（设计艺术学专业论文）现代室内光场景的人性化解析.pdf

附件一 西南交通大学曲南父逋大罕 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校 保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和 借阅。本人授权西南交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数 据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 1 、保密口，在一 年解密后适用本授权书 2 、不保密酊，适用本授权书。 ( 请在以上方框内打“”) 学位论文作者签名 日期：细g 年月 嘭冲 指导教师签名：鬟旋苦j r 期) 卯6 年占月侈同 附件二 西南交通大学四南父迥大罕 学位论文创新性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下独立进行研究工 作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人 或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体， 均已在文中作了明确的说明。本人完全意识到本声明的重要性，其法律后果由 本人承担。 学位论文的主要创新内容如下： 论文提出从人性化的角度来探讨室内光环境的营造，将人的生理需求、心 理感受和文化意识三个层面作为室内光照设计的基础思维，因此笔者在该论文 中的主要就是对这三方面的论述分析。其中最具有创新力的内容是对光照心理 与光照象征性这两方面的研究探讨： 1 、笔者首次从环境心理学的角度切入到光照心理的研究中，分析光照与 人类行为心理之间的因果关系，并将其引入到实例的分析解读中。在这部分， 论文从人的领域性心理、私密性心理、趋光心理、先印性这三种人类行为心理 探讨室内光照设计对其的作用和影响，以及如何在现实环境中运用人类的心理 反应来表现室内光照。( 主要体现在论文第四章人的心理因素与室内光照) 2 、在论文中笔者通过对光源和色光文化象征性的分析，来解读室内光照 设计中所包含的文化因素。在这一部分，发掘了光源和色光本身所具有的文 化象征意义，从神话传说、宗教象征、色彩的象征性以及不同文化观念等角 度出发，来阐述和分析光源及色光的人文内涵。( 主要体现在本论第五章文 化表现与室内光照) 学位论文作者签名：墨乡冲 f 1 期：江，彩年多月罗同 西南交通大学硕士研究生毕业论文第1 页 第一章绪论 我们是由光所养育的。通过光线我们感受到季节的变化，只是由于 光的指引我们得以知悉这个世界。由此得出这个想法；物质是消耗光的。对我 而言自然光是唯一的光，因为它有情调 它给人提供了共同一致的背景 它使我们得以与永恒相接触，自然光是唯一能使建筑成为建筑艺术的光。 路易斯i 康 1 1 室内光照的发展历程 当原始人开始使用火，并用火在黑夜中照亮周围的环境时，人敢于探索自 己生存空间的行动也就开始了。早期的建筑结构就是起源于天然采光的策略， 利用巨大的开窗将自然光引入室内，增加室内的可见度。1 8 5 1 年在英国海德 公园举办的国际博览会，其曾被誉为“水晶宫”。在这次博览会上，设计师使 用钢铁框架和玻璃建成了巨大的展览空间，以圆弧钢架和曲面玻璃构筑成了巨 大的采光天棚来满足光照要求。 人工光源最初使用由火焰产生的热量而发出光。大约1 5 0 0 0 年前有了用 中间有槽的石头，或有灯芯的黏土罐加上鱼油或其它油做的原始油灯，当点燃 时，发出与蜡烛不同的光。使用油作燃料的这些盘子灯与经过1 9 世纪漫长的 历程从传统的油灯发展为在用油和提供更光亮更易控制光线的精密复杂的灯 大不相同。 直到1 9 世纪末期，人工电光源诞生。人工电光源也可以被称为辰光以外 的光源，其一直与技热密不可分。虽然早在1 8 1 0 年汉弗莱戴维爵士就演示 了“电孤灯”，但还不能将它用作放射大量光线例如灯塔的实际光源。直到斯 旺和爱迪生发明了碳丝灯，或者大家所蜕的灯泡( 使用钨丝) ，1 9 世纪末从 电中产生的光才能实际使用。 1 9 世纪6 0 年代在欧美形成的后现代主义设计思潮和曼菲斯设计风格咀其 强劲的活力冲击着现代主义设计，室内设计师在各种思潮的影口脚下灵活的进行 设计，井丌始注重人们的审美心理和展示设计的装饰情趣。同一时期“光艺 设计，并丁i 始注重人们的审美心理和展示设计的装饰情趣。同一时期“光艺 西南交通大学硕士研究生毕业论文第2 页 术”发展起来，人们对造型艺术充满了创造精神，在”光”的造型领域也出现了 一些新的突破。例如：把声音转换为光学，将蒙太奇摄影参与到电影的策划工 作中，使得光在画面中由”静”到”动“、由”单一”到”构成组合”。伴随着我国科 学技术的迅速发展，对于人工光的技术和对光艺术的欣赏都有了更新的理念， 在建筑领域中，”光艺术的创造也有了长足的进展，当设计者将其引入室内设 计中，成为光照设计的一个重要组成部分。 发展到现代，光照设计已经成为一门专业的室内学科设计，将1 9 世纪6 0 年代发展的“光艺术”引入室内正是现代室内装饰设计的一个重要组成部分， 而室内装饰新材质的应用为“光艺术”的发展提供基础动力。现代室内设计中， 光照设计在满足可视功能的前题下更进步的强调对室内光环境的生态化处 理及光照设计对空间艺术性的表现。 1 2 国内外室内光环境研究现状 从七十年代以来光照设计的两丈特点集中在对光环境质量和能源节约的 关注。有资料显示，工业发达国家照明用电量达到电力生产总量的1 5 3 0 ， 我国在2 0 0 0 年照明用电量的比例接近或( 在经济发达地区) 己达到这一水平。 其中照明用电量尤其是住宅照明用电量的增长速度超过了电力发展速度，将使 这一比例持续增加。倡1 9 9 1 年，导绿色照明理念由美国环保署提出，其基本 宗旨是节能、环保和健康。绿色照明的主旨是以节能为中心来推动高效节能光 源和灯具的开发与应用，并制订了照明产品能效标准和建筑照明节能标 准两项照明标准，并且立法，试图引导照明设计采用高效节能照明产品，提 供理想的光照环境。 当今在对光环境的探索和研究上，欧美国家的设计者在技术和观念上走在 最前沿。在光环境质量方面，2 0 0 0 年北美照明工程学会( 工e s n a ) 出版北美 照明手册一第9 版的前言中写道：“过去二十一年来在照明实践中有从照明 工程( j l 】u n l i n a t i n ge n g i n e e r i n g ) 到照明设计( l i 曲t i n gd e s i g n ) 的动向，从 照度计算到美学评价的动向，从数量到质量的动向。”i e s n a 提出全面评估照 明质量要综合考虑的三方面因素：人的需求、建筑、经济与环境，形成了全面 评估照明质量，淡化、简化照度指标的趋势，更加突出了照明质量的重要性。 照明设计在国外学院教育体系已逐渐独立为一专门科系，在港台地区近年来也 西南交通大学硕士研究生毕业论文第3 页 出了现照明设计专业化的倾向，照明设训更加注市光与空间设计相结合的问 题。洁华大学詹庆旋教授在2 0 0 1 年1 1 月举行的第二届建筑环境照明国际研讨 会上对设计动向进行总结时指出：“优秀的照明设计照明概念一定要及早进入 建筑方案，融入建筑设计和室内设计，使“光”成为建筑和室内外空间设计的 有机组成部分，支持并演现建筑和室内设计的创意，实现用户的期望和要求。 为此，照明设计师与业主、用户、建筑师、规划师之间的沟通与合作非常重要， 这种合作理应日趋密切。”( 1 在亚洲日本的设计者最早认识到光环境的重要性，逐渐引进欧美国家的研 究理论和经验数据，并根据自身经验及国内特点迸一步探索实践，造就了许多 不错的室内光照设计作品。日本设计者将日本传统光照文化与现代光照理念相 结合，从光的质感表现、光的语义意表达以及绿色照明这几方面考虑光照设计， 以营造出适合本国的光照环境。 随着我国生活质量的提高和对室内空间的认识的提升，人们也越来越重视 室内空间环境质量对人体的影响，我国也开始系统研究室内构成的各种要素与 使用者之间的关系，而对室内光环境的研究就是其中的组成部分。我国早期对 室内光照设计的理解比较片面，多是一味的追求亮度，认为只要将室内照射的 高亮度就可以，而对室内光照于人的关系不做过多考虑，随着室内环境对人们 身心的影响力日益凸显以及绿色照明理念的引入，人们开始关注并研究室内光 照设计与人的关系，特别开始关注照明造成的负面影响：光污染和光干扰。现 在我国推行光环境的研究与实践已将近2 0 年，并已取得定的成果，越来越多 的人投入光照设计领域。 1 3 研究现代室内光环境的意义 一、营造健康的室内光环境 有关资料表明现代人在室内度过的时间越来越长，而根据美国环境局提 供的数据，普通美国人更是有9 0 的时间是在室内度过。因此，室内环境对健 康的影响日益加重，而营造高质量的室内光环境以保持健康生活更加引起现代 使用者的注意。合适的光照时间和光照质量会让使用者感觉舒适，视觉的感受， 人体的生理变化等各种身体机能都与光照的改变有千丝万缕的联系，而享受到 西南交通大学硕士研究生毕业论文第4 页 到正确的、健康的光线才是保证人体机能健康发展的关键。现代照明技术虽然 在科技的作用下不断飞升，但错误和不健康的用光习惯还普遍存在。如忽视自 然采光的作用；在室内采用长时间高强度的机械性照明；不当的光照角度；错 误的照明方式等等，都容易造成对使用者视觉和身体的伤害。所以，以人体生 理特点为出设计发点，在满足基本照明功能的同时，能够促进人体健康平衡发 展的室内光照环境，才真正触及到了人性化的核心。 二、提高空间审美藏受 人类从自然环境中走来，淋浴在自然光下，而然光是不断变化的，人的生 理和心理会对自然光线的变化做出反应，所以，当人类在自己营造的室内空间 中生活是同样希望感受光影的变化，只有合理耳福有变化的光照环境是才能满 足现代室内设计的需求。设计者通过掌握室内空间中光照设计的光照方式，光 照角度，光色控制等方面的技术，利用其艺术性一面的表达方式来实现主体室 内空间意图与观者感受之间的沟通，在加强室内空间信息传达力的同时，满足 观者的审美需求与心理感受。让光照不仅是可视的，更是可感的。 三、满足人们的心理需求 现代人的生活内容丰富多彩，人们也在不断变化自身的角色穿梭在不同的 情景空间里，而不同的情景空间有不同的氛围，人们的活动可以借助室内环境 营造的氛围来更好转换自身角色，调节身心。人们对“光境”在视觉上对 光照射的场景而引发的心理上的一种心境，对环境的理解建立在各自生活经 验、学习、交流的累积上，面对同一“光境”的理解和感受因生活环境、文化 风俗及心理性格等多方面的原因影响而产生差异，但差别中对照度、光色的认 识又存在很大的同一性。如在大型工作的空闻应是明亮的冷光源，休息的环境 如卧室则是柔和的暖光源，日光的照射是温暖的，月光是清冷的等很多生活 x 西南交通大学硕士研究生毕业论文第6 页 照设计。 第一部分，光照对人体的生理是人们最基本的感受，笔者通过分析和例证 论述了室内光照与人体视觉系统和生物钟系统的作用关系。从视觉与室内光设 计、室内光照设计与生理反应和光污染这三个切入，试图寻找出最适合人体生 理需求的光照方式一方面强调了光照对人体的益处和与人体的密切关系，另 一方面指现代出光照设计中的弊端对人体的危害，分别从入工照明和自然采光 两种主要光照系统进行分析。 。 第二部分，在探讨室内光照环境与心理反应的部分，笔者将环境心理学的 人类行为模式引入光照心理的分析中，从领域性光照心理、私密性光照心理、 趋光心理这三方面进行论述。并提出了关照环境中“先验性”心理的存在，通 过对不同光照空间和人们思维模式的分析，尽可能地解读人们的光照心理。 第三部分，笔者在论文中提出“光照的文化思维”这一观点，从光源和色 光的象征性角度谈室内光照的文化性表现，描述了光照与人类文化的重要联系 和文化精神的体现，说明光照不仅是一种现象，更是一种文化载体，人们将光 与人文意识相结合，使之超越了对光本身的物理认识。最后，在室内光照的艺 术表现这部分，笔者重点分析了设计师如何通过光照设计美化和补充空间氛 围、突出空间主题、表现空间质感等，希望通过笔者对实例的分析，可以归纳 出几类光照的艺术表现形式，以便使室内设计者从光照的角度来完善室内环 境，展现室内光环境的艺术。 西南交通大学硕士研究生毕业论文第7 页 论述思路图： 西南交通大学硕士研究生毕业论文第n 页 2 3 室内光环境的构成 本文主要探讨室内光环境与环境，以及其与人的相互作用，而在进行论证 之前，应先对“环境”这一概念与定性进行了解。“环境”一词的涵盖面极为 宽泛，包括各种物理方面的、生理方面的、文化方面的等等诸多层面。本文所 探讨的“室内光环境”可以说是整体环境所包含中的一个方面，因此在对室内 光环境进行研究之前先要了解现有的学术研究及与公众认知上对“环境”、“光 环境”、“室内光环境”是如何认识和定义的。 下面笔者就对“环境”及“光环境”、“室内光环境”这三个重要概念进行 简要解读与分析。 2 3 1 光环境的概念 1 环境 “环境”这个词是我们在日常生活中常常能听被提及的词汇。何谓环境 呢? 在环境心理学一书中有这样的解释：“即环境是相对某项中心事物 而言的，它可以说是围绕着某种物体，并对该物体的“行为”产生某种影响的 外界事物。在这里，某种物体作为主体，而与之发生关系的周围其它事物则是 环境。因此有人认为环境是影响有机体生长和发展的外界实际条件的总和 ( t f ，s a a r i n e n ，1 9 7 6 ) ：也有人认为人是环境的中心，又是环境的一部分 ( j l a n g ，1 9 7 4 ) 。” 4 假设以人( 主体) 作为观察探索外部事物的中心事物， 相对于他的外部世界就可以被统称为人类环境。人类环境是以人类群体为中心 对象，并围绕着该中心的充满着各种有生命体和无生命体的空间，它是人类赖 以生存、发展、从事生产和生活的外部客观世界。在人类环境中又根据人的主 观意识和活动需要划分了各种不同性质的环境，由此可见，“环境”一词的定 义是以人的主观能动性为出发点的。 2 光环境 光环境是物理环境中的一个组成部分，它与色环境、声环境等并列， 属于整体环境构成要素之一。嘲 西南交通大学硕士研究生毕业论文第1 2 页 图2 4 物理环境示意图 光环境是以物理学为基础的，并与生理学、心理学、工效学、美学等更有 密切的联系，因而在现代建筑技术和建筑艺术中都占有相当重要的地位。对于 现代人工环境( 建筑物、室内空间、人工景观等) 来说，光环境是由光线照射 于其内外空间所形成的环境，因此光环境形成一个系统，大体可分为室外光环 境和室内光环境这两个部分。前者是在室外空间由光照射而形成的环境。它的 功能是要满足使用者的物理、生理( 视觉) 、心理、美学、社会( 指节能、绿色 照明) 等方面的要求。后者是在室内空间由光照射而形成的环境。它的功能同 样是要满足使用者的物理、生理( 视觉) 、心理、人体功效学及美学等方面的要 求。 6 ( 一光环境的剖析高履泰) 产生和影响光环境的因素很多，从光源角讲有 照度、亮度、光色、亮度分布等，从空间构成方面看空间的布局、大小、材质 等都对光环境的呈现有影响。而最重要的评定光照效果的是主体“人”的因素， 决定空间中采用何种强度、何种光色、何种照射方式得以形成特定的光环境， 这取决于人对空间活动的界定，因不同的需要和兴趣来决定采用不同的光照环 境。以上这些组成光环境的要素笔者将在后面的论述里加以具体分析，而如何 实现人性化的光环境设计将成为笔者的研冗重点。 2 3 2 室内光环境 在室内光环境设计中，天然光和人工光是形成光环境的光源。光和室内空 间、使用者三方面有着互相依赖、相辅相成的关系。空间中有了光，才能发挥 视觉功效，使用者才能在空忸j 中辨认人和物体的存在并体现空恤j 关系：同时光 也以空刚为依托显现出它的状态、变化( 如控光、滤光、调光、混光、封光等) 西南交通大学硕士研究生毕业论文第1 3 页 及表现力，并且光照必须以使用者的需求、文化层次、身体情况等位设计基础。 空间的构成对光照方向、角度、面积、强度都起着定的调节和控制的作用。 在室内空间中光通过与材质发生折射、反射、透射、散射等关系形成光环境。 此外，材料表面的颜色、质感、光泽等也会形成相应的光环境，使用者在设计 这光环境中的感受与心态成为了评定光环境好坏的基础和标准。 1 光之于人 在光照环境的营造上，室内光照中“光对人的影响”是设计者首先考虑的 重点。室内空间的人工照明是为人类的生活提供便利补充自然采光的不足，早 期光照设计曾试图借助照明技术的发展完全使用人工照明而抛弃自然光源，但 随着封闭照明的失败，人们认识到自然光对人的重要性。自然光对于人类而言， 无论是心理、生理、文化都有着巨大的影响力。随着现代室内光照设计的不断 深入研究和人类生存环境的不断变化，人们更重视对自然光的利用，人工照明 方面也更趋向人性化、艺术化表现，以适应人们对室内光照质量的高要求。 2 人之于光 人对视觉环境的需求决定了光环境的基本状态，照明设计要满足人们在工 作、学习、休闲、娱乐或从事专业技术工作时的照明充足，并且根据从事的活 动的不同提供不同种类的光照效果。而功能性照明可分为的广义的和狭义的两 种理解：广义的说光照设计应涵盖生理、心理、文化、精神等多方面功能性建 设。而从狭义上讲照明设计只是分实用照明和艺术照明两个层面。在室内照明 设计不断发展的今天，设计师已经不再狭隘的看待室内照明设计，而是更注重 光照设计全面性。在下面的论述中，作者将从光照与人的生理反应、心理感受 及文化表现这三方面论述现代室内光照设计应具备的人性化特征。 西南交通大学硕士研究生毕业论文第1 7 页 的变化是外界环境中对褪黑素合成产生影响的最主要因素。其中褪黑素分泌与 黑暗期的长短成正比。即处在黑暗环境中的时间越长，人们的睡眠意识就更重， 反之就会有亢奋的感觉。因此，光暗周期通过对褪黑素合成昼夜节律性的影响 而调整机体的内在生物节律( 包括昼夜、季节及年节律等) 。在夜间进行的光照 会抑制褪黑素的合成，并且，光照光谱分布和强度均对褪黑素合成产生不同的 影响。红色光对褪黑素抑制作用最弱，而绿色光抑制作用最强，强光瞬间即可抑 制松果体内褪黑素合成，而弱光则需要相对长的时间对其产生抑制作用。这样 一来，利用人体内分泌的光暗周期性来影响使用者的生理运动将成为可能，人 们可以利用人工光照来调节自身的生物钟系统，已满足人类活动的需求。 二、刺激与舒缓光照的两面性 1 刺激型光熙一人工昼光 加夜班期间，人们容易产生困倦的感觉，在午夜到凌晨两点这段时间内人 们的睡欲望最强烈，这符合人生物钟系的运转，但在夜半时如果无法进行小憩， 人的精神将会极为疲惫，注意力很难集中，容易从事一些需要注意力高度集中 的工作中出现误差甚至发生危险，在2 0 世纪就有很多惨案发生在夜班期间： ( 1 ) 1 2 点0 4 分的瓦尔迪兹石油泄漏事件 ( 2 ) 博帕尔毒气泄漏事件发生在夜间1 2 点4 0 分； ( 3 ) 凌晨1 点2 3 分的切尔诺贝利核电站泄漏事件； ( 4 ) 生在凌晨4 点的三里岛核事件等； 要克服人体在一定时段内的困倦感很大程度上需要外界刺激，而光线牵n 激 正是针对人体生物钟的感光性，利用光线照射减弱体内睡眠激素的分泌，已达 到减轻困倦感的作用。 首先，人工昼光是人工光源模拟自然昼光效果，其生成的人工光环境可以 提供充足的人工照明用于补充由于建筑环境封闭、夜晚或气候等原因造成的室 内自然采光不足，以保证室内空间全天的照明充沛。虚拟的昼光效果使人眼感 受到光照始终保持在较高的照度水平上，由于光线刺激而减少的褪黑素分泌， 缩短或弱化了人体的困倦感，提高了夜间的工作质量。同时还应正确调整光照 角度 图3 2 ，3 3 ，利用散射光形成均匀的光照分布，以减少眩光对使用者 的视觉刺激和干扰注意力的分散。 其次，有研究表明使用偏红色光谱n 灯光照明有利于人们保持高质量的睡 西南交通大学硕士研究生毕业论文第2 2 页 四分析现代室内自然采光设计 在现代人要求回归自然的呼声中，加强对自然光的利用将成为室内设计师 设计的重点。但是人口密度的增加，人居空间的缩小又是一个不争的事实，如 何在都市生活中获得更多，质量更好的阳光成为了人们关注的焦点。 1 向上寻求 对光照的研究使人们更清楚自然光对人体的作用，也更加重视自然采光设 计，现在很多居室设计都将窗的尺寸和面积扩大，尽可能的利用自然光线照明 和保健，舒适阳光房更成为很多人们的最爱。但是密集的居住环境使人们在获 取自然光的时候受到了限制，所以，向上探求成为了很多设计师采用的方法。 天井可以说沿用是最古老的采光方之一，虽然古老，但是十分实用。天井 采光是一种立体的、围合式的采光方式，引入的光线可以从内部满足人们对光 线的需求，避免了周围建筑物对光线的阻挡。加之现代材料、工艺技术和构成 理念的全新演绎，使天井采光展现了更多的魅力。 位于柏林市中心地段的d z 银行大楼，就采用了围合式的构成模式。其设 计的惊人之处在于其天井的双层式设计，在一个巨大的玻璃屋顶下还有另一个 玻璃穹顶 图3 7 ，3 6 ，3 8 ，3 9 。由玻璃制成的穹顶覆盖着巨大的室内中 庭，四周的办公室围绕中庭布局，以获得充足的室内光线。自然光线经过屋顶 和中庭穹顶的双层过滤变得更加柔和，加之中庭内部的一片片半透明悬挂品也 避免了光线对人员的直接照射。这一设计尽可能的为人们扩大了在室内中与自 然和自然光接触的面积，在采光的同时也充分利用了空间，充满阳光的中庭咖 啡厅成为缓解工作压力、解除疲劳、转换思维、维护健康有很大帮助。 图3 7 柏林市d z 银行地下咖啡厅图3 8 柏林市d z 银行纵剖面 西南交通大学硕士研究生毕业论文第2 3 页 图3 9 柏林市d z 银行横剖面2 向阳光延伸 在密集的居住环境中，人们还是用另一种方法向自然光靠拢，延伸窗子。 建筑与建筑之间的位置过近和建筑的背光都影响室内采光，而在同一栋建 的采光几乎是不可能的。但随着建筑观念和技术擘型铣。蠡擀唑酬鲁牡剖誓w 掣型鬟萄弱薹州一醺醋霎嚷的月。 光温暖藩越嚣崭必张嚣弱涌战鄯鞫鲥；堵强阻脓蜇击蕤嚣霉嘏国丝崾 垮。萋溶强搿括谨鸶瓢州耐型醚蓉墅圯；懿豫薅抟驵娃i 翠璺囊些戮i 更 猎 蹙囊唔幅墓“蚌曲叫揭聪翰新鞋妊器雏。 瓣酶妪毪妊张骼筘答耗晶“各霍崩衽春差苫笳删努? 陟鼎乓跫囊嗡纂 俸帽喘淳理；剥f 瓮”肇矗戮型烈掣蒹黔团匿型判弘鹣螋：雏若j 溺遘强两穗 昏j 臌越潆 照表现往 往根据空间的不同性质和功能呈现不同的光影效果，人们在进行空间场所活动 的转换时，也会根据空间的不同提前调整自己的光照感受，以适应空间的变化。 这种调整不仅是生理的更是心理上的，是人类自身对自己的保护行为，以减少 过度的外界刺激。这种先印性效果的构成条件可以分解为以下几： 1 个人对光空间的主观认识 西南交通大学硕士研究生毕业论文第2 6 页 3 2 室内空间中的光污染 3 2 1 光污染的定义 概括地说光污染是指那些对眼睛、对人体有害的光。它是种白色污染。 另外一种比较能接受的说法是：光污染是由外溢光、杂散光的不利影响而造成 的不良光照环境，狭义地讲，即为障害光的消极影响。障害光可以解释为：其 数量或方向足以引起人们烦躁、不舒适、注意力不集中或降低对于一些重要信 息( 如交通信号) 的感知能力，甚至对动、植物亦会产生不良影响的外溢光、杂散 光。 多数光污染的定义是针对夜间室外光环境中的事件而言，如广场照明、建 筑照明等一些室外环境的夜间照明所产生的光污染，而随着人们对生活空间质 量要求的提高，室内空间中的光污染逐渐引起人们重视。笔者通过室内光对人 体影响个案的分析和研究，总结并提炼出几种室内光污染的类型，并逐一论述 室内光污染对人体的伤害及解决方法。 3 2 2 人工光源与光污染 由于生活和工作的紧张繁忙，以及自然环境的恶劣化，现代人的活动多在 室内空间中进行平均8 0 一9 0 的时间是在室内度过，因此室内空间环境的 质量就变得尤为重要。 现时社会的快节奏，使得熬夜挑灯工 作的人越来越多，与此同时，在许多现代 建筑内，即使是大白天，也需要打开室内 照明才能工作 图3 1 6 。这种情况下，人 工光源对人体的危害必须引起我们足够的 重视。 科学家很早就知道，明亮的光线可以 改变大脑的内部时钟，而大脑的内部时钟 则可以控制人的睡眠。最近的项研究表 明，普通的室内光线也可以影响人体生物 钟。长期处于室内人工照明环境中，无形 图3 一】6 封闭的办公空问 西南交通大学硕士研究生毕业论文第2 7 页 中扰乱了祖先为人们拨好的生物钟，以致改变了人体固有的生理模式。这不但 会使人类的成熟年龄提前，还会使人生理节奏失调，进而出现心悸、胸闷、精 神萎靡等现象。 另外，有研究人员认为，室内人工照明发出的强烈光波，能够导致人体内 大量细胞发生遗传变异，使不正常细胞增加，正常细胞死亡。现在很多人白天 在室内的灯光下工作，晚上又在灯光下度过。长时间在灯光下工作，不但易造 成眼睛疲劳，还会降低人体对钙质的吸收能力。因为灯光和阳光在本质和强 度上存在着很大差别。自然光中含有许多的颜色和波长，而室内人工照明仅有 黄、橙、红三色，并且缺乏阳光中有益的紫外线，所以使人对钙的吸收量大大 减少。此外，日光灯发出的光线带有蓝色和看不见的紫外线，这种紫外线被人 体过量吸收后，很有可能使人的皮肤癌变。 下面笔者将分类具体论述室内人工光照造成的污染，并对解决方法提出自 己的建议。 一、人工白昼与光污染 1 人工白昼人体的影响 随着照明技术的不断发展，人们希望留住白昼的愿望得以实现，很多室内 场所为人们提供2 4 小时的白昼般的人工照明，满足人们的活动需求。人工白 昼为夜班工作者提高自身注意力和旅行者扭转时差提供了帮助。可以利用人工 白昼来调解工作和活动中由于生物钟循环所形成的睡眠需要，减少不必要的危 险和麻烦。但随着人工自昼的使用，其负面效应也逐渐显露出来。德国专家调 查，现在有2 3 的人认为人工自昼影响健康。很多人在强光的长时间照射下会 产生头晕、恶心的感觉，而且长时间的强光照射会抑制体内褪黑素的增长，从 而扰乱人体内正常的生物钟系统。 2 人工白昼的现状 首先，是一些大型的公共场所，尤其是空间封闭性较高，而自然采光性能 较差的空间，其内部照明环境长时间处在大面积、高照度的状况中。虽然长时 间的高照度照明抑制了人体内褪黑素的形成，可以促使人保持清醒和兴奋的状 态，但忽略了人体内生物钟与外部空间的协调变化。人体生物钟是随着时间和 室外光线的波动而引发人体的不同生理状态，而长期在这种光环境中的人员内 西南交通大学硕士研究生毕业论文第2 8 页 分泌系统会对光照的刺激敏感都降低，甚至导致生物钟紊乱的现象，如出现失 眠、头痛、疲劳等不良反应。 其次，现在的情况是很多公共空间场所全天都将内部空间照得雪亮，试图 利用长时间高强度的人工照明形成的白昼的效果来取得很理想的照明效果。其 实这种做法往往事与愿违，因为当夜晚室外光线变暗时，人的视觉系统使眼睛 适应了夜晚较弱的光照环境，因而当晚上从外面进入与白天同等照度的光空间 内部时，人们会感觉光照十分刺眼，在视觉上造成混乱和心理上的不舒服，形 成视觉的光污染。 3 解决建议 室内灯光的照度应随室外光照的变化 而相应调解，控制人工白昼的应用场所及应 用程度，以顺应人体生物钟的循环规律。 另外，人们在观看物体时，眼睛注视的范 围与物体的周围亮度有关系。根据实验，容易 看到注视点的最佳环境是周围亮度大约等 于注视点亮度。美国照明学会提出周围的平 均亮度为视觉对象的3 1 3 。就一般经验而论， 周围环境较暗，容易看清楚物体，但是周围环 境过亮，便不容易看清楚。因此在光环境中周 围亮度比视觉对象暗些为宜a 所以很多展示 图3 一1 7 展示空间 空间有意降低整体空间的光照强度，而提升对展示品的照明强度，以得到突出 展品的效果。如图3 1 7 中，利用对展品的效果照明与周围空间的微弱照明来 表现暗对比关系，达到强调、突出展示品的作用。 二、光辐射与光污染 1 光辐射现象 在享受现代光文化带来的便利的同时，但由于对人工光源的使用不当和滥 用，光污染也开始威胁到人们的健康。光污染主要在波长l o o n m 至l m m 之间的 光辐射，即紫外辐射、可见光线和红外线的潜在危害，对人类生活和生产环境产 生的不良影响 图表3 1 。 珏南交通大学硕士研究生毕业论文第2 9 页 图表3 1 不同电光源的光辐射数据 2 光辐射的伤害 因为光辐射的穿透性并不很强，所以人体与其有关的器官是眼睛和皮肤。 主要表现在眼睛的光照性角膜炎及温热性、光化学性视网膜损伤和皮肤的红斑 与烧伤。迟发效应包括眼睛白内障的形成、视网膜变性及皮肤的加速老化。这 个光谱范围也就是通常所说的视网膜危险区。近红外辐射能量在眼睛晶体内被 大量吸收，当波长大于1 4 0 0 硼时，角膜和房水基本上吸收全部入射的辐射能， 它传导到眼睛内部，升高晶体和角膜的温度，而晶状体的细胞更新速度非常慢， 一天内照射的损伤，可能在数年后也难以得到恢复。 为避免紫外线和红外线对人体的伤害采用荧光灯作照明是较为理想的。但 由于荧光粉的余辉作用和人眼的暂留特性，虽然人们看不见荧光灯发出的光的 闪烁，然而，这种闪烁是客观存在的。人工照明经常出现频闲、照度不均匀、亮 度与从事活动不匹配、照射角度不f 确等现象，这些都会对眼睛产生很大刺激， 加大眼睛的负担，影响人们的同常活动。我们同常使用的电感式镇流的荧光灯， 它的频为度约2 0 ，当光源的频i 刈度超过l o 时，人们观察运动物体会产生错觉 一风扇叶子倒转。光源i 刈烁对人的视觉系统有刺激作用，并且萨在不断地伤害 西南交通大学硕士研究生毕业论文第3 0 页 着人们的眼睛和视觉神经。 3 解决方寨 首先，在白天照明最好利用自然光线照明，要经常打开窗户，让阳光进入 室内；如在无法采用自然采光的封闭空间或整日在办公室伏案工作的人，要注 意抽时间到室外活动，减少灯光的长时间照射，以免染上现代照明病。 其次，例如在书桌上看书时，光线应照射到整个桌面；采用均匀的照明， 这是指受到照明的地方，每一部分的照明度都要一致：保持稳定的照明，光源 不要时暗时明或闪烁。在保持充足的照明这方面，还没有统一的标准，一般视 工作性质而异，也就是说， 愈精细的工作，所需要的照 明度就愈高，同时还应注意 不要让光线直射于眼睛。 在位于美国俄亥俄州的 克里夫兰公共图书馆设计中 图3 一1 8 ，设计师将阅读区 域靠近窗户，尽可能多的利 用自然昼光进行进行采光照 明，并且根据阳光照射的角 度设置了避光装置，以免视 图3 1 8 克里夫兰公共图书馆 觉上产生眩光。这样做即可以节约电能，又可以让人们在阅读的同时充分享受 自然光照，减少了人工辐射和频闪情况对人体的伤害。 三、照明方式与光污染 笔者对4 5 人进行的调查中，几乎所有的家庭在夜间去卫生问时使用正常 亮度的灯光，其中4 1 人认为这种灯光太亮。有些住宅套型卫生间与卧室距离较 远，夜间穿越起居室时主光源的亮度会使人的眼睛和情绪产生不适。究其原因 有两点： 1 亮度 因为灯光亮度过强，引起人的短暂兴奋而影响入睡。 2 角度 光线照射角度处在视线内，光线照射眼球后体内的褪黑素含量迅速降低， 西南交通大学硕士研究生毕业论文第3 】页 从而影响继续睡眠的质量。 由此可见，从卧室、起居室到卫生间应设计夜间照明，合理地安排夜灯的具 体位最，能够使家人夜间行走更方便，同时有利于提高继续睡眠的质量。 通常选用3 w 夜灯使交通区域的照度达到3 1 0 h 即可，沿夜间去卫生间行 走路线暗装在相应的墙面上( 距地4 0 0 咖) 同时应在每个卧室床头部位设置夜 灯开关。 夜晚，居室内可用暖色灯光进行引导和照明。图3 1 9 中我们看到设计师 在走廊中采用暖色调光源，并利用灯具的蒙布效果所形成的光栅与墙面的造型 相结合，起到引导、照明、美化的作用。暖光色、低照度的照明设计可以保证 人们在夜间视觉过渡的舒适感；条形光栅与星形光栅的结合即明确了交通动 向，又对房间位置进行了提示；设计师整体光照所表现的浪漫神秘效果可以让 人在经过走廊后继续晚的美梦。 图3 1 9 四、材质与光污染 1 高反光材质 现代室内装饰材料品种丰富，其中有许多高反光率材质及镜面材质在其中 应用，并受到人们的喜爱。人们在室内设计中为追求光滑的质感、空间的延展 性、丰富空间层次等视觉需求，喜欢大量使用表现光滑的材质及镜面来提高视 西南交通大学硕士研究生毕业论文第3 2 页 觉冲击力和提高场所档次。而在使用这些材质的时候，一方面没有注意高反光 材质使用的比例，另一方面由于对光照强度、照射角度、光色应用的使用不当， 从而造成了眩光和障害光的产生，形成对使用者的光污染。据有关专家测试， 镜面玻漓的反射系数要比深色戴毛面砖石装饰的墙面反射系数大1 0 倍，而同 种高反光材质的反光强度也与材质的色彩有关，浅色比深色的反光系数高，暖 色比冷色的感光系数高。 2 视觉损害 在上文的论述中我们认识到，光照反应首先是作用在人的视觉系统上，对 人体的视网膜和视神经细胞产生作用。因而，当眼睛直接暴露在强光的照射下， 已超过了人体所能承受的能力时，可导致眼角膜和虹膜损伤，引起视力下降， 甚至引发白内障。反光度高确实能够起到吸引注意力 图3 2 0 ，3 2 1 ，如宝 石和玻璃的晶莹剔透，金属的光滑表面、镜子的高反射等，但是如果大面积使 用高反光材质或者用强光对其进行直接照射并且处在视线上，必将引起视觉的 不舒适感，形成眩光对眼睛造成伤害。由于无法适应强光的照射，眼睛会出现 暂时性的失明，造成这种人体反映的眩光称为失能眩光，这种眩光，使人们在 一段时间内看不清周围环境，无法对障碍物、地理环境或突发事件作出应对反 应，这样就直接威胁至了人身安全。老年人的适应能力弱，视觉得恢复速度也 更为缓慢，当遇到失能眩光时更容易发生危险。 图3 2 0 五、光色污染 1 光色与人体的关系 图3 2 1 日本学者( 登仓寻宝，2 0 0 0 ) 用j ( ) 1x 的白炽灯与1 0 0 0 l x 的红( 6 1 0 n m ) 、绿 西南交通大学硕士研究生毕业论文第3 3 页 ( 5 4 0 n m ) 、蓝( 4 3 0 n m ) 三种荧光灯在人们就寝前对房间进行照明，发现白炽灯或 红色荧光灯对褪黑素分泌的抑制能力较弱，并能达到较深的睡眠深度( 睡眠中 体温温差变化较大) ，因此，夜晚就寝前使用偏红色光谱的灯光照明有利于人们 保持高质量的睡眠；而绿色和蓝色的荧光灯对褪黑素分泌的抑制能力较强，达 到较浅的睡眠深度( 睡眠中体温温差变化较小) ，因而，使用偏蓝绿色光谱的灯 光照明不利于人们保持高质量的睡眠。 1 2 ( 注：选自登仓寻宝光的质量对人体生 理上的意义) 人的生有将近三分之一的时间是在睡眠中度过，人体通过睡眠来达到肌 体恢复、休息、生长的目的，并且深度睡眠时期大脑将对一天的外界信息进行 处理和分析，由此可见，长期的光色的使用不当将会对使用者的工作、学习、 健康造成不良影响，进而成为光色污染。 2 光色污染 人们在不同的时间、地点需要不同的光色照明。如在图书馆、体育馆、 机场、医疗场所等一些工作、运动场所可以使用含有较多的蓝、绿色光谱较多 的冷白色、日光色、三基色荧光灯来进行人工照明。而在餐饮、疗养、娱乐、 等休闲场所则可以使用含有较多红色光谱成分而缺乏蓝、绿色光谱的白炽灯作 为照明手段。光色的使用不当也可以对人的生理造成不良影响，进而成为光污 染。要解决这个问题就需要设计者按照场所内容和活动范围按不同时间段来进 行灯光设计，依照使用者的需求来选择不同光色的照明。 3 我国光色使用情况 目前国内很多家庭的休息空间、医院的病房及其它一些休息场所并未注意 到光色污染对使用者带来的伤害，依然采用有较多的蓝、绿色光谱较多的冷白 色、目光色、三基色荧光灯作为主体照明，对使用者的休息和康复产生不良影 响。这种情况的出现大致是由于两种原因造成的： 首先，出于对光色影响的理论认知度不足，缺少光色使用的概念，不了解 光色的使用方法，造成对人们光色污染的关注不高。 其次，节能型荧光灯在我国的使用和推广无形之中助长了光色污染的泛 滥。节能型荧光灯的高显色性、低辐射、节能的效果，促使人们将其大量安装 在居室内，并作为空闻的主照明，不加设其它的扶助照明设备。 4 例证分析 西南交通大学硕士研究生毕业论文第3 5 页 位置的可能性不大，而光照的角度和方式通常也是固定的，当夏季强烈的阳光 长时间照射在没有避光设备的窗子上，就会给室内活动的人造成影响或伤害。 如长时间的强烈日晒，高度的日光辐射可以引起日晒皮炎，使皮肤潮红灼热干 疼，也可以发生头晕、恶心、心悸、高烧等全身症状。 2 视觉损害 眩光是影响视觉的一个重要因素，它和光源的位置、亮度有关 图3 2 4 。 眩光源甍瘦上。眼球 图3 2 4 眩光的形成 自然光照是在不断变化的，光照强度和光照角度都会随着时间的推移而变 化，但是当人员的活动氛围被固定在一个较小的范围内，面又没有随光线变化 而改变的采光装景时，眩光的发生几率会很大 图3 2 5 ，会造成视觉损害， 图3 2 j 西南交通大学硕士研究生毕业论文第3 6 页 影响人们的正常活动。 3 解决建议 在阳光充足，日晒强的地区应意避免强烈阳光直接照入室内，可以在窗口 处设置可以随光照强度调节的遮光、避光、滤光装置减少日照强烈时间和日的 入光量并且减少由于照角度的原因而产生眩光的机率。 另外可以根据不同地区的地理特点和日照情况来设计开窗形势，通过对窗 的采光光角度和采光方式、避光器的设计来控制来调节室内自然光照，在满足 室内自然采光需求的同时避免强烈日晒带来的伤害。 小结 本章节阐述了光照的对身体的作用，以及使用不当时光照所造成的伤害。 同样一种光照效果在不同的时间，不同的地点，采取不同的使用方法就会造成 相异的两类结果，如同一把双刃剑，这就要求我们要学自我保护。看过本章节， 你可能会有光线穿透皮肤进入到我们的身体里，融入在血液中，并随血液流淌 过全身的感受。光虽然无法流淌在身体里，但它对体内感光组织的刺激作用却 是真实的，光照的每丝变化都转化为一种信号传达到身体的各个角落，引起内 分泌和生物钟的变化，从而影响我们的健康和情绪。 西南交通大学硕士研究生毕业论文第3 7 页 第四章人的心理因素与室内光照 笔者在上文论述了光照对人生理的影响，而生理与心理反应是密不可分 的。如生理心理学表明感受器官能把物理刺激能量，如压力、光、声和化学物 质，转化为神经冲动，神经冲动传到到脑而产生感觉和知觉，而人的心理过程， 如对先前经验的记忆、思想、情绪和注意集中等，都是脑较高级部位以一定方 式所具有的机能，它们表现了神经冲动的实际活动。所以，笔者将从光照对人 产生的心理影响方面进行论述。 4 1 环境心理学的引入 环境心理学是研究行为与人造和自然环境之间的相互联系，研究物理环境 和人类行为及经验之间的相互关系，关注人与环境相互作用和相互关系的学 科。它更多地强调物理环境，还特别强调主体与环境作用的相互性。一方面强 调人们怎样受环境影响，另一方面也关注人类对环境的影响和反应。环境心理 学是一门新兴的综合性学科，环境心理学与多门学科，如医学、心理学、环境 保护学、社会学、人体工程学、人类学、生态学以及城市规划学、建筑学、室 内环境学等学科关系密切。 1 3 环境心理学研究的主要任务是：自然环境和社会环境的概念，不同环境中 的心理学原理和各种环境中人的心理现象和对环境的知觉；环境物理量和环境 心理量之间的关系( 环境与人的思维、情感、意志、个性等的相互关系) ，环 境对人的心理和行为的反馈规律，其中包括自然环境( 如噪声、湿度、风向、 气候、空气的污染) 和社会环境( 如个人空间、地域观念、社会风气、社会文 化、人际关系等) 环境联想对环境意识与心理的影响，以及环境污染中心理变 化对人体信息传递、工作效率等影响；人们在不同环境条件下如何进行自我心 理调适，以适应和创造一种有利于个体发展的环境。从客观方面和主观方面去 研究环境和心理的关系，是环境心理学的两大任务。 光照环境是室内环境的一个重要组成部分，它对人所产生的心理效应开始 受到人们的关注。笔者将借鉴环境心理学对人类行为模式的研究内容，从室内 光环境对人类的心理影响这个论述角度切入，通过光照设计与人的领域性心 理、私密性心理、趋光心理、先印性心理这四个方丽来进行分析论证。 西南交通大学硕士研究生毕业论文第3 8 页 4 2 光照设计与领域性心理 4 2 1 领域性心理 领域性原是动物在自然环境中为取得食物、繁衍生息等的一种适应 生存的行为方式。人与动物毕竟在语言表达、理性思考、意志决策与社会性等 方面有本质的区别，但人在室内环境中的生活、生产活动，也总是力求其活动 不被外界干扰或妨碍。不同的活动有其必须的生理和心理范围与领域，人们不 希望这种领域感轻易地被外来的人与物所打破。在现代社会人口密度大、社会 活动密集、生存压力大情况下，人的领域性心理仍然存在，有时甚至更加突出。 在室内空间中，人们总希望有自己可以掌控的空间范围，保留自己的领域，在 这样的领域内可以使人们在心理上更放松，从而便于人们的做作、思考和休息。 可以说，人们在生活中所划分的领虽不一定有明确的边界，但却是为自己提供 了良好的心理防线。 4 2 2 现代室内空间中领域性心理的表现 人们的领域未必有明确的界定，只是在心理上的一个很含糊范围。如我们 的居室就是一个领域感突出的范围，人们在家中更放松自己，活动随意自如没 有拘束感，所以很多现代酒店设计将“家”作为体现舒适度的衡量标准。另外， 在工作的活动范围、工作的内容、交友娱乐等等活动中都我们都在有意无意地 为自己界定领域，不允许被人扰乱，而这种领域性反映在室内空间中就可以用 “个人空间”来表示。人人都希望拥有个人空间，它是人类领域性的一种表现。 个人空间可作为一种缓冲地带或缓冲物，使人们能摆脱他人的过分亲密的行为 和过多的刺激，从而保护自己，维持“独处”。同时，个人空间有助于人们之 间的有效沟通。任何人只要侵入他人的个人空闻，便会引起对方的强烈反应。 个人空问可以保护自己不受物理刺激威胁或情绪威胁，实现自我保护，以更好 地适应环境。因此，个人空间越大，人们就越有充分的时间准备逃离物理刺激 所引起的威胁情境，或者减轻由此带柬的情绪紊乱和行为问题。但是，现实是 我们经常要与他人分享空间，对群体的依赖性和个体的自我性在这时就发生了 西南交通大学硕士研究生毕业论文第4 0 页 设计师将这种用光心理应用到室内设计中也可以帮助使用者