藝術照明在適老光環境設計中的應用研究

■李敏敏，黃 彥

隨著老齡化社會的到來，適老化設計在居住和公共空間中變得尤為重要，其充分考慮老年人的身體和行動特點，比“老年設計”涵蓋更廣泛的群體和更長時間范圍[1-2]。目前，國內適老化行業處于發展初期，在建筑、室內設計、市政設施和產品設計等領域不斷拓展。人的視覺感官隨年齡增長而發生著復雜變化[3]，對視覺功能的關注成為適老化設計的要點之一，與視覺感知關系密切的則是特定的光環境營造，國內現有研究實踐主要集中于通過照明改造提升老年人生活質量。照明技術和視覺科學的發展進步促進光環境從關注明亮程度轉變到提升舒適度，讓藝術光影營造介入到以功能、舒適為基本目標的照明設計中[4]，將對老年人的視覺心理和生理健康產生重要影響。

1 適老光環境設計研究應用現狀

人口老齡化已經成為全球性議題，許多國家將適老化研究作為社會發展的重要課題，主要涉及老用設施、用品以及生活環境等方面，適老照明除在智能輔助產品、服務設施方面的應用外，更多體現在基于老年人需求對家庭空間照明改造，居家光環境的適老化實踐經驗也可為其他養老模式提供參考和依據[5]。

適老化設計相關研究涵蓋老年人生理、心理、行為及醫療需求，尤其關注因年齡增長產生的視覺機能變化。近年來，研究還開始關注照明對非視覺方面的影響，如光對生物節律的作用及其對老年人睡眠改善和慢性疾病的影響等。國內外最新研究也開始分析需求理論、社會學相關理論等與老年人照明環境的關系。

1.1 視覺機能變化的研究

國際照明委員會（CIE）技術報告指出，已有大量研究關注年齡變化對視覺效能的影響，并對老年人照明環境參數補償提出了建議；同時，國內外學者也開始對非視覺因素對適老光環境設計的影響進行研究，如Marianne M. Sinoo等提出養老院照度水平和色溫會影響老人生理、心理狀態[6]；同濟大學郝洛西團隊提出，光環境除滿足正常視覺作業外，還應考慮老年人對節律修復及情緒調節的需求[7]。

視覺系統隨著年齡增長的機能退化主要體現在因瞳孔大小、眼睛透光率及色彩感知調節能力的改變帶來的視覺特征的異同，理解這些變化機理是進行適老化室內光環境設計的前提，主要包括：

（1）視網膜照度降低：視網膜照度降低直觀的表達就是感知接受到的光量減少，主要的原因是瞳孔尺寸縮小和晶狀體透光率的降低；

（2）色彩感知的變化：老年人視覺除了明暗的感知，色彩要素同樣重要，考慮人眼階段顏色機制（三色+對立），隨著年齡的增長，視網膜中負責顏色感知的S、M及L錐體感光細胞的敏感性都有所下降（圖1）。

■圖1 不同錐體細胞相對敏感度與年齡的關系

1.2 老年人的視覺需求

日本學者SAGAWA的研究表明，45歲以后人們為了舒適的執行視覺任務需要更多光線。CIE在其技術報告CIE 227：2017《Lighting for older people and people with visual impairment in buildings》中，總結了老年人的視覺特征和需求，相比于我國《老年人照料設施建筑設計標準》JGJ450-2018對照料設施的針對性[8]，CIE報告更多關注老年人室內空間（包括居住建筑）的照明因素。

1.2.1 視覺任務需求

老年人的視覺需求與生活起居的各種“任務”密切相關，一般通過視覺功效來衡量，重要的視覺功效模型包括視覺敏銳度（VA）、相對視覺性能（RVP）及對比敏感度（CS）等。

CIE在196：2011《Guide to increasing accessibility in light and lighting》報告中，展示了不同亮度和年齡條件下VA的變化趨勢（表1），即隨著年齡的增加，VA明顯下降，而亮度對VA的影響相對較小。

表1 不同年齡人群在5m距離的視敏度VA（來源于CIE196：2011數據）

1.2.2 視覺心理需求

老年人的視覺表現不僅受到照明因素和生理響應影響，還與心理的變化有關。隨著年齡增長，老年人可能經歷大腦機能的自然退化、生活狀態、疾病的影響，以及由此產生的失落、自卑、孤獨、焦慮和抑郁等。光照被證實能影響人的心理狀態，如光的累積效應對激素水平（褪黑素、5-羥色胺等）的影響從而改變情緒。這也是健康照明研究領域關注的非視覺效應對生物節律調節的問題。在精神疾病治療領域，光照治療已被嘗試用于阿爾茲海默癥等疾病的干預。

（1）需求理論的相關研究

適老光環境設計中考慮老年人的需求，借鑒了亞伯拉罕·哈羅德·馬斯洛（Abraham Harold Maslow）的“需求層次”和布萊德肖（Bradshaw）“人的需要”等理論。例如，王雅靜將老年人日常行為劃分為基本生命需求、康復改善、休閑娛樂和自我價值表現等方面[9]；冉嘉誠和劉彤等在各自的研究中對老年人行為模式進行了分類[10]。不同需求對光環境的要求也不同，如行動不便或重病的老人可能主要關注照明功能，維持社交或建立自信的老人可能需要提升到舒適性甚至藝術性的層次。

（2）社會學方面的研究

美國學者Duvall首次提出“空巢”概念，指出其對傳統家庭養老模式產生的影響。老年人的社交和環境適應方式的變化涉及多個理論，如撤退理論、活躍理論、連貫性理論及環境壓力和個體能力理論。這些理論主要關注老年人生理退化導致的心理變化，及其社會角色轉變后對環境空間（包括光環境）的適應力和需求[11]。理論研究大多包含在對適老空間環境的實踐經驗中，歸納為老年人生理及心理的需求。

1.3 各國相關研究

不同國家由于進入老齡化社會的時間差異，適老光環境的實踐經驗有所不同。共同特點是利用政策、立法、標準制定規范適老化環境設計，并通過政府補貼、保險、市場化等方式累積了實踐經驗。

美國學者 Ronald L. Mace提出的“通用設計”理論，以及美國退休人員協會（AARP）發布的《Homefit guide》，都在老年人居住環境設計中發揮了重要作用。日本作為較早進入老齡化社會國家，從上世紀末開始就逐步頒布了老年住宅改造相關法規文件，內容涉及住宅地面、家具等住宅部品改造，對于照明與老年人視覺的研究也有較豐富的理論成果累積，日本照明學會編制《照明手冊》中，很早就有關于“老年人福利設施”的照明建議，包括提高照度水平及建立照明引導等內容，并應用于養老院等設施光環境改造實踐。除此之外，德國、澳大利亞、新加坡等國家也在適老化設計方面進行了大量的研究實踐。

1.4 現有研究及實踐的關鍵問題

雖然從理論研究可知對室內外光環境的改造內容主要應依附于老年人對空間環境的整體生理及心理需求，而目前大部分研究和實踐都是從滿足安全、便捷及舒適的照明功能性方面介入，無論是理論研究或實踐，適老光環境設計應用中存在的關鍵問題包括以下方面。

（1）基于視覺任務確定適老化改造光度指標

適老室內光環境照明指標需首先滿足功能需求，對于老年人來說，VA視覺敏銳度（視力）是進行視覺任務的重要參數，雖有研究表明亮度（照度）對視覺敏銳度的影響有限，拋開個體差異等問題，用于不同視覺環境的視覺敏銳度模型都應作為確定光度指標的重要依據。如Inoue和Akizuki確定的相對敏銳度RA來考慮視敏度評估可讀性的方法（圖2），應用相對復雜，在適老化照明工程改造設計中的應用并未得到有效推廣。

■圖2 引入相對敏銳度RA來確定給定條件的任務亮度值（引自CIE227：2017）

（2）考慮色彩、視覺適應以及眩光等因素對視覺影響的復雜性

研究表明，老年人的色彩鑒別能力會隨年齡增長減弱，在低照度水平條件下更加明顯。此外，由于年齡導致的視網膜照度的降低，使老人在夜間或低照度下的視覺適應時間比年輕人長。同時，老年人眼睛的散射增加，導致產生的光幕亮度比年輕人更高，可能使對于年輕人不舒適眩光對老年人成為失能眩光。這些綜合因素的影響增加了適老視覺感知評價在不同空間場所的多元性和復雜性。

2 藝術照明在適老化照明中的應用研究

2.1 藝術照明與適老化

隨著社會發展，老年人生活空間環境條件更加復雜多變。適老化照明設計需要在視覺科學理論的基礎上，充分考慮老年人生理和心理需求，尋找創新的應用方法和思路。設計藝術心理學相關研究表明，空間中光的藝術化表現可以直接影響老年人情緒，對睡眠和疾病癥狀產生作用，這還與老年人的人生經歷和生活環境相關，即體現為空間光環境氛圍對不同視覺經驗的老年人帶來的情感效應。CIE 227：2017技術報告中也考慮了正常視力老年人對視覺任務的照度偏好，這種偏好選擇某種程度上也反映了主觀意愿和喜好對“舒適”照明環境的評價，因此，考慮老年人心理需求的光環境要素是藝術照明在適老設計中的重要切入點。

2.2 實踐研究

本文對國內典型老年人養老場所空間光環境進行了分析研究，包括照明方式、照明器具、照明參數和老年人使用情況等內容。通過照明指標測試、主觀評價及數據分析，總結了典型養老場所照明環境的主要問題，并在老年人視覺特性研究的基礎上，提出藝術照明在適老光環境設計中的應用原則和建議，這為適老光環境設計提供了新的路徑和實踐方法。

2.2.1 調研方法

考慮居家養老主要為依托家庭的養老模式，由于不同家庭環境的條件復雜性和其他客觀影響因素，本次調研對象選擇主要針對老年人照料設施機構進行，調研內容包括光環境參數測量及問卷調查兩個部分。

（1）光環境參數

測量使用便攜式EverFine遠方SPIC-200光譜彩色照度計（圖3），選取現有研究成果中影響老年人視覺感知的主要照明參數進行測量，主要包括照明水平（照度）、均勻度、色溫、顯色性四個參數，眩光由于測量較為復雜且干擾因素較多，則以主觀問卷方式進行評價。

■圖3 SPIC-200光譜彩色照度計測試

（2）問卷設計

傾向性評價法和語義差別量表法是運用較為廣泛的視覺環境評價工具。傾向性評價法主要適用于單因素和相對簡單的問題評價；對于影響因素較為復雜的評價一般采用語義差別量表。

本文調研問卷選用語義差別量表，并針對光環境參數測試的客觀物理量對應設置分項評價內容，采用易于老年人理解的通俗文字表述，選取照明設計應用研究中從大量被試者面試結果中提取的關鍵評價詞匯，對應設計5點評價量表，即把一個視覺因素的評價尺度分為5段，刺激分別表示，用于直接評價心理量的方法（表2）。

表2 測量參數主觀評價量表

同時針對每個分項做了不同的補充主觀評價，主要用于解決因個體差異所帶來的評分浮動以及其他非測量指標對應的主觀評價（表3）。

表3 補充主觀評價量表

2.2.2 調研對象

（1）成都某康養社區

調研對象為國際標準醫養社區，社區建筑面積約21萬平方米，提供1800個養老單元，并配建蜀園醫院，該機構于2018年營業，引入國際標準的CCRC持續照料養老模式，屬于國內規模較大、功能配套較為齊全的高端養老項目。

調研主要對包括服務中心、獨立公寓、食堂及其他功能空間進行了照明測試，并對入住的老人進行了采訪式的問卷調查（圖4）。

（2）重慶某老年公寓

該設施位于重慶主城高九路，建筑面積約112萬平方米，設置住養床位326張，該項目由兩個臨湖獨棟樓宇組成，配套包括中醫院、娛樂中心等（圖5）。

■圖5 康樂源頤年公寓光環境調研

（3）四川某老年公寓

該公寓位于四川省瀘州市江陽區華陽街道，總建筑面積約2500平方米，屬于典型城市私營養老機構，除大堂、餐廳及醫務室外，并未配置專門的休憩和生活公共空間（圖6）。

■圖6 四川某老年公寓光環境調研

2.2.3 結果及分析

調研對象的選擇標準是基于不同養老成本來劃分的，即高、中、低三個檔次，基本代表了國內目前常見的養老機構類別，目的是為了研究不同建設成本的照料設施機構的光環境差異。

（1）照明指標

調研測試過程中，考慮不同機構的室內空間布局即其他硬件條件的差異，所有區域照度均以地面平均照度為測試對象、同時測量了色溫、顯色性參數，平均照度測試方法遵循GB/T5700-2008《照明測量方法》中的相關規定，按布點法進行測量和加權計算，為避免不同測試時段（季節、時間）的天然光差異造成影響，測試時間統一為夜間8：00，其中均勻度根據定義（最小照度/平均照度），由測量點照度計算獲得（表4）。

（2）調研問卷

表4 不同養老機構照明指標測量匯總表

調研問卷通過工作人員朗讀，老年人口述的方式獲取結果，問卷主要涉及照明功能評價、主觀訴求以及光環境總體評價等內容（表5）。

表5 不同養老機構問卷調查類目評價匯總表

（3）分析

①測量參數與主觀評價

由測量數據及主觀評價結果大致看出，不同養老機構并沒有在一些指標上呈現預想的參數梯度下降趨勢，且測量參數數值與對應主觀評價并不呈現完全一致關系，總結分析如下。

A.不同檔次養老機構光環境照明指標存在差異。照度水平的高低與不同機構檔次高低無直接關系；而主觀評價“亮暗”得分最高是高檔養老機構，而不是測量值最高的中檔養老機構。

B.三檔養老機構的均勻度測試計算數值差異并不明顯，但老人對高檔養老機構“燈光均勻”的評價均低于中、低檔機構。

C.色度指標方面，高檔養老機構顯色指數最高，而不同場所的色溫普遍比中檔養老機構略低，低檔養老機構色溫最高，而顯色指數則處于低位水平；因單純評價色溫無意義，所以補充問卷中以老人對“色彩的協調、舒適”作為色表的綜合評價，顯色指數較低的低檔機構評分較低。

D.舒適度的評價與主觀喜好呈現一定相關性，即影響老年人對光環境的喜好；藝術性的選項中，三檔機構評價都較低，對光環境總體評價并無明顯差異。

②對老年人視覺生理及心理感受的影響分析

基于測試數據及主觀評價，進一步分析不同養老機構照明與主觀評價關系，探討綜合影響老年人生理、心理因素的光環境要素。

A. 照明水平、明暗感知與視覺功能

老年人由于眼睛的生理變化，接收到的光量比年輕人少。高檔養老機構的照度測試結果雖低于中檔機構，但老年人的明暗感知主觀評價卻高于中檔。這表明老年人對明亮程度的主觀感受不僅依賴于物理光度值。基于CIE 227：2017技術報告中推薦了老年人相對年輕人所需要的光數量的比例，這是保證基本視覺功能的重要研究因素，但除了不同年齡段的老人需求差異外，與年輕人相比，老年人似乎也不適宜采用短波輻射占比大的光源，照明水平對老年人視覺功效的影響因素是復雜的，不應只以照度（亮度）水平指標進行衡量。

B. 色彩感知

從調研結果可知，與光空間色表相關的色溫與顯色指數兩個參數中，決定色彩主觀評價的主要參數為顯色指數。更多的研究表明，老年人的色彩感知的自我調節過程并不完美，仍然會體現在感知色彩飽和度降低、顏色辨別閾值增加的問題（尤其在低視網膜照度水平下），所以對色表應綜合照明水平、均勻度等光度因素進行綜合評價。

C.舒適度

對舒適度的主觀評價主要是照度（明暗）、色表（顯色表現）和均勻度（光的空間分布）的綜合作用，主觀評價結果中，舒適度與總體評價的一致性較高，可以理解為生理舒適是適老化光環境設計的重要內容，也與基于老年人的視覺機理的空間光環境研究內容契合。

D.主觀喜好與藝術性

老年人的健康受到生理及心理因素的共同影響，他們家庭背景、生活狀態及健康狀態各異，對光環境的需求也因此復雜多樣。物理指標對生理的作用雖然具備相應的規律性，但從調研結果及CIE 227：2017技術報告的個體差異分析可見，心理評價（主觀喜好）對適老化光環境評估同樣重要。實驗結果表明，盡管舒適度與總體評價相符，但個人對光環境的主觀喜好評價卻不高，與藝術性（美觀）方面評價出現的低值有關，可理解為“契合功能”與“契合喜好”并不一定同步。

3 基于心理干預及情緒調節的適老藝術照明設計研究

藝術照明通過光影和色彩美學表達空間或載體。藝術燈光已被廣泛應用于調節情緒，尤其在老年照料設施中。因此，考慮老年人對藝術燈光的偏好和個體差異，適用藝術照明以調節情緒是可行的。目前，對于老年人光照偏好及非視覺影響的研究尚不充分。本文基于已有研究及實踐調研，提出了以老年人心理干預及情緒調節為目標的藝術化照明方法及關鍵要點。本文所述“藝術照明設計”是指“并非單純建立照明指標與視覺功效關系的、涉及非視覺及主觀偏好的影響因素及設計方法”。

3.1 光環境的色彩、明暗要素設計

老年人對色彩的感知具有恒常性，與視網膜照度相關，實踐調研顯示，養老機構照度水平普遍滿足視覺功能最低標準。重要的是，照度和對比度達到一定水平以上，色彩對視覺影響幾乎可以忽略，老年人更關注照明主色調、顯色性及明暗對比等偏好的影響。

3.1.1 主色調與飽和度

關于主色調的偏好受照明水平、色表以及文化等因素影響。不同地區對色溫的偏好有所不同，如中東地區傾向5000 K-7000 K的冷光，而歐洲的偏好色溫范圍在3000 K-4000 K之間。國內養老機構的調研結果顯示，大部分空間場所照色溫集中在4000 K-5000 K的范圍，但這不一定能反映所有老年人的偏好，特別對于一些入住老人生活品質、文化程度較低的低檔養老設施機構，其評價標準或要求可能僅為“看得見”。主色調的選擇應把不同裝飾條件與老年人的地域、文化背景差異相結合，同時以老年人喜好的綜合調研結果作為確定主色調的最終評價標準。

通過分析還發現，不同養老機構顯色性的差異并未顯著影響評價。這說明光色品質的評估應結合特定照明水平下的色溫、顯色性和個人喜好。色彩飽和度方面，隨著年齡增加，人眼會對顏色感知恒常性的調節校正并不完美，即老年人顏色飽和度感知力降低，尤其在低照度下。所以在光色飽和度的選擇上，除匹配室內空間環境色彩或顏色相關視覺任務外，更多的仍是依據老年人主觀對光色“濃”“淡”的需求，主要是針對除白光系光源（3000 K-6500 K）以外的色表傾向為單色光的光源光色。

3.1.2 均勻度與明暗對比

以滿足視覺功效為前提，較低的明暗對比要求更高的照度水平。空間明暗對比可以營造出如節奏、韻律及褪暈等藝術效果。然而，適老照明設計中，應考慮差異較大、變化過于頻繁的明暗對比（空間頻率較大）可能出現對“對比敏感度CS”的影響，也理解為特定的明暗交替變化對視覺功能產生影響，如上下樓梯時辨別上階踏步線邊緣與下階踏步的能力；由實踐調研可知，均勻照明并非總與老年人的舒適度或喜好直接相關。在考慮對比敏感度因素的前提下，可以針對裝飾材料及不同空間場所功能，利用具藝術化的明暗對比手法打破空間平淡和單調感，提升主觀評價和喜好。

3.2 基于非視覺及主觀偏好的藝術化照明設計

對于情緒的調節作用來源于非視覺和主觀心理兩個方面，老年人生物節律機能退化嚴重，晝夜節律幅度逐年降低，所以光環境對其心理的作用更大，2011“中國老人健康長壽影響因素研究”第六次調查數據顯示，老年人焦慮、抑郁情緒發生率高達54.42%和44.21%，同濟大學郝洛西教授在著作《光與健康》中指出：“通過光環境設計可以改善老人抑郁情緒、減少躁動行為”[7]。

藝術照明設計需要基于老年人非視覺效應的最新研究，以恰當“光的成分”調節生物節律和睡眠，進而改善心理情緒。照明心理學研究先行者John Flynn在其研究中表明，光環境是視覺通道的情緒載體，能引發不同心理感受。如人們會依據生活經驗和心理定勢對光環境不同的色彩、明暗組合進行判斷，當然這與人的成長環境和經歷有關，這也是不同人群對光環境參數產生喜好差異的原因[12]。所以，以老年人心理干預和情緒為主要目的藝術化照明設計還應包括以下要點。

（1）色溫、顯色性及明暗對比等因素的選擇和搭配，應契合視知覺心理規律所帶來的主觀感受，如由視覺定勢、圖底關系及視錯現象產生的主觀感受。

（2）關注光環境色彩要素對空間情緒的表達和傳遞。基于老年人視覺經驗的色彩情感效應包括從生理感知到心理感受的過程，是設計中的重要考慮因素。例如，調研中低檔養老機構色溫較高，相對色表評價較低，不同檔次機構的老年人文化背景及心理狀態存在差異。不當的空間光色設計可能累積負面情緒從而影響健康。對臥床或行動不便的老年人而言，豐富變化的光色比單一燈光更能減少“悲涼”“凄慘”的心理感受。

（3）光藝術設計的發展使人們開始重視圖像化、主題化的照明手段，這種設計以情感療愈、心理調節為目標，不僅局限于色彩與明暗的空間分布。例如，同濟大學研究團隊為孕婦設計了分娩過程中的藝術化光照形式，用于緩解負面情緒。調研對象中的高檔、中檔機構相較于低檔機構有更多的裝飾和藝術性表現要素，二者主觀喜好更高；而照明心理學及設計藝術心理學相關研究表明，光的色彩和明暗可以直接作用于視覺感知，從而產生心理感受。利用色彩和明暗營造的光藝術作品，本身就帶有情感表達和主題表現，因此是藝術照明介入適老化光環境設計的重要內容，而其本身的光影形態（明暗、層次、褪暈、色彩、動態等）和呈現方法（場景、光裝置）還需要在進一步的實踐和研究中確定與物理指標和心理評價的關系[13-14]。

4 結語

藝術照明是隨著照明技術及照明設計發展產生的新應用方向，目前與藝術照明相關的應用實踐主要集中于城市夜景照明（光影秀）、光藝術裝置等，其實除視覺感之外，光藝術還可以較大程度地對人的心理產生作用和影響，如詹姆斯·特瑞爾（James Turrell)的系列沉浸式光影藝術作品、日本光影藝術團隊TeamLab的系列作品，已逐步開始利用室內場所營造基于情感刺激和情緒調節的藝術性光環境空間。對于老年人群體來說，照明對于視覺功能的滿足自然應作為適老化改造的重點，而基于老年人群體的特殊心理狀態和需求，研究藝術照明在適老光環境設計中的應用具有創新性和可行性，應依托照明技術、視覺科學及藝術心理學等領域的研究成果，推動適老化藝術照明設計的應用實踐，并以循證設計方法為導向，逐步建立適老藝術照明設計的應用理論及實踐方法體系。