住宅健康照明的品質管控問題探討

王 偉，王 丹，趙曉波

(1.中冶置業(yè)集團有限公司，北京 100088；2.清華大學建筑設計研究院有限公司，北京 100084；3.清華大學建筑學院，北京 100084)

引言

隨著第三類感光細胞和非視覺通路的相繼發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)代意義上的健康光環(huán)境，不再僅滿足光照品質及視看要求，還需滿足人體內在的光生物學要求[1]。光照和人體褪黑素的分泌抑制有著直接的聯(lián)系，光照對褪黑素分泌的影響很大程度上取決于接收到的光線總量(光照強度)和品質(光譜輸出分布)[2]。在白天較明亮的環(huán)境中，褪黑激素分泌下降，減少睡眠；而在夜間昏暗環(huán)境中，褪黑激素分泌增加，促使健康睡眠。光還會影響激素皮質醇等的分泌和與之關聯(lián)的生理節(jié)律系統(tǒng)，影響體溫、血壓、心率，影響人的覺醒度和情緒等。

通過調節(jié)照明環(huán)境，響應人的生理節(jié)律，可以有效地調節(jié)人體的覺醒度和情緒狀態(tài)。此外，光作為一種治療手段，在治療精神和情感障礙、睡眠障礙、自身免疫性疾病、癡呆、皮膚病等方面皆有不錯的效果。因此，一個擁有光健康概念的照明環(huán)境，除了滿足使用者的基本視覺功效外，還應對使用者的生理節(jié)律、心理情緒等起到積極有效的調節(jié)與干預[3]。

健康照明管控是實現(xiàn)照明品質的關鍵因素，通過住宅項目實踐總結出一套管控體系，可以提升健康照明項目價值和社會價值。

1 住宅健康照明品質管控的路徑與意義

目前住宅光環(huán)境品質良莠不齊。相較于現(xiàn)有標準的要求，我國普通住宅的照明水平仍有很大提升空間，從健康角度切入的光環(huán)境設計尚未普及。創(chuàng)造利于視覺舒適、生理健康、心理和精神健康，甚至社會健康的室內光環(huán)境對我國城市居民邁向健康生活、踐行健康中國非常重要。

住宅健康照明的推廣實施，需建立完整的技術標準體系，總結梳理項目管理體系。健康照明的研究和應用實踐已經有了一段時間，標準體系正逐步建立。健康照明的標準需同時關注視覺功效、生理健康和心理健康的平衡，兼顧提高效率，促進節(jié)能、舒適和健康的平衡[4]。健康照明研究應根據(jù)不同人群給出不同的解決方案。中國建筑學會發(fā)布的《健康建筑評價標準》(T/ASC 02—2021)[5]規(guī)定了光環(huán)境的具體參數(shù)要求。中國照明學會發(fā)布的《中小學教室健康照明設計規(guī)范》(T/CIES 030—2020)[6]在滿足基本視看功能基礎上，關注視力健康。中國老年學和老年醫(yī)學學會發(fā)布的《老年人照料設施光環(huán)境設計規(guī)范》(T/LXLY 00011—2022)[7]同時關注老年人在視覺安全、節(jié)律恢復、情緒安撫的需求，實現(xiàn)老年人照料設施健康照明。

健康照明的標準體系應以健康照明設計為出發(fā)點，響應人體生物節(jié)律，關注視覺和空間定向安全，并且呼應信息化時代個體行為和情感需求，并通過靈活智能的控制系統(tǒng)保障設計的有效實施。

住宅健康照明的實施需要企業(yè)和科研機構聯(lián)合推動，建立企業(yè)標準。企業(yè)標準可包含設計標準、管控流程、技術措施、燈具規(guī)范、典型設計、科技系統(tǒng)展項展示、樣板間解說詞等，形成一套管控體系。設計標準可細分為《居住類產品健康照明設計標準》、《居住類產品健康照明設計標準燈具規(guī)范》、《居住類產品健康照明設計標準典型設計》等，主要內容包括各空間各功能需求(場景模式)下的照明相關參數(shù)的規(guī)定、照明控制策略及其設備要求、不同場景的照明控制參數(shù)建議及照明設計典型圖示。

2 住宅健康照明設計——以老年人為例

2.1 照明設置要點

伴隨著我國老齡化程度日益加深，老年人口占比漸重。作為重要的社會組成部分，其需求應當?shù)玫匠浞种匾?。老年人隨著身體機能和視覺系統(tǒng)的衰退，阿爾茨海默病、睡眠障礙、心血管疾病和抑郁情緒等問題嚴重，其顏色感知度下降，視覺敏銳度降低，進深感知能力下降，動態(tài)光的適應能力減弱，暗適應時間和眼睛聚焦時間延長，對光更加敏感，所需的光照刺激量增加[8]。

室內光環(huán)境與老年人的日常生活息息相關，研究表明，良好的室內光環(huán)境不僅能夠為老年人的行為安全提供視覺保障，還可以有效調節(jié)老年人的生理節(jié)律，促進心理情緒健康。老年人使用空間的光環(huán)境需注重以下幾個方面[7]：

(1)視覺功效。光環(huán)境設計應提高老年人視覺功效，降低安全隱患；

(2)生理節(jié)律。照明系統(tǒng)宜實現(xiàn)不同色溫、照度組合，滿足老年人在清晨、日間、傍晚、就寢前后不同時段的光環(huán)境需求，幫助老年人修復節(jié)律相位、提高節(jié)律振幅；

(3)心理情緒。光環(huán)境設計宜在室內營造積極、豐富的天然光環(huán)境場景，促進老年人的社交行為，改善情緒狀態(tài)，提升生活品質。

經數(shù)據(jù)統(tǒng)計，老年人跌倒是引發(fā)老年人生命安全的重要誘因。老年人遭遇的跌倒事件絕大部分都發(fā)生在原本非常熟悉的環(huán)境之中[9]。老年人需要高照度且高均勻度的基礎光照環(huán)境，另外通過在老年人相關空間設置橫豎向線性光，可幫助老年人了解自身定位，提高穩(wěn)定性。線性光的設置需注意以下幾點：(1)線性光可與空間橫豎向結構相結合，如門框或墻面陽角、陰角等(圖1)，強化空間界定；(2)線性光需可調節(jié)亮度和色溫，白天采用高于環(huán)境的亮度，增強可視性；色溫與自然界色溫一致，響應生理節(jié)律。夜間調整為低亮度、低色溫的夜燈，為老年人起夜提供定位指引和垂直、水平基準；(3)線性光宜具備“報警”功能，燈具與空間其他設備相關聯(lián)，當檢測到有老人跌倒的情況，則觸發(fā)報警模式(閃爍光)，快速為家屬和救護人員傳遞信息。

圖1 線性光與門框結合示意Fig.1 Schematic diagram of the combination of linear light and door frame

老年人睡眠時間短且易受外界因素干擾，在老人臥室至衛(wèi)生間路徑設置連續(xù)的低照度低色溫夜燈(圖2)，可以避免老年人起夜時因眼部曝光過多而快速丟失睡意。夜燈安裝高度不高于30 cm，出光方向需為水平線以下，主波長≥550 nm、光通量≤15 lm、距地76 cm垂直照度≤50 lx，需設置手動開關和自動感應開關[10]。

圖2 老人房至衛(wèi)生間夜燈布置示意Fig.2 Layout diagram of night lights from the elderly room to the bathroom

老年人使用空間還應注意眩光控制，盡量采用間接照明的方式提供環(huán)境光。筒射燈宜選擇遮光角≥40°的燈具，同時搭配合適的防眩組件。吸頂燈、床頭燈和其他裝飾性燈具應采用柔和出光形式，避免直視光源。

2.2 照明設施設置要點

近年來照明技術發(fā)展迅速，尤其是LED光源出現(xiàn)以來，照明設施和技術進一步加快更新。健康照明需燈具可無極調節(jié)亮度、色溫，照明控制系統(tǒng)可靈活編輯燈具組，同時還需搭建燈具與智能家居之間的橋梁。目前照明燈具設備、照明控制系統(tǒng)、智能家居之間的融合還需進一步提升，需要專業(yè)程序編程的研究支持和三方技術的協(xié)調配合。

空間內所有燈具及相關感應設備需接入集中控制系統(tǒng)。系統(tǒng)服務器需能夠將燈具靈活分組，并將多個燈具組的不同狀態(tài)組合為特定的照明場景。照明燈具、控制模塊及控制系統(tǒng)之間可通過無線連接，信息通過網絡上傳至服務器及云端，可使用手機或平板APP通過局域網或外網對照明場景實行控制，可納入智能家居系統(tǒng)通過語音進行控制。本地控制面板可根據(jù)老年人的使用需求提供個性化設置，面板位置應結合老年人的生活習慣，面板按鍵應簡明易讀、易操作?？刂葡到y(tǒng)宜具備大數(shù)據(jù)采集和處理功能，后期根據(jù)老年人的使用習慣實現(xiàn)專屬定制(圖3)。

圖3 控制系統(tǒng)原理圖Fig.3 Control system schematic diagram

3 健康照明實施項目管理

本節(jié)通過某樣板間典型照明模式為例介紹健康照明的應用。樣板間的設計以展示效果為主要出發(fā)點，表達科技地產的產品力。批量交付需要結合工程實踐，考慮各方實施界面劃分。

3.1 樣板間實施

樣板間照明場景模式較多、實施施工周期和展現(xiàn)效果要求高，預算較寬裕。根據(jù)樣板間上述特點和現(xiàn)場常見問題，品質管控圍繞著前期協(xié)調、現(xiàn)場管理和提升展示效果三個方面展開。健康照明作為建筑科技的專項，宜設置專項技術負責人統(tǒng)籌健康照明科研單位、室內精裝設計單位、燈具廠家、機電施工單位、智能化實施單位工作。

項目管理中有大量的協(xié)調工作：(1)需要協(xié)調技術團隊和實施團隊；(2)協(xié)調設計營銷工程等地產條線；(3)協(xié)調精裝照明智能化電氣等專業(yè)；(4)協(xié)調研發(fā)和項目公司執(zhí)行團隊。健康照明設計應與精裝設計結合，由健康照明科研單位給出健康照明設計指導書(含家具及燈具布置原則)，室內精裝設計單位結合健康照明理念和精裝設計風格完成照明及機電點位設計(圖4)并與健康照明科研單位一起負責燈具選樣定樣，燈具廠家完成定制，機電施工單位完成燈具安裝管線設置。業(yè)主聯(lián)合設計單位、智能化實施單位完成場景調試和控制聯(lián)動(圖5)，健康照明科研單位根據(jù)照明場景設置編寫樣板間參觀訪問解說詞。燈具實際效果和設計選型可能有偏差，樣板間的燈具可選擇由設計單位送樣業(yè)主單位和設計單位共同審核，業(yè)主單位應實現(xiàn)全過程把控。

圖4 樣板間喚醒照明設計點位圖Fig.4 Wake up lighting design point bitmap in the sample room

圖5 臥室健康照明實景圖Fig.5 Realistic view of healthy lighting in the bedroom

設計工作完成后進入到現(xiàn)場管理?，F(xiàn)場管理首先是設備管理。由于施工單位多、施工周期緊張，一旦發(fā)生設備丟失會對項目進度產生較大影響。現(xiàn)場應協(xié)調不同作業(yè)工序安排。燈具廠家的產品差異性經常導致照明效果偏差，照明設計應重視調試工作，應至少安排3個工作日進行調試，燈具調試和智能化控制調試可同步進行。

項目管理需考慮提升展示效果的措施。為了提升客戶參觀體驗，應提前設計參觀路線，比如在老人房集中展示場景等(圖6)。客人一般在白天參觀樣板間，應仔細推敲如何表現(xiàn)照明效果。健康照明科研單位完成樣板間參觀解說詞的編寫后應培訓營銷人員，以有效傳遞健康照明理念。

圖6 老人房門框燈實景圖Fig.6 Realistic view of door frame lights in the elderly room

3.2 大區(qū)批量交付

大區(qū)批量交付的健康照明需要綜合考慮技術的成熟度、穩(wěn)定性及成本；兼顧地產公司批量裝修帶來的高效率和業(yè)主個性化需求。大區(qū)交付和樣板間交付特點不同，健康照明專項研發(fā)團隊品質管控更側重技術指導和流程管控，并注重設計方案落地的完整性，項目公司團隊承擔落地執(zhí)行責任。

設計創(chuàng)造價值，也需要設計實現(xiàn)價值。照明設計屬于效果類設計，大區(qū)的批量交付由于作業(yè)面廣，更需要設計圖紙具有落地實施性。驗收階段應組織復盤專題研究，通過實景照片和設計效果圖的對比提升實施完成度。

批量交付應合理劃分房地產公司配置和客戶自行選配的劃分界面，界面劃分清晰才能實現(xiàn)品質管控。為了易于大批量安裝，隱蔽工程較多較復雜的技術項目或者電氣點位預留可由房地產公司實施到位；對于需要個性化選擇的技術項目或者市面已成熟的照明產品可由客戶自行選擇。以老人房為例，分為毛坯交付(表1)和精裝交付(表2)兩種情形，總結了各種房間的照明模式，以及相應的照明模式下配備的機電設備和實施界面。

表1 老人房毛坯交付健康照明設置Table 1 Health lighting settings for the delivery of rough materials in the elderly’s room

表2 老人房精裝交付健康照明設置 Table 2 Health lighting settings for the delivery of refined decoration in the elderly’s room

4 討論和展望

4.1 實施總結

健康照明實施應用的協(xié)調管理至關重要，需多個專業(yè)的設計方與實施方的緊密配合，才能保證項目的完整落地。因此，選擇能力全面的施工單位，降低系統(tǒng)的復雜度，有利于提高實施保障率。同時，健康照明需要考慮批量施工的方便，減少調試工作的復雜度。

健康照明需要綜合考慮光的視覺和非視覺效應。探索在不同人群不同活動場景的照度、眩光、色溫、顯色性、曝光時長需求，打造因人而異、因時而異、因事而異的照明場景。

喚醒照明同步無極調節(jié)色溫和亮度，涉及燈具、調光變壓器、智能控制網關和智能軟件設置，應預先進行硬件匹配和軟件編寫。門框燈的變壓器需在門框附近隱藏放置，宜隱藏于吊頂或房間柜內，施工時需提前預留變壓器位置并進行機電管線預埋。門框燈的亮度不宜過亮，建議適當降低門框燈的功率。

4.2 未來展望

健康照明經過在房地產項目上實踐應用，特別是在科技樣板間中的展示，對提升客戶體驗助力營銷有良好效果，也提升了科技地產品牌影響力。我國房地產行業(yè)在追求效率中迅猛發(fā)展，對產品關注總體不足。健康照明在行業(yè)內還處于早期階段，未來有很大的進步空間，例如進一步挖掘用眼健康的需求，拓展燈光與智能化聯(lián)動的各種可能性，挖掘并打造全新生活場景；挖掘照明在低碳路線下的發(fā)揮空間，實現(xiàn)低碳與健康照明的結合；進一步開發(fā)如智能面板、感光探頭、智能開關模塊、智能調光模塊等可根據(jù)使用場景的需要實現(xiàn)本地控制、集中控制、調光調色、位移聯(lián)動等功能的智能照明控制系統(tǒng)的軟硬件，推進行業(yè)發(fā)展，助力美好生活。