—22:00，7月每天20:00—22:00。現(xiàn)場測試使用儀器為分光輻射亮度計CL-500A。調(diào)研方法和內(nèi)容如表1所示。表1內(nèi)幾項關鍵數(shù)據(jù)解釋如下：

1)公共空間人工光環(huán)境物理參數(shù)。公共空間照明水平照度：調(diào)研中將大型商業(yè)空間分為公共空

表1 調(diào)研內(nèi)容和調(diào)研方法

間與店鋪空間兩類進行調(diào)研。公共空間包括商場一層中庭及各層交通空間。調(diào)研選擇公共空間中不同照明方式的典型區(qū)域，被測公共空間位置圖見圖1。按照GB/T 5700—2008《照明測量方法》中的中心布點法布置測點，在每個測點0.75 m處測量三次的水平照度，取平均值減少誤差[4]。

2)店鋪空間人工光環(huán)境物理參數(shù)。

(a)店鋪交通空間照明水平照度：將店鋪照度測量分為交通空間照明及商品照明。選取店鋪交通空間的不同照明方式的典型區(qū)域，采用中心布點法進行交通空間的測點布置，在每個測點0.75 m高處的測量水平照度三次，取平均值減少誤差。

圖1 被測公共空間位置圖Fig.1 The position of public space investigated

(b)店鋪商品照明水平照度：根據(jù)店鋪內(nèi)擺放商品貨架的不同照明方式，選擇貨架的若干個典型區(qū)域，根據(jù)中心布點法布置測點，測量得不同照明方式對應的店鋪商品人工照明水平照度。

3)主觀評價參數(shù)。視覺舒適度：視覺舒適度主觀評價使用問卷調(diào)查法。在進行物理參量測試的各個區(qū)域，同時發(fā)放主觀調(diào)查問卷，選擇顧客及店員作為評價者。在未被告知實測數(shù)據(jù)的前提下，被試者感受當前位置人工照明環(huán)境，填寫調(diào)查問卷，對視覺舒適度做出評價。問卷按照舒適度水平分為5檔，其中1為不舒適，2為較不舒適，3為一般，4為較舒適，5為舒適。調(diào)研種共發(fā)放300份調(diào)查問卷，回收有效問卷為289份，其中顧客與店員的比例為1∶10。

2 商場照明調(diào)研結(jié)果

2.1 公共空間照明現(xiàn)狀

被測的商場的公共空間的位置如圖1所示。商場公共區(qū)域照明情況如表2所示。

表2 商場公共區(qū)域照明情況

根據(jù)對調(diào)研數(shù)據(jù)的統(tǒng)計及分析,得到商場公共空間不同區(qū)域人工照明各物理參量及視覺舒適度現(xiàn)狀(見圖2、圖3)。

圖2 公共空間各區(qū)域平均照度Fig.2 Average illuminance in public space

圖3 公共空間各區(qū)域一般顯色指數(shù)Fig.3 General color rendering index in public space

由圖2可知，調(diào)研商場照明公共空間平均照度總體滿足規(guī)范要求，區(qū)域平均照度基本為300～400 lx，局部區(qū)域照度達到475.2 lx。且B商場公共空間平均照度高于A商場[5]。

由圖3可知，調(diào)研商場公共空間一般顯色指數(shù)大多高于80，滿足規(guī)范要求。在實測過程中發(fā)現(xiàn)LED光源一般顯色指數(shù)低于金鹵燈顯色指數(shù)[5]。

由圖4可知，調(diào)研商場人工光環(huán)境公共空間色溫較統(tǒng)一，為3 000 K低色溫，局部區(qū)域為4 000 K中色溫，營造了舒適溫馨的商場氛圍。由圖5可知，調(diào)研商場人工光環(huán)境舒適度平均值在A商場約為3.5(1為不舒適，2為較不舒適，3為一般，4為較舒適，5為舒適)，B商場的視覺舒適度平均值為4.1，視覺舒適度均滿足要求。公共空間人工光環(huán)境舒適度變化趨勢與各人工光環(huán)境物理參數(shù)均有關[6]。

圖4 公共空間各區(qū)域相關色溫Fig.4 Correlated color temperature in public space

虛線表示視覺舒適度為適中圖5 公共空間各區(qū)域光舒適度Fig.5 Visual comfort in public space

2.2 商場店鋪照明現(xiàn)狀

根據(jù)對調(diào)研數(shù)據(jù)的統(tǒng)計，得到商場店鋪照明各物理參量及視覺舒適度現(xiàn)狀(見圖6～圖9)。

虛線表示現(xiàn)行商場照明標準值圖6 商場店鋪照明平均照度Fig.6 Average illuminance in stores

由圖6可知，共調(diào)研12間商場店鋪，其中7間店鋪交通空間一般照明平均照度高于1 000 lx，2間店鋪為500 lx左右，7間店鋪商品重點照明照度高于2 000 lx。珠寶店商品重點照明照度均高于5 000 lx，最高達到近9 000 lx，店鋪照明平均照度遠遠高于規(guī)范要求[7]，且不同店鋪差別較大，應進行實驗研究得到最佳值，對照明設計進行約束，達到節(jié)能的要求。

店鋪環(huán)境照明照度整體較高，重點照明照度高于一般照明。因C店鋪無重點照明，因此商品垂直平均照度低于交通空間照度。由于各個店鋪重點照明的布置方式相差很大，使得不同店鋪商品照度與周圍環(huán)境照度的對比情況差異較大[8]。

虛線表示現(xiàn)行商場照明標準值圖7 商場店鋪照明一般顯色指數(shù)Fig.7 General color rendering index in stores

由圖7可知，店鋪人工光一般顯色指數(shù)大于80，部分店鋪大于90，滿足規(guī)范要求[5]，可以很好的展示商品本身的顏色。店鋪實測中同樣發(fā)現(xiàn)LED光源一般顯色指數(shù)低于金鹵燈一般顯色指數(shù)。

圖8 商場店鋪照明相關色溫Fig.8 Correlated color temperature in stores

由圖8可知，店鋪照明相關色溫多為3 000 K低色溫，珠寶店為4 000 K中色溫。調(diào)研中發(fā)現(xiàn)店鋪照明相關色溫與商品設計理念、商品定位有關，不同品牌店鋪差異較大。

由圖9可知，店鋪人工光環(huán)境舒適度平均值大多高于3.5(1為不舒適, 2為較不舒適，3為一般，4為較舒適，5為舒適)，部分店鋪視覺舒適度平均值達到4.13。視覺舒適度最高的店鋪照度值遠低于舒適度最低的店鋪，因此初步推斷并不是照度越高舒適度越高[9]。

虛線表示視覺舒適度為適中圖9 商場店鋪照明視覺舒適度Fig.9 Visual comfort in stores

3 結(jié)論

1)照度：商業(yè)空間的平均照度普遍高于1 000 lx，商品照度普遍高于2 000 lx，最高達到近9 000 lx，遠高于現(xiàn)行照明標準值。且不同店鋪照明設置隨意，照度差異大，缺乏統(tǒng)一標準的指導。因此，照度高和標準不統(tǒng)一是目前商業(yè)照明能耗過高的主要因素。

2)色溫：多數(shù)店鋪照明使用3 000 K左右的低色溫光源，部分為4 000 K的中色溫光源，因此商場照明以中、低色溫光源為主。

3)顯色性：所有光源的一般顯色指數(shù)均大于80，滿足規(guī)范要求。同時實測中發(fā)現(xiàn)LED光源顯色指數(shù)明顯低于金鹵燈顯色指數(shù)，但根據(jù)視覺舒適度評價結(jié)果顯示，被試者并未對二者造成的顯示效果感覺到明顯差異。因此CRI顯色指數(shù)計算方法是否適用于評價LED光源顯色性，尚存在問題。

4)照明方式：商場公共空間多采用均勻布置內(nèi)嵌筒燈的照明方式，部分設置有LED燈帶。店鋪重點照明常見方式為軌道燈或者燈帶，光源為LED或者金鹵燈。

5)視覺舒適性：根據(jù)現(xiàn)場評價結(jié)果，目前商場的照明環(huán)境基本能夠滿足舒適度要求，但不同店鋪的視覺舒適度存在差異。此外，舒適度與照度和色溫等指標均有關聯(lián)，但具體詳細模型需要進一步實驗研究。

綜上所述，由于目前基于光環(huán)境舒適度的商場照明標準不完善，導致光環(huán)境差異大、照明能耗過高等問題，因此商場照明及其光環(huán)境視覺舒適度亟待通過科學方法建立照明評價指標體系和評估標準。