基于DIALux軟件的老年人臥室照明設計研究

■李勝芝，常 霖

(中南林業科技大學家具與藝術設計學院，湖南長沙 410004）

在精裝房行業不斷發展的過程中，相關的問題開始暴露出來；最突出的問題是自交房那天起，所有的照明設計就已經完成；由于老年人群隨著年齡的增長，生理機能方面開始衰退，常規照明設計已經不能滿足老年人對于照明的需求[1]。

有研究表明，老年人長期處于這種不合適照度、色溫以及空間功能照明不全的空間中會直接影響老年人的身心健康，誘發慢性病[2]；同時因臥室內照度不足導致老年人在起夜時發生磕碰摔倒和照明亮度過高，在起夜后影響老年人再次入睡[3]以及不舒適的頻閃會造成老年人視覺疲勞，有可能會引發老年人白內障、青光眼等[4]方面的問題；綜上所述，老年人生理心理方面的變化，造成老年人與青年人相比對照明指標的要求更高，有必要對老年人的臥室照明進行改進。

1 現有照明軟件技術應用

DIALux evo軟件作為一個燈光照明模擬軟件，可用于所有照明設計的真實模擬和計算[5]，并且全世界各大軟件公司為其提供具有DIALux格式的真實燈具樣品模型以及照明參數；該軟件優化了過去設計師靠經驗設計的常規模式，采用更為科學且直觀的展示不同空間的照明光環境。實現照明的可視化和參數化設計，計算輸出的燈具參數可直接與燈具廠家和商家對接，實現模擬效果和現實效果的一致。

2 老年人臥室照明要求

照明技術的不斷發展促使我國對老年人居住空間的照明提出相關的要求，具體要求如下所示：

（1）合理的照度：根據《建筑照明設計標準》GB 50034-2013DE 規定[6]，老年人臥室的一般照明需要達到150 lux；但具體區域照明水平還需要根據具體功能照明需求來定。

（2）舒適的色溫：不同色溫給人的感覺是不一樣的，臥室是以休閑娛樂為主，為了達到這一目的，在空間氛圍應該營造出一種輕松溫馨的感覺，色溫的選擇上應該設置用紅光含量較多的暖色光源；但是在相對需要進行精神高度集中的區域，需要將色溫從3000K調至4000K的冷光源[7]。

（3）良好的光源顯色性：臥室作為老年人長期停留的房間，所以在光源顯色方面（Ra）不能小于80且最好在≥90為最佳，好的光源顯色性能提高物體的顯色性，提升空間視覺舒適性[8]。

（4）眩光控制：在GB 50034-2013中將統一眩光(UGR)作為評價空間舒適度的標準，規定臥室的UGR必須小于19[9]；在眩光嚴重的情況下，有可能會加深老年人視覺的病變，損害老年人的視覺健康。

（5）節能要求：符合照明功率密度（LPD）作為檢測照明設計方案合格的標準之一，在現行的建筑照明標準中，要求LPD的現行值為≤6.0，目標值為≤5.0,；如果LPD值等于這個值屬于“合格”的設計，如果大于，則照明設計的方案不合格。

根據以上信息，老年人臥室的具體照明質量指標要求如表1所示。

表1 老年人臥室舒適照明要求

3 老年人臥室光環境現狀分析

為了進一步明確老年人臥室中目前存在的照明問題，筆者對湖南長沙、邵陽地區30戶老年人住宅的常規臥室進行實地調研，采集老年人臥室物理照明指標；物理照明指標包含老年人臥室的建筑尺寸、人工照明光環境以及使用者的主觀評價等方面的數據。物理照明指標調研采用上海和晟儀器科技有限公司開發的照明護照（Lighting Passport）精華版搭配群智科技開發的光譜精靈系列APP和卷尺對臥室的光環境數據以及空間尺寸進行測量；數據測量的方法根據《中華人民共和國國家標準GB/T 5700-2008》[10]中提供的中心布點法，將測量的區域劃分為1m*1m的方格，測量高度放置在人眼的高度，坐姿為1.2M,站姿為1.5M；通過對調研數據采集分析現有老年人臥室存在的照明問題。

本次發放問卷150份，回收139份，通過利用SPSS軟件對問卷的信度和效度分析，得出克隆巴赫Alpha數據為0.851，KMO值為0.83，顯示本次問卷調查的結果真實有效；

目前老年人臥室存在的問題有以下幾個方面：

①臥室布燈不合理；②功能照明欠缺；③開關布置不人機；④燈具選擇有問題；⑤照明指標不達標。

本文從實際出發，通過對老年臥室的調查分析，指出目前老年臥室照明存在著諸多問題，歸根結底主要有兩個方面的原因：一是相關社會人士思想上重視不夠，把一般的照明標準誤用于空間照明設計；二是目前對老年人照明需求的研究不足；后期通過DIALux evo軟件模擬中需要對以上的問題進行有針對性的提出優化方案。

4 老年人臥室現有照明環境優化

4.1 老年人臥室空間布局優化

臥室作為老年人一天中使用時間最長的空間，隨著生理機能的退化，老年人出現行動不便的情況，需要借助輪椅行動；在前期的問卷調查中對老年人的臥室的日常生活需求進行調研可知，臥室除了作為睡覺功能使用以外，行走、起夜、閱讀（看書、玩手機）、家務等日?；顒樱▋ξ锸占{衣柜、床頭柜、藥品）、看電視等也是老年人臥室內的日常生活需求。

睡覺作為人體必需的生理活動，占據生命三分之一的時間[11]；生理機能會隨著年齡的增加發生轉變，夫妻之間會因為生活習慣的需求，選擇分床而睡以減少對彼此的影響；但根據研究顯示，在不影響彼此睡眠的情況下還是愿意合床而睡，因此有必要根據老年人不同的睡眠狀態需求提供多種照明方案，以滿足不同的居住需求。根據以上分析，對老年人臥室的布局進行優化（圖2-圖4）。

圖1 老年人臥室行為活動情況匯總

圖2 合床而睡臥室布局

圖3 分床而睡臥室布局一

圖4 分床而睡臥室布局二

4.2 老年人臥室照明仿真分析

以標準的一間臥室為例，對老年人臥室照明進行優化；將老年人臥室不同平面布局方案導入DIALux EVO中，對相關的參數和工作面進行設定，根據平面布局將墻面、地面、頂面以及家具進行建模，具體軟件建模如圖5所示。在裝飾材料方面選用較舒適且自然的木紋材料作為裝飾基底，在墻面處理上選用暖色墻漆作為裝飾，調和空間色調，頂面則采用石膏板吊頂的處理方式[12]。根據建筑照明標準GB 7793-2010第5.10條[13]：在照明設計計算照度時，臥室最為清潔的場所，燈具擦拭的次數應該在一年兩次，其維護系數值應取0.8。

圖5 老年人臥室 DIALux evo建模

根據照明場景以及功能照明需求在Dialux EVO 燈具庫中選擇燈具，具體場景模式如下所示：

在該照明設計方案中，模擬老年人合床而睡[14]時所需的照明布置；在燈具排布上按照直線排列，天花吊頂采用是石膏吊平頂的樣式，吊頂高度為200mm，預留暗藏筒燈的厚度，整體采用無主燈的照明方式，空間整體的色溫設定為3000K；在書桌精神高度集中的區域，為了保證老年人閱讀的舒適性，將3000K的色溫調至4000K。在床尾的位置設置兩組筒燈作為基礎照明，靠近床頭設置閱讀照明筒燈，不僅能提供老年人睡前閱讀的照明需求，還在基礎照明的基礎之上利用局部照明的方式增加了空間層次；在床邊和門口的位置設置低位照明，滿足老年人起夜的需求，避免因空間功能照明缺失，導致老年人在起夜的過程中發生磕碰的事故或者因燈具亮度過高而影響老年人的再次入睡[11]。通過仿真結果計算顯示DIALux evo計算測量總面積為13.6m2，通過DIALux evo計算來自所有方向光源的總輸出的光通量（Φ）總數為4606lm；電力消耗（P）總數為69.0w；光源的光通量Φ（lm）與電輸入功率P（w）之間的比例為光效率，本方案最終的發光效率為66.8lm/w。合床而睡臥室照明偽色如圖6所示，均達到照度要求且重點區域照明水平達到老年人建筑照明標準要求，從表2中可以清楚了解到本設計方案的垂直平均照度（ē豎直）為231lx，整體照度是符合建筑照明標準的。

表2 場景照明模式

圖6 合床而睡臥室照明偽色圖

為了滿足老年人不同的居住習慣，盡可能考慮多種居住方式；分床而睡是夫妻之間為了盡可能減少因起夜需求對彼此睡眠的干擾的一種常見的居住方式，具體布局見圖10；這種居住方式既具有相對獨立性又不影響夫妻間的交流；為了考慮后期輪椅通行的問題，對自由活動的需求，將床的位置進行了調整，加大通道的寬度，方便老年人后期使用輪椅的便利性,具體布局如圖11所示。

在單人床方案一中,照明布局上同樣采用無主燈的照明方式；整體照明上選用色溫為4000K光強為10.0W的燈具；在局部照明上在單人床的左邊分別設置閱讀照明燈具，既滿足老年人對睡前閱讀照明的需求，又互不干擾；在低位照明上設置了床板下感應燈和起夜燈的設置，達到豐富空間燈光層次的目的同時又滿足老年人在起夜時對低照度燈光的需求。為了彌補空間照度增加裝飾效果，在該方案中窗簾盒的位置增加了線性照明，安裝上采用反光槽的方式。衣柜內的照明需要提前預留接線口，選用防眩光無暗區的燈帶，光強選用3.45w,色溫為3000K暖光源最佳[15]。在單人床方案二中根據床的擺放位置，對燈具布局進行調整。為了后期空間的靈活性，在閱讀燈具上選用了可移動式臺燈照明，防止老年人平躺時會因直視光源而產生眩光問題[9]，在方案二中取消了窗簾盒的線性照明；為了增加空間照明的層次感，利用對墻面的照明起到裝飾照明的作用。

通過DIALux evo軟件計算，本方案的總面積為17.00m2，方案一（表4）光源總光通量（Φ）為6176 lm；電力消耗（P）總數為93.8 W；本方案最終的光效率為65.8 lm/W；臥室單人床方案二（表5）通過DIALux evo計算測量光通量（Φ）的總數為5238lm；電力消耗（P）總數為152.0 W；本方案最終的光效率為34.5 lm/W。從理論上來說，總光通量、總瓦數以及平均的光效率對比來看前者的發光效率比后者高，但具體的發光效率是需要根據照明方案布置的燈具數量來看的；通過對比兩個方案的垂直平均照度（ē豎直）來看，方案一的照明方案更加接近照明標準規定值，具體仿真效果見圖10-圖11。

圖7 臥室雙人床空間仿真模擬

圖8 單人床方案一燈具照明偽色圖

圖9 單人床方案二燈具照明等偽色圖

圖10 臥室單人床方案一仿真模擬

圖11 臥室單人床方案二仿真模擬

表3 雙人床照明設計方案作業面計算

表4 單人床照明設計方案一作業面計算

表5 單人床照明設計方案二作業面計算

進一步測算照明設計方案的合理性，可以通過測算其照明功率密度值（LPD）；其目的是為了計算在規定照度值下，每平方米所需要的照明燈的功率。計算照明功率密度值（LPD）公式如下所示[16]：

式中

P——房間內裝設光源（含鎮流器）的功率和(W)；

PL——單個光源的額定功率（W）；

PB——光源配套鎮流器或變壓器的功率（W）;

A——房間面積(m2)；

將已經計算所得室內照明的數據輸入計算公式中，所得驗算結果如下所示：

雙人床照明設計方案：

LPD=69.0/13.6=5.07（W/m2）

臥室單人床方案一：

LPD=93.8/17=5.5（W/m2）

臥室單人床方案二：

LPD=152.0/17=8.9（W/m2）

根據建筑照明標準規定[17]，室內建筑的LPD規定的現行值為≤6.0，目標值≤5.0，LPD值作為國家根據節能方針從宏觀層面上做出的規定；如果LPD值小于或等于這個標準值則為合格，大于或者等于標準值則需要設計師對照明方案進行優化。對比三個照明方案的LPD值可知，目前雙人床布局的照明設計方案更加的節能；通過對比三個照明設計方案的垂直平均照度可以看出，合床而睡時整體的垂直平均照度相較于其他兩個方案要高，分床而睡時方案一的空間整體垂直平均照度值為148lx更接近于老年人建筑照明標準中要求臥室整體照度值為150lx。綜上所述，當老年人選擇分床而睡，床頭并排而放時的照明設計方案更能滿足老年人臥室照明的功能性、裝飾性及經濟性原則且節能效果更好[18]。

5 建議

通過以上對老年人臥室照明的模擬分析，對老年人臥室照明設計提出以下優化建議:

在進行照明布燈時，需要根據老年人臥室內的日常生活需求和生理心理的特征進行燈具布置；對比老年人臥室居住模式所需的照明發現，照明能耗的多少是跟燈具數量有關的；在老年人合睡的情況下，其LPD值最低；當分床而睡兩床并排而放時，照明所需的能耗相對較低，更能滿足老年人照明需求且節能效果更好；在進行開關布局時需要根據老年人的行為習慣確定開光位置與高度，簡化開關面板[19-20]。

6 結語

本文基于DIALux軟件對老年人臥室的照明設計進行模擬，確定最適合老年人照明需求的照明設計方案；后期照明設計師在進行照明規劃的時候具體還需要根據老年人的生理特征來進行優化，本照明優化方案是基于自理型老年人和介助型老年人提出，若想滿足臥床老年人的照明需求，還需要結合病房照明標準進行精細化研究。