住宅健康照明的品質(zhì)管控問題探討

王 偉，王 丹，趙曉波

(1.中冶置業(yè)集團(tuán)有限公司，北京 100088；2.清華大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司，北京 100084；3.清華大學(xué)建筑學(xué)院，北京 100084)

引言

隨著第三類感光細(xì)胞和非視覺通路的相繼發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)代意義上的健康光環(huán)境，不再僅滿足光照品質(zhì)及視看要求，還需滿足人體內(nèi)在的光生物學(xué)要求[1]。光照和人體褪黑素的分泌抑制有著直接的聯(lián)系，光照對(duì)褪黑素分泌的影響很大程度上取決于接收到的光線總量(光照強(qiáng)度)和品質(zhì)(光譜輸出分布)[2]。在白天較明亮的環(huán)境中，褪黑激素分泌下降，減少睡眠；而在夜間昏暗環(huán)境中，褪黑激素分泌增加，促使健康睡眠。光還會(huì)影響激素皮質(zhì)醇等的分泌和與之關(guān)聯(lián)的生理節(jié)律系統(tǒng)，影響體溫、血壓、心率，影響人的覺醒度和情緒等。

通過調(diào)節(jié)照明環(huán)境，響應(yīng)人的生理節(jié)律，可以有效地調(diào)節(jié)人體的覺醒度和情緒狀態(tài)。此外，光作為一種治療手段，在治療精神和情感障礙、睡眠障礙、自身免疫性疾病、癡呆、皮膚病等方面皆有不錯(cuò)的效果。因此，一個(gè)擁有光健康概念的照明環(huán)境，除了滿足使用者的基本視覺功效外，還應(yīng)對(duì)使用者的生理節(jié)律、心理情緒等起到積極有效的調(diào)節(jié)與干預(yù)[3]。

健康照明管控是實(shí)現(xiàn)照明品質(zhì)的關(guān)鍵因素，通過住宅項(xiàng)目實(shí)踐總結(jié)出一套管控體系，可以提升健康照明項(xiàng)目?jī)r(jià)值和社會(huì)價(jià)值。

1 住宅健康照明品質(zhì)管控的路徑與意義

目前住宅光環(huán)境品質(zhì)良莠不齊。相較于現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)的要求，我國(guó)普通住宅的照明水平仍有很大提升空間，從健康角度切入的光環(huán)境設(shè)計(jì)尚未普及。創(chuàng)造利于視覺舒適、生理健康、心理和精神健康，甚至社會(huì)健康的室內(nèi)光環(huán)境對(duì)我國(guó)城市居民邁向健康生活、踐行健康中國(guó)非常重要。

住宅健康照明的推廣實(shí)施，需建立完整的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，總結(jié)梳理項(xiàng)目管理體系。健康照明的研究和應(yīng)用實(shí)踐已經(jīng)有了一段時(shí)間，標(biāo)準(zhǔn)體系正逐步建立。健康照明的標(biāo)準(zhǔn)需同時(shí)關(guān)注視覺功效、生理健康和心理健康的平衡，兼顧提高效率，促進(jìn)節(jié)能、舒適和健康的平衡[4]。健康照明研究應(yīng)根據(jù)不同人群給出不同的解決方案。中國(guó)建筑學(xué)會(huì)發(fā)布的《健康建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》(T/ASC 02—2021)[5]規(guī)定了光環(huán)境的具體參數(shù)要求。中國(guó)照明學(xué)會(huì)發(fā)布的《中小學(xué)教室健康照明設(shè)計(jì)規(guī)范》(T/CIES 030—2020)[6]在滿足基本視看功能基礎(chǔ)上，關(guān)注視力健康。中國(guó)老年學(xué)和老年醫(yī)學(xué)學(xué)會(huì)發(fā)布的《老年人照料設(shè)施光環(huán)境設(shè)計(jì)規(guī)范》(T/LXLY 00011—2022)[7]同時(shí)關(guān)注老年人在視覺安全、節(jié)律恢復(fù)、情緒安撫的需求，實(shí)現(xiàn)老年人照料設(shè)施健康照明。

健康照明的標(biāo)準(zhǔn)體系應(yīng)以健康照明設(shè)計(jì)為出發(fā)點(diǎn)，響應(yīng)人體生物節(jié)律，關(guān)注視覺和空間定向安全，并且呼應(yīng)信息化時(shí)代個(gè)體行為和情感需求，并通過靈活智能的控制系統(tǒng)保障設(shè)計(jì)的有效實(shí)施。

住宅健康照明的實(shí)施需要企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)聯(lián)合推動(dòng)，建立企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)可包含設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、管控流程、技術(shù)措施、燈具規(guī)范、典型設(shè)計(jì)、科技系統(tǒng)展項(xiàng)展示、樣板間解說(shuō)詞等，形成一套管控體系。設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)可細(xì)分為《居住類產(chǎn)品健康照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》、《居住類產(chǎn)品健康照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)燈具規(guī)范》、《居住類產(chǎn)品健康照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)典型設(shè)計(jì)》等，主要內(nèi)容包括各空間各功能需求(場(chǎng)景模式)下的照明相關(guān)參數(shù)的規(guī)定、照明控制策略及其設(shè)備要求、不同場(chǎng)景的照明控制參數(shù)建議及照明設(shè)計(jì)典型圖示。

2 住宅健康照明設(shè)計(jì)——以老年人為例

2.1 照明設(shè)置要點(diǎn)

伴隨著我國(guó)老齡化程度日益加深，老年人口占比漸重。作為重要的社會(huì)組成部分，其需求應(yīng)當(dāng)?shù)玫匠浞种匾暋＠夏耆穗S著身體機(jī)能和視覺系統(tǒng)的衰退，阿爾茨海默病、睡眠障礙、心血管疾病和抑郁情緒等問題嚴(yán)重，其顏色感知度下降，視覺敏銳度降低，進(jìn)深感知能力下降，動(dòng)態(tài)光的適應(yīng)能力減弱，暗適應(yīng)時(shí)間和眼睛聚焦時(shí)間延長(zhǎng)，對(duì)光更加敏感，所需的光照刺激量增加[8]。

室內(nèi)光環(huán)境與老年人的日常生活息息相關(guān)，研究表明，良好的室內(nèi)光環(huán)境不僅能夠?yàn)槔夏耆说男袨榘踩峁┮曈X保障，還可以有效調(diào)節(jié)老年人的生理節(jié)律，促進(jìn)心理情緒健康。老年人使用空間的光環(huán)境需注重以下幾個(gè)方面[7]：

(1)視覺功效。光環(huán)境設(shè)計(jì)應(yīng)提高老年人視覺功效，降低安全隱患；

(2)生理節(jié)律。照明系統(tǒng)宜實(shí)現(xiàn)不同色溫、照度組合，滿足老年人在清晨、日間、傍晚、就寢前后不同時(shí)段的光環(huán)境需求，幫助老年人修復(fù)節(jié)律相位、提高節(jié)律振幅；

(3)心理情緒。光環(huán)境設(shè)計(jì)宜在室內(nèi)營(yíng)造積極、豐富的天然光環(huán)境場(chǎng)景，促進(jìn)老年人的社交行為，改善情緒狀態(tài)，提升生活品質(zhì)。

經(jīng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，老年人跌倒是引發(fā)老年人生命安全的重要誘因。老年人遭遇的跌倒事件絕大部分都發(fā)生在原本非常熟悉的環(huán)境之中[9]。老年人需要高照度且高均勻度的基礎(chǔ)光照環(huán)境，另外通過在老年人相關(guān)空間設(shè)置橫豎向線性光，可幫助老年人了解自身定位，提高穩(wěn)定性。線性光的設(shè)置需注意以下幾點(diǎn)：(1)線性光可與空間橫豎向結(jié)構(gòu)相結(jié)合，如門框或墻面陽(yáng)角、陰角等(圖1)，強(qiáng)化空間界定；(2)線性光需可調(diào)節(jié)亮度和色溫，白天采用高于環(huán)境的亮度，增強(qiáng)可視性；色溫與自然界色溫一致，響應(yīng)生理節(jié)律。夜間調(diào)整為低亮度、低色溫的夜燈，為老年人起夜提供定位指引和垂直、水平基準(zhǔn)；(3)線性光宜具備“報(bào)警”功能，燈具與空間其他設(shè)備相關(guān)聯(lián)，當(dāng)檢測(cè)到有老人跌倒的情況，則觸發(fā)報(bào)警模式(閃爍光)，快速為家屬和救護(hù)人員傳遞信息。

圖1 線性光與門框結(jié)合示意Fig.1 Schematic diagram of the combination of linear light and door frame

老年人睡眠時(shí)間短且易受外界因素干擾，在老人臥室至衛(wèi)生間路徑設(shè)置連續(xù)的低照度低色溫夜燈(圖2)，可以避免老年人起夜時(shí)因眼部曝光過多而快速丟失睡意。夜燈安裝高度不高于30 cm，出光方向需為水平線以下，主波長(zhǎng)≥550 nm、光通量≤15 lm、距地76 cm垂直照度≤50 lx，需設(shè)置手動(dòng)開關(guān)和自動(dòng)感應(yīng)開關(guān)[10]。

圖2 老人房至衛(wèi)生間夜燈布置示意Fig.2 Layout diagram of night lights from the elderly room to the bathroom

老年人使用空間還應(yīng)注意眩光控制，盡量采用間接照明的方式提供環(huán)境光。筒射燈宜選擇遮光角≥40°的燈具，同時(shí)搭配合適的防眩組件。吸頂燈、床頭燈和其他裝飾性燈具應(yīng)采用柔和出光形式，避免直視光源。

2.2 照明設(shè)施設(shè)置要點(diǎn)

近年來(lái)照明技術(shù)發(fā)展迅速，尤其是LED光源出現(xiàn)以來(lái)，照明設(shè)施和技術(shù)進(jìn)一步加快更新。健康照明需燈具可無(wú)極調(diào)節(jié)亮度、色溫，照明控制系統(tǒng)可靈活編輯燈具組，同時(shí)還需搭建燈具與智能家居之間的橋梁。目前照明燈具設(shè)備、照明控制系統(tǒng)、智能家居之間的融合還需進(jìn)一步提升，需要專業(yè)程序編程的研究支持和三方技術(shù)的協(xié)調(diào)配合。

空間內(nèi)所有燈具及相關(guān)感應(yīng)設(shè)備需接入集中控制系統(tǒng)。系統(tǒng)服務(wù)器需能夠?qū)艟哽`活分組，并將多個(gè)燈具組的不同狀態(tài)組合為特定的照明場(chǎng)景。照明燈具、控制模塊及控制系統(tǒng)之間可通過無(wú)線連接，信息通過網(wǎng)絡(luò)上傳至服務(wù)器及云端，可使用手機(jī)或平板APP通過局域網(wǎng)或外網(wǎng)對(duì)照明場(chǎng)景實(shí)行控制，可納入智能家居系統(tǒng)通過語(yǔ)音進(jìn)行控制。本地控制面板可根據(jù)老年人的使用需求提供個(gè)性化設(shè)置，面板位置應(yīng)結(jié)合老年人的生活習(xí)慣，面板按鍵應(yīng)簡(jiǎn)明易讀、易操作。控制系統(tǒng)宜具備大數(shù)據(jù)采集和處理功能，后期根據(jù)老年人的使用習(xí)慣實(shí)現(xiàn)專屬定制(圖3)。

圖3 控制系統(tǒng)原理圖Fig.3 Control system schematic diagram

3 健康照明實(shí)施項(xiàng)目管理

本節(jié)通過某樣板間典型照明模式為例介紹健康照明的應(yīng)用。樣板間的設(shè)計(jì)以展示效果為主要出發(fā)點(diǎn)，表達(dá)科技地產(chǎn)的產(chǎn)品力。批量交付需要結(jié)合工程實(shí)踐，考慮各方實(shí)施界面劃分。

3.1 樣板間實(shí)施

樣板間照明場(chǎng)景模式較多、實(shí)施施工周期和展現(xiàn)效果要求高，預(yù)算較寬裕。根據(jù)樣板間上述特點(diǎn)和現(xiàn)場(chǎng)常見問題，品質(zhì)管控圍繞著前期協(xié)調(diào)、現(xiàn)場(chǎng)管理和提升展示效果三個(gè)方面展開。健康照明作為建筑科技的專項(xiàng)，宜設(shè)置專項(xiàng)技術(shù)負(fù)責(zé)人統(tǒng)籌健康照明科研單位、室內(nèi)精裝設(shè)計(jì)單位、燈具廠家、機(jī)電施工單位、智能化實(shí)施單位工作。

項(xiàng)目管理中有大量的協(xié)調(diào)工作：(1)需要協(xié)調(diào)技術(shù)團(tuán)隊(duì)和實(shí)施團(tuán)隊(duì)；(2)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)營(yíng)銷工程等地產(chǎn)條線；(3)協(xié)調(diào)精裝照明智能化電氣等專業(yè)；(4)協(xié)調(diào)研發(fā)和項(xiàng)目公司執(zhí)行團(tuán)隊(duì)。健康照明設(shè)計(jì)應(yīng)與精裝設(shè)計(jì)結(jié)合，由健康照明科研單位給出健康照明設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(含家具及燈具布置原則)，室內(nèi)精裝設(shè)計(jì)單位結(jié)合健康照明理念和精裝設(shè)計(jì)風(fēng)格完成照明及機(jī)電點(diǎn)位設(shè)計(jì)(圖4)并與健康照明科研單位一起負(fù)責(zé)燈具選樣定樣，燈具廠家完成定制，機(jī)電施工單位完成燈具安裝管線設(shè)置。業(yè)主聯(lián)合設(shè)計(jì)單位、智能化實(shí)施單位完成場(chǎng)景調(diào)試和控制聯(lián)動(dòng)(圖5)，健康照明科研單位根據(jù)照明場(chǎng)景設(shè)置編寫樣板間參觀訪問解說(shuō)詞。燈具實(shí)際效果和設(shè)計(jì)選型可能有偏差，樣板間的燈具可選擇由設(shè)計(jì)單位送樣業(yè)主單位和設(shè)計(jì)單位共同審核，業(yè)主單位應(yīng)實(shí)現(xiàn)全過程把控。

圖4 樣板間喚醒照明設(shè)計(jì)點(diǎn)位圖Fig.4 Wake up lighting design point bitmap in the sample room

圖5 臥室健康照明實(shí)景圖Fig.5 Realistic view of healthy lighting in the bedroom

設(shè)計(jì)工作完成后進(jìn)入到現(xiàn)場(chǎng)管理。現(xiàn)場(chǎng)管理首先是設(shè)備管理。由于施工單位多、施工周期緊張，一旦發(fā)生設(shè)備丟失會(huì)對(duì)項(xiàng)目進(jìn)度產(chǎn)生較大影響。現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)協(xié)調(diào)不同作業(yè)工序安排。燈具廠家的產(chǎn)品差異性經(jīng)常導(dǎo)致照明效果偏差，照明設(shè)計(jì)應(yīng)重視調(diào)試工作，應(yīng)至少安排3個(gè)工作日進(jìn)行調(diào)試，燈具調(diào)試和智能化控制調(diào)試可同步進(jìn)行。

項(xiàng)目管理需考慮提升展示效果的措施。為了提升客戶參觀體驗(yàn)，應(yīng)提前設(shè)計(jì)參觀路線，比如在老人房集中展示場(chǎng)景等(圖6)。客人一般在白天參觀樣板間，應(yīng)仔細(xì)推敲如何表現(xiàn)照明效果。健康照明科研單位完成樣板間參觀解說(shuō)詞的編寫后應(yīng)培訓(xùn)營(yíng)銷人員，以有效傳遞健康照明理念。

圖6 老人房門框燈實(shí)景圖Fig.6 Realistic view of door frame lights in the elderly room

3.2 大區(qū)批量交付

大區(qū)批量交付的健康照明需要綜合考慮技術(shù)的成熟度、穩(wěn)定性及成本；兼顧地產(chǎn)公司批量裝修帶來(lái)的高效率和業(yè)主個(gè)性化需求。大區(qū)交付和樣板間交付特點(diǎn)不同，健康照明專項(xiàng)研發(fā)團(tuán)隊(duì)品質(zhì)管控更側(cè)重技術(shù)指導(dǎo)和流程管控，并注重設(shè)計(jì)方案落地的完整性，項(xiàng)目公司團(tuán)隊(duì)承擔(dān)落地執(zhí)行責(zé)任。

設(shè)計(jì)創(chuàng)造價(jià)值，也需要設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)價(jià)值。照明設(shè)計(jì)屬于效果類設(shè)計(jì)，大區(qū)的批量交付由于作業(yè)面廣，更需要設(shè)計(jì)圖紙具有落地實(shí)施性。驗(yàn)收階段應(yīng)組織復(fù)盤專題研究，通過實(shí)景照片和設(shè)計(jì)效果圖的對(duì)比提升實(shí)施完成度。

批量交付應(yīng)合理劃分房地產(chǎn)公司配置和客戶自行選配的劃分界面，界面劃分清晰才能實(shí)現(xiàn)品質(zhì)管控。為了易于大批量安裝，隱蔽工程較多較復(fù)雜的技術(shù)項(xiàng)目或者電氣點(diǎn)位預(yù)留可由房地產(chǎn)公司實(shí)施到位；對(duì)于需要個(gè)性化選擇的技術(shù)項(xiàng)目或者市面已成熟的照明產(chǎn)品可由客戶自行選擇。以老人房為例，分為毛坯交付(表1)和精裝交付(表2)兩種情形，總結(jié)了各種房間的照明模式，以及相應(yīng)的照明模式下配備的機(jī)電設(shè)備和實(shí)施界面。

表1 老人房毛坯交付健康照明設(shè)置Table 1 Health lighting settings for the delivery of rough materials in the elderly’s room

表2 老人房精裝交付健康照明設(shè)置 Table 2 Health lighting settings for the delivery of refined decoration in the elderly’s room

4 討論和展望

4.1 實(shí)施總結(jié)

健康照明實(shí)施應(yīng)用的協(xié)調(diào)管理至關(guān)重要，需多個(gè)專業(yè)的設(shè)計(jì)方與實(shí)施方的緊密配合，才能保證項(xiàng)目的完整落地。因此，選擇能力全面的施工單位，降低系統(tǒng)的復(fù)雜度，有利于提高實(shí)施保障率。同時(shí)，健康照明需要考慮批量施工的方便，減少調(diào)試工作的復(fù)雜度。

健康照明需要綜合考慮光的視覺和非視覺效應(yīng)。探索在不同人群不同活動(dòng)場(chǎng)景的照度、眩光、色溫、顯色性、曝光時(shí)長(zhǎng)需求，打造因人而異、因時(shí)而異、因事而異的照明場(chǎng)景。

喚醒照明同步無(wú)極調(diào)節(jié)色溫和亮度，涉及燈具、調(diào)光變壓器、智能控制網(wǎng)關(guān)和智能軟件設(shè)置，應(yīng)預(yù)先進(jìn)行硬件匹配和軟件編寫。門框燈的變壓器需在門框附近隱藏放置，宜隱藏于吊頂或房間柜內(nèi)，施工時(shí)需提前預(yù)留變壓器位置并進(jìn)行機(jī)電管線預(yù)埋。門框燈的亮度不宜過亮，建議適當(dāng)降低門框燈的功率。

4.2 未來(lái)展望

健康照明經(jīng)過在房地產(chǎn)項(xiàng)目上實(shí)踐應(yīng)用，特別是在科技樣板間中的展示，對(duì)提升客戶體驗(yàn)助力營(yíng)銷有良好效果，也提升了科技地產(chǎn)品牌影響力。我國(guó)房地產(chǎn)行業(yè)在追求效率中迅猛發(fā)展，對(duì)產(chǎn)品關(guān)注總體不足。健康照明在行業(yè)內(nèi)還處于早期階段，未來(lái)有很大的進(jìn)步空間，例如進(jìn)一步挖掘用眼健康的需求，拓展燈光與智能化聯(lián)動(dòng)的各種可能性，挖掘并打造全新生活場(chǎng)景；挖掘照明在低碳路線下的發(fā)揮空間，實(shí)現(xiàn)低碳與健康照明的結(jié)合；進(jìn)一步開發(fā)如智能面板、感光探頭、智能開關(guān)模塊、智能調(diào)光模塊等可根據(jù)使用場(chǎng)景的需要實(shí)現(xiàn)本地控制、集中控制、調(diào)光調(diào)色、位移聯(lián)動(dòng)等功能的智能照明控制系統(tǒng)的軟硬件，推進(jìn)行業(yè)發(fā)展，助力美好生活。