
在室內環境營造中,光線的營造有著舉足輕重的地位。光環境在室內空間中是必不可少的,照明的使用和調整能帶來很好的視覺效應,給人一種更加舒適、溫暖、活潑的感覺,有助于滿足內部空間的功能性要求。對室內環境設計中光環境設計的藝術效果進行研究,揭示空間光環境營造的美學效應、內在機理,并為室內空間環境營造提供新的思路。
室內環境的營造與人類生活密切相關,光線環境的營造則直接關系到整個空間的舒適、美觀和安全。光環境設計既可以滿足人類的視覺需要,又可以使人的生理和心理得到改善,如減輕眼睛疲勞,消除壓力等。合理的燈光環境設計可以改善室內氣氛,提高生活質量,營造溫馨舒適的起居工作環境。從室內燈光的角度出發,對室內燈光藝術效應和對室內空間影響進行初步探索。
光環境設計的定義和特征
光環境設計就是通過合理的光源位置、顏色、亮度等來創建適合人類使用的光環境,在各種場合下,達到舒適、美觀、實用等目的,其特點包括:一是實用性,通過對照明光源的選擇、光照強度及顏色的調整,來適應人的各種視覺要求。二是美學理論。燈光環境設計要結合整個房間造型風格及氣氛,讓它融入整個房間,并通過對燈光顏色、亮度等進行調整,創造出房間的美。三是舒適度,通過對照明亮度、色彩等因素控制,使之處于最適宜舒適條件,進而提升人體舒適性。四是環境友好型,為了達到環保與可持續發展的目的,提出以最小化能量消耗為目的光環境設計。
室內環境設計中光環境設計存在的問題
光環境設計在實際應用中存在的問題。一是針對不同場合的照明需求,設計者在進行燈光設計時,往往缺乏對現場情況的認識,造成燈光設計與現實需要不符。二是顯色溫度不當。顏色溫度是光的暖、冷兩種顏色,隨著顏色的變化,對人的視覺影響也各不相同,顏色和溫度的選取若不恰當,將對人體的視力及身體產生不良影響。三是不正確地選取了光源的位置,光源的布置方式是影響照明效果的關鍵因素,若沒有對空間的構造與布置進行適當規劃,則會造成光環境的總體效應弱化。四是太高或太弱的光強,燈光的亮度太大或太小都會對人體有不好的作用,如太大的光照會對眼睛有刺激作用,引起疲勞等,如果燈光太弱,就會使人難以看書,也不利于操縱。五是能量的損耗,很多照明系統的設計都會采用一些耗能較大的照明裝置,在應用過程中不僅會產生巨大能量消耗,還會對周圍環境產生不利影響。在實踐中,不斷地加以改進與完善,以滿足人們對生活的要求。
光環境設計對人體健康的影響,其作用機制為:一是對人體的生理節奏進行調控。光照能夠調控人類的生理節奏,進而影響人類的情感與行為,特別是在調控人類正常的“安眠”循環中發揮著關鍵的作用。例如,睡覺之前把燈光的亮度降低,減少藍光的輻射,有助于睡眠。二是改善視覺舒適度。在室內空間的營造中,適當的光環境可以增強人眼睛的舒適度,同時也可以減少眼睛過度疲勞。例如,使用適合人類視覺特性的自然光源,統一亮度與色溫,使人感覺更為舒服。三是增進身體和心理健康。優良的照明環境能夠提高人們的身體和心理素質。例如,季節性抑郁癥、失眠癥等,可以用一些特殊的光譜光線來治療。四是提高警覺性。合理的照明環境能夠增強人的警覺性,增強學習、工作、駕駛等活動的能力。例如,在辦公空間內進行照明環境的設計,對照明的強度、色彩進行合理的規劃,可以提高工作人員的警覺度,提高工作效率。五是保護眼部健康,太亮或太暗都會對眼睛產生不好的效果。一個好的光線環境可以緩解眼睛的疲勞,防止因長期工作而引起的視力問題,還能防止一些眼疾。
光環境設計的標準和規范缺失。首先,現行光環境設計規范中缺少針對各類群體的差別化考慮。不同年齡,不同性別,不同職業,不同文化背景的人們,其照明要求與經驗也各不相同。比如,老年患者視力減退,對照明要求較高;同時,青年學生在工作、學習過程中,更多的要求是適應人體生理節奏的光線。另外,不同文化背景的人對于光的感知和需求也有所不同,在當今的國際建筑與室內環境中,必須加以重視。
其次,現行的室內照明規范沒有充分體現出自然光線與人造光線在室內空間中的有機結合。在現代社會,環境保護意識日益增強的今天,室內照明已成為一種普遍現象,然而,由于其不可預知、不可調控,往往需與人造光源進行適當的組合與調控。所以,在制定相關的標準和規程時,要充分考慮到自然光和人造光源的結合,并結合實際情況,對其進行科學、合理的設計,使其達到最佳的使用效果。
最后,現有的照明標準與規范沒有充分體現對人體視覺感受與美學需求。光照的色彩、亮度、均勻度、溫度等因素,對人們的情感、健康與體驗具有重大的作用。所以,在今后的照明環境設計中,應更多地關注人們的知覺與美學需要,同時也要將個人的不同與情緒經驗等多個層面加以重視。我國現行的照明設計標準與規程仍有許多欠缺,有待于進一步的討論與研究。
室內環境設計中光環境設計問題解決措施
優化光環境設計方案,減少負面影響。照明環境是當今社會發展的一個熱點,將使用者的要求與舒適性結合起來,最大限度地降低其不利的影響。
一是由于人對各種顏色的光的響應是不一樣的,所以在進行室內照明時,要考慮到人生理特點,作出相應的調節。例如晚上盡量不要使用藍色的光線,以免打擾到睡眠,減少燈光對眼睛的刺激。二是在滿足使用需求及使用需求的情況下,要對照明進行適當的布置,避免因局部光照過少而引起人們的視線不舒服,降低工作效率。比如,在辦公場所,要盡量避開直接的光線,并且要使用軟光源。三是照明設備的造型要與人類的生活方式相適應,以免給使用者帶來不良的干擾。在進行設計時,必須尋求適當的光照強度,才能獲得良好的視覺效果。若光照時間過長,就會引起眼睛疲勞;若光照時間過短,則會對人的視力和警惕性產生一定的影響。所以,在進行照明的時候,要盡量對照明進行合理的調節,這樣才能保證使用者在使用過程中的舒適度和安全性,而不會造成不必要的能量消耗。在室內燈光系統中,光源是一個非常關鍵的環節,它的亮度、頻譜等參數直接關系到室內燈光品質。隨著科技的發展,現在的照明光源主要有日光燈、LED燈等,每種光源在照明效果、溫度等方面都不盡相同。例如在晚上使用更溫暖的色彩來獲得溫暖和舒服的氣氛;而在日光燈下,要表現出清新、高效率的工作氛圍,則采用相對冷色系的光源。
另外,還應考慮到光源的強度及頻譜特征隨應用要求進行調節,以消除因過量光照而帶來的不利效應。通過對室內照明的規劃與應用實施一體化的管理,并通過對照明系統的監控,對照明系統中出現的問題進行實時檢測與處理。
在使用過程中,要經常對燈具進行檢修,以確保其良好的工作狀態,降低不必要的能量消耗。將人體生理特性、合理照明布局等因素結合起來,將不利因素降到最低,保證使用者的身體健康與人身安全。此外,通過構建一個統一的管理體系,及時發現并解決問題也是優化光環境設計方案的重要手段。
參考國際相關標準和規范,建立國內標準。光環境設計就是將建筑、自然環境和人類需要相結合,科學規劃和布置各種照明手段和設施,從而實現最優的燈光效果、最小的能耗和最大的生態環境。通過對國內外有關標準和規程的研究,對進一步完善我國的建筑照明設計具有重要的指導意義。
從照明、光色、光環境評價及能源節約四個角度,對常用的有關國際標準與規程進行詳細介紹。亮度是衡量每一建筑表面所能接收到的光線強度,它是衡量建筑照明質量的一個主要指標。ISO/CIE8995是由《室內照明設計標準》與國際照明協會共同制定的,對各建筑的光照強度進行了規范。比如,在辦公場所照明需要500勒克斯,在會議室需要300到500勒克斯,在實驗室需要750勒克斯。“光色”是被物體所折射出來的色彩特性。ISO/CIE11664是由ISO/CIE11664聯合發布的一種用于光源色彩的計量與顯示的標準。本標準對顏色測定中的光譜分布、色座計算方法、標準觀察者,以及觀測環境進行了詳細闡述。我國在制訂國家統一的過程中,要借鑒國外的經驗,并根據本國的具體需要,制定出符合中國國情的相應的技術規程。
加強人體工程學研究,推進光環境設計的科學化。當今時代,人們在追求室內環境高品質的同時,也在注重自身的健康與舒適。在現代室內環境設計中,如何提高人類工效,促進光環境的科學發展,已是當今世界環境發展的必然趨勢。人體工學是一門交叉學科,涉及人的生理、心理特點和行為特性,與室內照明系統的設計緊密相關。在室內,燈光的布置對人的身體有很大的影響。例如,光線的亮度、色溫、光強度等都會對人們的視覺和心理造成一定的影響,嚴重的還會引起視覺疲勞、頭疼、眼睛不適、注意力降低、情緒不穩定等癥狀。強化人機工效研究,將人類的生理與心理特點融入室內的光環境,增強燈光的人性化、可操作性和可控性,是降低人類視疲勞與不舒適的關鍵。
人體工程學的研究方式主要有實驗室試驗、實地調研、計算機仿真等。室內試驗能方便地評價燈具的品質及相關的參量,實地考察能更好地理解用戶對燈具的感覺與需要。要使其科學發展,必須有各部門的配合與協作。政府、企業、專業機構及設計者應攜手合作,共同推進科技的研發與革新,使我國的照明環境得到持續的發展。加強人體工程學的研究,推動我國建筑照明系統的科學發展,是當前我國建筑節能領域的一個重大課題。運用各種方式與方法,將人類的特性與需要融入光環境設計,對光環境燈光參數與裝置進行適當選取,并運用現代化的技術手段,增強光環境的可控性與操作性,達到對建筑室內空間的優化與改造,進而改善人類的居住與工作品質。
光環境設計在室內環境中發揮著重要作用,它不僅可以提高建筑美感,還可以適應各種應用場合的需要。然而,光環境設計在實際應用中還存在一些問題,有待進一步研究與規范。
(作者單位:哈爾濱師范大學)