主题报告：建筑采光与健康照明

　　2022年8月6日，“2022(第四届)健康建筑大会”在北京召开。北京工业大学薛鹏教授分享了《建筑采光与健康照明》主题报告。

　　为响应“健康中国”战略并实现“碳中和”目标，充分利用天然光已成为营造“宜居”和“低碳”建筑的重要原则。天然采光在提供视觉光环境的同时，也带来对感知、非视觉的影响。目前，建筑围护结构设计主要面向节能需求，尤其是遮阳设计及新材料的利用，对采光质量影响较大，并由此产生了新的问题。本报告讲围绕以下三个问题进行讨论：采光设计与人体的反应途径;采光与人工照明的辩证关系;采光控制新技术与采光质量新问题。

　　嘉宾介绍

薛鹏
北京工业大学校聘教授、博士生导师

　　主要研究方向为建筑光热环境。现任国际照明学会TC3-59主席、中国建筑学会建筑物理分会理事、中国照明学会室内照明委员会委员、北京市照明学会健康照明委员会副主任委员等。近年来主持开展多个主题为室内光热环境的项目，包括国家自然科学基金、国家重点研发计划重点专项子课题、北京市自然科学基金等。光影响健康

　　“建筑是人、环境、能源之间的桥梁，室内环境包括声、光、热和室内空气品质，光环境占据着室内环境重要部分。对于同一建筑，同一楼层不同的朝向，接触到的日光是不一样的，这就给了光环境很大的研究空间。太阳辐射是一种电磁波，而人眼仅能看到可见光部分。对于不同的可见光波长，人眼的敏感程度是不一样的，例如：白天人眼对蓝绿色光最敏感。天然光的优势在于给人亲近感和节约能耗。”薛教授对自然光进行介绍后，进一步总结了当前《绿色建筑评价标准》和《健康建筑评价标准》中光对人的影响，分为3个方面：视觉、非视觉效应和感知。

　　一、视觉效应

　　研究发现：光的亮度、均匀度、照度(水平、垂直)、眩光、光幕反射、光谱、显色指数、视敏度、对比敏感度、空间亮度系数等参数会影响人的视觉舒适、视觉灵敏、视觉疲劳和视觉功效。

　　二、非视觉效应

　　光照强度、光源光谱(光源分布辐射量、空间光谱反射)、 timing、曝光时间、生物节律因子(CLA)、生理等效照度 (EML)、生物节律刺激值(CS)会影响人的睡眠、觉醒周期和警觉性。

　　三、感知

　　色温、照度(水平、垂直)、眩光(统一眩光值UGR、天然采光眩光指标DGI、DGP)、频闪、动态指标会影响人的安全感、心情和动机。

　　自然采光和人工照明

　　天然光的特点是动态变化(照度光谱)、强度高(数量级)、光谱连续和提供视野;人工照明特点是不受气候影响、空间分布均匀、顶部照明为主、可以主动调节。

　　研究人员在北京某大学研究生办公室进行健康照明评价测试，采用8盏11通道的LED灯具作为光源调节照度及光谱，营造采光(晴天)、类采光和双峰值LED三种光源，设置300、500和1000三种照度，并利用可上下对开的电动遮阳帘减少采光对视野的影响，共邀请12位受试者参与实验，从受试者的生理过程、视觉功效和感知三方面探究人工光是否能代替天然光这一问题。

　　根据实验结果分析可知：

　　(1)从光照强度来看，500 lx照度效果最好;

　　(2)从光源来看，类天然光LED灯的光谱和均匀性在整体上表现良好。

　　由于不同测试难度对环境的要求不尽相同，因此其他结论有待进一步挖掘。另外，目前采光大都采用采光和人工照明相融合的模式，在基本满足人们日常采光需求的同时，也使得光谱拟合和模拟采光技术成为可能。

　　照明新技术*新问题建筑运行能耗中供暖空调能耗占比往往最大，一般能达到建筑总能耗的40%~50%。建筑能耗是建筑运营碳排放的关键数据，为降低建筑能耗，会采用变色材料作为透光围护结构选材。这一新技术能够有效提高其热阻，起到节能效果的同时也产生了新问题。

　　研究发现：窗户是建筑节能改造的薄弱环节，玻璃的颜色、温度和光学特性都会随气候条件的变化而变化，变色材料的使用导致建筑内全年自然采光质量不如人工照明。诸多类似问题的产生和解决都在不断促使采光和人工照明进一步融合。

编辑：严志祥

来源：健康建筑联盟