基于光環境的臺燈照明綜合評價

劉俊艷 徐林康 王吉恒

摘要：擁有一個舒適的學習/工作照明環境，可以降低因臺燈照明給人眼帶來的疲勞，提高人們在臺燈下的學習/工作效率。本文通過對臺燈光環境因素的分析，融合主、客觀評價指標，建立舒適度、第一印象、照度、亮度、光影、色溫、顯色指數、光影、顏色顯色等評價指標;利用層次分析法確定權重，通過模糊綜合評價法得到臺燈的綜合評價模型。針對臺燈照明存在的問題提出合理的優化建議，為個人在工作學習時選用適合的臺燈、或企業制造照明功能較好的臺燈提供參考。

關鍵詞：臺燈;光環境;照明;綜合評價

中圖分類號：TB472 文獻標識碼：A

文章編碼：1672-7053（2020）04-0091-02

一款合適的臺燈，不僅體現在手感、外觀上，更要在體現其功能的亮度、照度以及光色等方面有考量，因此使用者怎樣依據以上各因素選擇比較好的臺燈就顯得較為重要。本文以學生常用臺燈為研究對象，尊重人的評價習慣，建立基于光環境因素的指標，構建工作臺燈光環境綜合評價模型，對臺燈照明進行評價，以說明產品設計要充分考慮光環境因素，提供適合人的眼睛，可保證工作效率的臺燈。

1 光環境照明概述

人們在認知外界的過程中，約有80%的信息通過視覺來獲取信息[1]，獲取信息的質量與光環境的照明條件密切相關;眼睛對外界事物的認知是在主觀感覺及物體照明條件的綜合效果;光是一種電磁波，它通過光通量（單位時間內通過的光亮）、發光強度、亮度、照度四個指標來度量[2];由這個四個指標組合而成的環境即為光環境，也是照明環境。照明對工作、學習是有影響的，尤其是照明不好的情況下，會帶來視覺疲勞而降低工作、學習效率;這是人因工程學中的重要內容。因此，擁有一個能提供比較好的光環境的照明設備是非常重要的。

2 基于光環境的臺燈照明綜合評價流程

基于光環境的臺燈照明評價，首先要建立評價指標體系;并借助能夠體現人們對事物進行兩兩比較的習慣的層次分析法1～9標度確定評價指標權重，用模糊綜合評價法進行最終的評價得出評價結果。具體思路如圖1所示。

2.1基于人的評價習慣構建評價指標體系

1）指標的選擇。工作臺燈營造的照明環境的服務對象是人，人們習慣首先利用主觀感覺對臺燈好壞進行評價，其次是尋求客觀指標作為專業判斷的支持;本文充分尊重人的評價習慣，將臺燈照明環境評價指標分為主、客觀兩類：（1）主觀指標。第一類關注心理環境，是基于人對照明環境的主觀感受如第一印象、舒適度等主觀因素進行構建;（2）客觀指標。光環境的客觀因素主要有照度、亮度、光影、色溫、顯色指數、光影、顏色顯色等[1]，故第二類針對視覺環境、色彩環境，是以臺燈參數設計和其光環境所構成的客觀指標;本文借鑒城市建筑照明設計標準GB/50034-2004[2]，結合視覺環境評價方法GB/T12454-2008[3]，建立基于光環境的臺燈照明評價指標。從照明對人造成的心理影響，即心理環境、視覺環境，色彩環境三大方面出發引入眩光、照度、舒適度等方面構建的評價指標體系，將這主、客兩類指標相結合所建立的評價體系，符合人們對事物的評價習慣，可以比較客觀地反應臺燈光環境的優劣。

2）建立評價系統的遞階層次結構。臺燈照明評價系統分為總目標層A為臺燈光環境，準則層B表示心理環境、視覺環境、色彩環境，方案層C表示第一印象、舒適感、眩光、高亮分布、光影、照度、顯色性、色溫、色彩明度9個指標，具體如表1所示。

2.2基于人的兩兩比較習慣確定權重集

制作調查問卷，通過各指標的兩兩比較的1～9個標度打分確定標度，具體如表2所示，結合問卷調查結果得出判斷矩陣，通過判斷矩陣得出各個指標的權重，經過一致性檢驗后，得出一致性檢驗結果CR均小于0.1。

計算得出權重值：

二級指標集權重

Wo={心理環境、視覺環境、色彩環境}={0.16 0.62 0.22}

三級指標集權重

W1={第一印象、舒適}={0.15 0.85}

W2={眩光、亮度分布、光影、照度}={0.55 0.15 0.06 0.24}

W3={顯色性、色溫、色彩明度}={0.69 0.23 0.08}

2.3基于人的主觀評價習慣的模糊綜合評價矩陣

選擇18名使用者參與調查，將臺燈光環境的評價分為優、良、中、差四個等級。調查問卷與統計結果如表3。

計算得出模糊矩陣

2.4評價結果

心理因素評價結果：

S1=W1·R1=[0.449 0.194 0.357 0.00]

由最大隸屬度原則，得心理因素的水平為優，其隸屬度為44.9%，屬于“優”。

視覺環境評價結果：

S2=W2×R2=[0.183 0.417 0.3866 0.0144]

由最大隸屬度原則，得視覺環境的水平為良，其隸屬度為41.7%，屬于“良”。

色彩環境評價結果：

S3=W3×R3=[0.3603 0.205 0.3933 0.0414]

由最大隸屬度原則，得色彩環境的水平為中，其隸屬度為39.33%，屬于“中”。

最終計算一級目標光環境的評價值為：

So=Wo·Ro=[0.264566 0.33468 0.383338 0.18036]

由最大隸屬度原則，得臺燈光環境的水平為中，其隸屬度為38.3338%。

計算結果顯示針對該臺燈的光環境整體評價為“中”，從計算結果數據分析可知：（1）該臺燈有眩光，且亮度分布表現不好。應該通過限制光源亮度、合理分布光源、光線轉為散射來防止和控制眩光。而且視野內的觀察對象、工作面和周圍環境之間最好的亮度比為5：2：1，最大允許亮度比10：3：1。如果房間照明水平不高150lx～300lx，視野內的亮度差別對視覺工作的影響較小;（2）該燈的顯色性和色彩明度表現不好。從色彩環境的角度來說是中，應該選用日光燈或白熾燈，擁有較好的顯色性并提高色彩明度;（3）從心理環境的角度來說是外觀設計及第一印象為優。可見產品設計時，只從藝術觀感角度對產品設計，忽略其功能性是不能稱之為好產品的。臺燈作為具有照明功能的功能性產品首先在照明這一功能設計上體現出更好的專業性，并建立便于用戶掌握的照明判定標準加以普及，以提高用戶使用水準，促進產品設計創新。

3 結論

本文針對臺燈的光環境，從視覺環境、色彩環境、心理環境三個方面對影響照明的因素進行分析，建立了基于光環境的臺燈照明評價指標體系。從應用實例效果來說，使用該方法找到了這款臺燈的不足之處，給這款臺燈提出了改進的方向，并為個人和企業創建臺燈光環境時提供了參考。

參考文獻

[1]郭伏.人因工程[M].北京：機械工業出版社，2005.

[2]國家科技監督局.GB/5880034-2004建筑照明設計標準[s].北京：北京建筑工業出版社，2004.

[3]中國建筑科學研究院.GB/T12454-2008視覺環境評價方法[S].北京：中國標準出版社，2009.

[4]張軍，劉丹，基于模糊理論的公共建筑光環境綜合評價[J].沈陽工業大學學報，2019（05）：534-538.

[5]阮程，黃耀偉，汪洋.一汽紅旗工業廠房照明光環境的改造與評價[J].照明工程學報，2019，30（03）：96-101.

[6]嚴永紅，胡宗光.生態視角下的重慶照母山森林公園夜間光環境設計[J].中國園林，2019（01）：139-144.

[7]何進椅，陳曉歡.重癥監護病房光環境現狀及其對患者影響的臨床實證研究[J].中華災害救援醫學，2019（03）：141-145.

[8]于紅霞，商鈺淇，商彤.基于里院光環境的節能改造[J].北大核心，2018（4）：309-312.

[9]胡瑾，荊吳男.融合黃瓜光質需求的設施光環境智能調控模型[J].農業機械學報，2019（09）：329-336.

[10]胡佳斌，鹿丹瓊.弱光環境下手機閱讀疲勞狀況調研與相關產品開發[J].工業設計，2019（09）：41-45.

作者簡介

劉俊艷/1980年生/女/山東青島人/博士/碩士研究生導師，研究方向為人因工程、工業工程（山東青島266100）