郝洛西 曹亦瀟 | 面向人居健康的光環(huán)境循證研究與設(shè)計(jì)實(shí)踐

　　摘要：光通過視覺與非視覺生物作用，對(duì)人的視力健康、生物節(jié)律、情緒認(rèn)知、代謝與免疫等方面產(chǎn)生廣泛影響，是建筑、光學(xué)、生命科學(xué)、環(huán)境工程等學(xué)科前沿領(lǐng)域共同聚焦的人居健康關(guān)鍵技術(shù)。文章分析了光在人居空間中的療愈作用，闡述了循證研究與設(shè)計(jì)在營(yíng)造人居健康光環(huán)境中的價(jià)值與必要性，并展示了作者團(tuán)隊(duì)基于循證理論，以問題為導(dǎo)向、建成環(huán)境為載體、實(shí)現(xiàn)人居健康為目標(biāo)，面向全齡人群和各類人居空間，在南極科考站及醫(yī)養(yǎng)建筑中開展的一系列光與健康的探索與實(shí)踐。

　　一、引言——光與人居健康

　　2019年5月16日——第二個(gè)“國(guó)際光日”，教科文組織總干事奧德蕾·阿祖萊(Audrey Azoulay)女士以“對(duì)光的理解和運(yùn)用惠及全人類”為主題致辭，她指出從宇宙的起源到各種新技術(shù)，從X射線到無(wú)線電波，在醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、能源、光學(xué)等諸多領(lǐng)域，光塑造了人類的世界，成就了科學(xué)和技術(shù)的飛躍，其所具備的天然功用及其在科學(xué)技術(shù)方面的應(yīng)用，是人類社會(huì)日常生活中不可或缺的元素，也是實(shí)現(xiàn)聯(lián)合國(guó)《2030年可持續(xù)發(fā)展議程》各項(xiàng)目標(biāo)的關(guān)鍵所在[1]。

　　從古埃及時(shí)代人們?cè)谑覂?nèi)設(shè)置彩色玻璃，利用透過玻璃的不同色澤太陽(yáng)光線照射身體來(lái)治療疾病，到127年前丹麥醫(yī)生尼爾斯·芬森(Niels Ryberg Finsen)憑借應(yīng)用光輻射療法治療尋常狼瘡、天花等皮膚病的開創(chuàng)性貢獻(xiàn)獲得了諾貝爾醫(yī)學(xué)與生理學(xué)獎(jiǎng)，人類對(duì)光健康的探索歷史悠久。然而光健康真正作為人居環(huán)境學(xué)科的重要研究?jī)?nèi)容則是近20年來(lái)的事件。

　　一方面，半導(dǎo)體照明技術(shù)突飛猛進(jìn)的跨越式發(fā)展，使便于調(diào)光、易于實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景定制的LED光源獲得了大規(guī)模應(yīng)用;另一方面，隨著2002年美國(guó)學(xué)者大衛(wèi)·伯森(David Berson)等人發(fā)現(xiàn)了人眼第三類感光細(xì)胞——內(nèi)感光視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞“ipRGCs”[2]，光照視覺與非視覺作用機(jī)制日漸清晰，人類步入了健康光環(huán)境研究的細(xì)分領(lǐng)域，將光的研究與設(shè)計(jì)實(shí)踐從空間營(yíng)造、視覺功效拓展到生理調(diào)節(jié)、情緒干預(yù)與認(rèn)知改善等多個(gè)方面，并嘗試將空間中的光作為積極的環(huán)境要素，來(lái)提升人居健康福祉。

聯(lián)合國(guó)教科文組織“國(guó)際光日”圖標(biāo)

1906年英國(guó)倫敦的一家醫(yī)院使用“芬森燈”進(jìn)行狼瘡治療

　　二、光在人居空間中的療愈作用

　　快速城市化使社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人民生活水平提高的同時(shí)亦帶來(lái)了嚴(yán)峻的人居健康挑戰(zhàn)。人口結(jié)構(gòu)的深度老齡化，社會(huì)生活節(jié)奏的不斷加快，工作學(xué)習(xí)競(jìng)爭(zhēng)壓力的日益加重，以及電子智能設(shè)備的頻繁使用，在導(dǎo)致一系列視覺健康問題的同時(shí)也加劇了各種身心疾病的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)。

　　從健康促進(jìn)源頭入手，對(duì)失衡狀態(tài)進(jìn)行主動(dòng)調(diào)節(jié)的各種健康干預(yù)技術(shù)、手段和方法亟需探索與發(fā)展。光是人居空間物理環(huán)境的主要構(gòu)成要素，具有“視覺—生理—心理”的多維度健康作用。健康建筑領(lǐng)域普遍認(rèn)同的WELL標(biāo)準(zhǔn)與哈佛大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院氣候、健康和全球環(huán)境中心提出的健康建筑九大基礎(chǔ)要素，都將光環(huán)境作為重點(diǎn)內(nèi)容。

　　可以肯定，通過對(duì)光照數(shù)量、空間光分布、光源光譜、光照策略的合理設(shè)定，以及光照景觀、光藝術(shù)媒體界面的定制設(shè)計(jì)，將光作為直接有效、安全無(wú)副作用的人居環(huán)境主動(dòng)健康干預(yù)手段來(lái)消除環(huán)境致病因素帶來(lái)的負(fù)面影響，有著相當(dāng)重要的研究意義。

光照的療愈效應(yīng)及其在健康建筑中的應(yīng)用

　　2.1 光環(huán)境與視覺健康

　　光對(duì)人的健康影響分為視覺和非視覺兩個(gè)方面。人類獲取的外部世界信息中80%以上是通過視覺途徑獲得的[3]。因此，視覺質(zhì)量影響著工作、娛樂、交往、休閑等絕大多數(shù)的行為與活動(dòng)，與生活質(zhì)量密切相關(guān)[4]。眼睛是最為精密的人體器官，光照不足、陰影、眩光、頻閃、過多視覺信息刺激等不良光照條件，不僅會(huì)導(dǎo)致視功能下降、視覺疲勞、作業(yè)績(jī)效降低，還妨礙活動(dòng)的順利進(jìn)行，其長(zhǎng)期累積的作用更會(huì)引起近視、加速黃斑病變，帶來(lái)難以逆轉(zhuǎn)的視覺損傷。中國(guó)每年投入大量人力與經(jīng)濟(jì)資源用于國(guó)民視覺健康防護(hù)，改善人居空間的用光環(huán)境是其中的一項(xiàng)關(guān)鍵工作。

　　人眼視覺功能、視覺作業(yè)與光環(huán)境之間存在著相輔相成的作用關(guān)系。大量研究圍繞著匹配青少年、成年人、老年人等各類人群視覺能力與紙面、視頻顯示終端(VDT)、精細(xì)加工等不同作業(yè)條件，實(shí)現(xiàn)最佳視覺績(jī)效和視覺舒適所需要的光環(huán)境參數(shù)而開展。在以國(guó)際照明委員會(huì)(CIE)、美國(guó)學(xué)者彼得·博伊斯(Perter Boyce)[5]為代表的學(xué)術(shù)組織和研究人員共同的不懈努力下，人們就照度、亮度、視野亮度分布、光源光色和顯色性等個(gè)光環(huán)境要素對(duì)視覺質(zhì)量的影響作用不斷形成共識(shí)，國(guó)內(nèi)外各項(xiàng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范陸續(xù)出臺(tái)也指導(dǎo)著建筑光環(huán)境的設(shè)計(jì)實(shí)踐。

人眼視覺功能、視覺作業(yè)、光環(huán)境間的相互關(guān)系

　　2.2 光照與生物節(jié)律

　　人體內(nèi)存在著一個(gè)被稱作為“生物節(jié)律”的特殊時(shí)鐘，調(diào)控著睡眠、進(jìn)食、新陳代謝、激素分泌以及免疫應(yīng)答等大多數(shù)生理過程，維持著機(jī)體的健康穩(wěn)態(tài)[6]。

　　生物節(jié)律紊亂在引起肥胖、癌癥、神經(jīng)退行性病變等多種疾病的同時(shí)也影響著疾病的治療與康復(fù)。光照是人體生物節(jié)律最重要的授時(shí)因子，在視錐細(xì)胞和視桿細(xì)胞之外，哺乳動(dòng)物視網(wǎng)膜上存在的第三類感光細(xì)胞——視網(wǎng)膜特化感光神經(jīng)節(jié)細(xì)胞(ipRGCs)具有光敏性，能夠直接感受光刺激并將光信號(hào)投射到節(jié)律的控制中樞——視交叉上核(SCN)[7]，形成光的非圖像視覺作用通路，影響松果體褪黑激素以及皮質(zhì)醇等人體重要激素的分泌，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)生物節(jié)律的調(diào)節(jié)[8]。

光的視覺與非視覺作用通路

　　光的節(jié)律效應(yīng)是人因健康光環(huán)境研究實(shí)踐的核心聚焦點(diǎn)。教室、辦公室、醫(yī)院以及地下空間等各類人居場(chǎng)所紛紛引入了全天候的動(dòng)態(tài)節(jié)律照明系統(tǒng)來(lái)改善人員夜間睡眠質(zhì)量與日間覺醒狀態(tài)下的精神注意力及警覺性。節(jié)律刺激已成為衡量健康光環(huán)境的關(guān)鍵指標(biāo)，其影響效應(yīng)的定量評(píng)估是目前國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域關(guān)注的新重點(diǎn)。

　　2.3 光的情感效應(yīng)

　　一方面，美國(guó)執(zhí)業(yè)醫(yī)師約翰·辛德勒(John A. Schindler)在其著作《病由心生》(How to Live 365 Days a Year)[9]中指出，高達(dá)76%的疾病與不良情緒相關(guān)。通過合理的方法調(diào)理情緒，保持樂觀積極心態(tài)是防治疾病、促進(jìn)身心健康的關(guān)鍵。明亮白光療法在20世紀(jì)80年代被引入季節(jié)性情感障礙的治療并效果顯著，后續(xù)臨床研究結(jié)果亦表明光照對(duì)于治療產(chǎn)后抑郁癥、經(jīng)前綜合癥、非季節(jié)性情感障礙具有積極作用。

　　另一方面，光、色彩與空間共同形成的視覺環(huán)境傳遞著情感語(yǔ)言，讓光與人類的認(rèn)知和情感體驗(yàn)產(chǎn)生了緊密聯(lián)系。照明心理學(xué)研究的開拓者約翰·弗林(John Flynn)證明了光環(huán)境的變化將引起人們對(duì)空間感、視覺清晰度、隱私、愉悅感、放松感、復(fù)雜性的不同反應(yīng)。光與色彩產(chǎn)生的視知覺影響，經(jīng)常被用來(lái)營(yíng)造空間情境和氛圍從而調(diào)動(dòng)情緒并引起特定的心理感受。譬如詹姆斯·特瑞爾(James Turrell)的一系列沉浸式光藝術(shù)作品通過情境中的感官共鳴，建構(gòu)了從迷幻到超現(xiàn)實(shí)的情感體驗(yàn)。

詹姆斯·特瑞爾的沉浸式光藝術(shù)作品

　　三、健康光環(huán)境的循證研究

　　3.1 循證研究的價(jià)值與必要性

　　盡管光健康實(shí)踐背后有著強(qiáng)力的科學(xué)基礎(chǔ)支撐，然而它的示范應(yīng)用卻困難重重。一方面，由于研究對(duì)象的個(gè)體特征顯著，處于生命不同階段的各類人群——兒童、青少年、老人、孕產(chǎn)婦、病患有著不同的生理、心理特點(diǎn)及各自的健康光照需求;另一方面，由于人與建成環(huán)境各個(gè)要素間存在著錯(cuò)綜復(fù)雜的交互作用，在實(shí)驗(yàn)室中了解到的光健康機(jī)制很難被直接應(yīng)用在建筑空間中，設(shè)計(jì)方案取得實(shí)際健康改善效果難以預(yù)測(cè)。

　　循證研究(Evidence Based Research，簡(jiǎn)稱“EBR”)及循證設(shè)計(jì)(Evidence Based Design)，是在循證醫(yī)學(xué)和環(huán)境心理學(xué)基礎(chǔ)上誕生的跨學(xué)科設(shè)計(jì)思想，它強(qiáng)調(diào)通過科學(xué)研究方法和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)獲得實(shí)證依據(jù)，從而進(jìn)行決策，以實(shí)現(xiàn)最佳效果。

　　因此，循證研究與設(shè)計(jì)是光健康理論研究向應(yīng)用實(shí)踐轉(zhuǎn)化的必經(jīng)之路。它以問題為導(dǎo)向，通過在應(yīng)用場(chǎng)景下的實(shí)證研究，確定最佳光照設(shè)計(jì)參數(shù)組合，并在投入使用過程中不斷進(jìn)行修正與優(yōu)化，從而使各項(xiàng)具體的光環(huán)境健康目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)。貫穿于研究、設(shè)計(jì)、應(yīng)用、評(píng)估整個(gè)過程的循證策略成為一把標(biāo)尺，幫助設(shè)計(jì)者走出迷霧，讓設(shè)計(jì)方案的各個(gè)節(jié)點(diǎn)有理可述、有據(jù)可循，亦增加了設(shè)計(jì)的獨(dú)特性與針對(duì)性，讓每項(xiàng)決策都能帶來(lái)最大化的健康效益。

光健康理論研究、應(yīng)用實(shí)踐和循證研究與設(shè)計(jì)間的關(guān)聯(lián)

　　3.2 全鏈程健康光環(huán)境設(shè)計(jì)循證實(shí)踐

　　健康光環(huán)境的循證研究與設(shè)計(jì)是一個(gè)基于觀察和實(shí)驗(yàn)研究，收集證據(jù)、檢驗(yàn)假設(shè)、尋求最佳解決方案的系統(tǒng)性過程，它包括調(diào)研與需求分析、循證實(shí)驗(yàn)研究、采光與照明系統(tǒng)研發(fā)、檢測(cè)認(rèn)證、示范應(yīng)用和使用后評(píng)估(POE)五個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

　　●調(diào)研與需求分析

　　調(diào)研與需求分析是光健康循證實(shí)踐的重要基礎(chǔ)工作，旨在通過文獻(xiàn)研究、數(shù)據(jù)實(shí)測(cè)、縱向跟蹤觀察以及問卷采訪等多種途徑全面、系統(tǒng)地了解目標(biāo)空間的光環(huán)境現(xiàn)狀以及使用者的行為、生理、心理特點(diǎn)，從而梳理現(xiàn)狀問題和健康光照調(diào)節(jié)需求，明確光健康的干預(yù)目標(biāo)。

　　●主客觀循證實(shí)驗(yàn)

　　光健康循證實(shí)驗(yàn)在大量已有理論研究的基礎(chǔ)上展開，旨在通過主客觀結(jié)合、相互驗(yàn)證的實(shí)驗(yàn)研究方法量化不同光照條件下人員視覺績(jī)效及生理、心理指標(biāo)的變化，獲得對(duì)身心健康狀態(tài)具有改善作用的光照參數(shù)組合，為后續(xù)采光與照明系統(tǒng)的研發(fā)和光環(huán)境設(shè)計(jì)工作提供科學(xué)依據(jù)。

　　為了創(chuàng)建具有臨場(chǎng)感的高保真實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景，獲得具有生態(tài)效度的研究結(jié)論，在應(yīng)用實(shí)踐中進(jìn)行指導(dǎo)，筆者團(tuán)隊(duì)(以下簡(jiǎn)稱“團(tuán)隊(duì)”)搭建了足尺實(shí)驗(yàn)間，室內(nèi)空間布局、界面材料、裝飾陳設(shè)按照目標(biāo)應(yīng)用環(huán)境真實(shí)還原，同時(shí)招募目標(biāo)使用者作為被試人員。以失智老人、癌癥病患等特殊群體為對(duì)象的實(shí)驗(yàn)研究，則引入了虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)技術(shù)作為光照?qǐng)鼍暗恼故臼侄?，沉浸式的?shí)驗(yàn)場(chǎng)景呈現(xiàn)，賦予被試者身臨其境的主觀體驗(yàn)，使以往由于被試行動(dòng)障礙無(wú)法開展的實(shí)驗(yàn)研究得以照常進(jìn)行。

心內(nèi)科CICU重癥監(jiān)護(hù)病房光環(huán)境循證實(shí)驗(yàn)研究

　　為了盡可能科學(xué)、準(zhǔn)確地量化光環(huán)境對(duì)人體健康產(chǎn)生的影響，取得可靠參數(shù)，團(tuán)隊(duì)改進(jìn)了單純采用主觀評(píng)價(jià)的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法，嘗試將褪黑素、皮質(zhì)醇激素時(shí)間生物分析、腦電生理信號(hào)的檢測(cè)等客觀手段與主觀量表結(jié)合使用，通過“多方法同時(shí)測(cè)量、相互印證”來(lái)收集涉及節(jié)律震蕩、情緒認(rèn)知、績(jī)效和疲勞等多個(gè)復(fù)雜生理、心理過程的人體性能數(shù)據(jù)。

　　●系統(tǒng)研發(fā)與測(cè)試認(rèn)證

　　基于多項(xiàng)循證實(shí)驗(yàn)成果，團(tuán)隊(duì)完成了“旨在情緒與節(jié)律改善的健康型光照系統(tǒng)”研發(fā)，將各項(xiàng)健康光照干預(yù)技術(shù)系統(tǒng)集成，形成標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化和通用化的產(chǎn)品在各類人居空間中的靈活應(yīng)用。

　　系統(tǒng)由節(jié)律調(diào)節(jié)、情緒干預(yù)、智能控制三個(gè)模塊組成。節(jié)律模塊同時(shí)滿足高品質(zhì)的室內(nèi)功能照明和節(jié)律調(diào)節(jié)的雙重光照需求。在不改變視覺舒適光環(huán)境光源色品坐標(biāo)與照度的基礎(chǔ)上，通過光譜調(diào)整提供具有節(jié)律效應(yīng)的光照刺激。情緒模塊則應(yīng)用了“光介質(zhì)層以及基于該光介質(zhì)層的媒體界面構(gòu)造技術(shù)”和“光照情感效應(yīng)媒體界面顯示技術(shù)”兩項(xiàng)專利技術(shù)，在低像素LED基層上呈現(xiàn)出高質(zhì)量藝術(shù)化圖像，并實(shí)現(xiàn)了針對(duì)特定人群、特定環(huán)境的情感性光照媒體圖像定制。智能控制模塊內(nèi)置可編程控制器，能夠精準(zhǔn)控制光照強(qiáng)度、光照時(shí)間、光照時(shí)長(zhǎng)、光源色溫以及空間光分布等各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)人工健康光照目標(biāo)的靶向動(dòng)態(tài)控制。

　　檢測(cè)認(rèn)證同樣是光健康循證實(shí)踐的必要環(huán)節(jié)以保證采光與照明系統(tǒng)的長(zhǎng)期安全性與可靠性。研發(fā)完成的燈具產(chǎn)品、附件和控制設(shè)備需要委托國(guó)家授權(quán)的第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行測(cè)試，在通過光生物安全評(píng)估，取得檢測(cè)合格證書，并經(jīng)過相關(guān)單位的項(xiàng)目工程驗(yàn)收、竣工驗(yàn)收后方投入使用[10]。

健康光照系統(tǒng)在心內(nèi)科CICU重癥監(jiān)護(hù)病房中的應(yīng)用(左圖)、健康光照系統(tǒng)在眼科手術(shù)室中的應(yīng)用(右圖)

　　●示范應(yīng)用與使用后評(píng)估

　　光環(huán)境對(duì)健康的長(zhǎng)期累加影響及健康效應(yīng)評(píng)價(jià)在示范應(yīng)用和使用后評(píng)估(Post Occupancy Evaluation，簡(jiǎn)稱“POE”)中完成。POE通過問卷、訪談、工作會(huì)議以及環(huán)境監(jiān)測(cè)等客觀手段，科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)貙?duì)完成應(yīng)用且經(jīng)過一段時(shí)間運(yùn)營(yíng)的健康光環(huán)境工程進(jìn)行評(píng)估。開展POE工作不僅是為了構(gòu)成完整的信息反饋系統(tǒng)，全面客觀地評(píng)價(jià)研究與設(shè)計(jì)成果，更是為后期其他循證研究項(xiàng)目的進(jìn)行和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的制定提供理論與數(shù)據(jù)支持。

　　四、光與空間的健康設(shè)計(jì)

　　4.1 針對(duì)極端環(huán)境的健康支持光照技術(shù)-南極科考長(zhǎng)城站、中山站健康光環(huán)境改造

　　南極洲嚴(yán)寒、暴雪、強(qiáng)紫外線的惡劣自然環(huán)境與封閉、隔絕、行動(dòng)受限的特殊社會(huì)環(huán)境為考察隊(duì)員身心健康帶來(lái)雙重挑戰(zhàn)，越冬綜合癥、極地T3綜合癥、睡眠質(zhì)量差等生理與心理癥狀嚴(yán)重影響了科考隊(duì)員的生存質(zhì)量，阻礙了科考任務(wù)的順利進(jìn)行。南極大陸光與視覺環(huán)境的顯著特征更是科考隊(duì)員出現(xiàn)節(jié)律和情緒問題的主要誘因。

　　極晝極夜導(dǎo)致人類進(jìn)化的生物節(jié)律與環(huán)境的光-暗周期完全“失同步”;“白色荒漠”元素單調(diào)、缺少色彩造成的感官剝奪促使各種負(fù)面情緒產(chǎn)生;高亮環(huán)境眩光強(qiáng)烈、視覺舒適度差給生活作業(yè)帶來(lái)諸多不便[11](見表1)。

表1. 南極長(zhǎng)城站生活棟實(shí)測(cè)亮度

注：表中的數(shù)據(jù)為作者郝洛西教授在南極長(zhǎng)城站生活棟實(shí)測(cè)(亮度計(jì)型號(hào)為XYL-Ⅲ全數(shù)字亮度計(jì))

　　2013年在國(guó)家“863”高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃等重大課題的支持下，筆者參加了第29次南極科學(xué)考察，在為期3個(gè)月的度夏科考期間完成了“LED照明的非視覺生物效應(yīng)及其對(duì)人體生理節(jié)律的影響”實(shí)驗(yàn)研究。基于在站實(shí)驗(yàn)研究結(jié)論，以改善晝夜節(jié)律失調(diào)癥狀、豐富視覺體驗(yàn)、調(diào)節(jié)情緒為目標(biāo)，制定了人工健康光照干預(yù)策略來(lái)彌補(bǔ)南極洲特殊環(huán)境對(duì)人體身心健康的不利影響;并從科考隊(duì)員日常任務(wù)執(zhí)行和生活狀態(tài)出發(fā)，提出了適宜極地站區(qū)建筑的光環(huán)境設(shè)計(jì)方法和導(dǎo)則，完成了長(zhǎng)城站生活棟的健康光照改造。

　　南極中山站地處東南極大陸的拉斯曼丘陵，相對(duì)于長(zhǎng)城站生存環(huán)境更為艱苦、隔絕，越冬隊(duì)員的生理心理變化更加顯著。團(tuán)隊(duì)與中國(guó)極地研究中心合作，繼續(xù)以應(yīng)對(duì)極端環(huán)境生命挑戰(zhàn)的人因健康支持為主線，在中山站進(jìn)一步探究極夜期的健康光環(huán)境策略。

南極中山站科考隊(duì)員在進(jìn)行健康光照實(shí)驗(yàn)(左圖)、療愈光照在南極長(zhǎng)城站的應(yīng)用(右圖)

　　4.2 旨在療愈的醫(yī)養(yǎng)空間健康光環(huán)境營(yíng)造——溫州醫(yī)科大學(xué)附屬眼視光醫(yī)院醫(yī)教樓健康照明工程

　　團(tuán)隊(duì)承擔(dān)的“十三五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃——《面向健康照明的光生物機(jī)理及應(yīng)用研究》的項(xiàng)目科研成果在合作單位溫州醫(yī)科大學(xué)附屬眼視光醫(yī)院中實(shí)現(xiàn)了落地應(yīng)用。該院成立于1998年，是目前國(guó)內(nèi)規(guī)模最大、層次最高、最早開展眼視光科學(xué)研究的醫(yī)療科研機(jī)構(gòu)。光與視覺健康關(guān)聯(lián)緊密，此項(xiàng)在國(guó)際一流水平專業(yè)眼科醫(yī)院中開展的健康照明工程實(shí)踐是光照療愈理念的最佳宣傳與展示窗口。

　　視覺健康問題帶來(lái)的疾病負(fù)擔(dān)不僅是視力損失，還涉及到影響生活質(zhì)量的諸多方面。眼睛是心靈的窗戶，異常情緒是多種眼疾的典型癥狀表現(xiàn)，也是青光眼等視覺疾病發(fā)病的主要原因[12]?；诖耍瑘F(tuán)隊(duì)確定了陽(yáng)光多巴胺、健康光“視”界的療愈設(shè)計(jì)主題，關(guān)注低視力人群的視覺與情感特殊需求，針對(duì)眼科醫(yī)療全流程進(jìn)行健康光照的循證研究與設(shè)計(jì)，提出了低視覺負(fù)荷情感性光環(huán)境設(shè)計(jì)理念，即通過環(huán)境調(diào)整，減少空間中需要處理的復(fù)雜視覺信息、消除視覺干擾要素，營(yíng)造出符合眼科病患視覺能力與認(rèn)知水平的空間環(huán)境，從而借助光照的療愈力量，提升患者的就醫(yī)體驗(yàn)。

　　該院門診大廳采用氣候響應(yīng)式的光環(huán)境設(shè)計(jì)，根據(jù)室外氣候狀況與光線變化來(lái)平衡室內(nèi)人工光和自然光的光照強(qiáng)度，踐行節(jié)能減排目標(biāo);通過逼真的自然光光譜與光色模擬，來(lái)激發(fā)人員積極的情緒響應(yīng)。設(shè)計(jì)實(shí)踐創(chuàng)新性地將醫(yī)療大數(shù)據(jù)置入門診智能照明控制系統(tǒng)，發(fā)光天棚中心彩色光圈大小隨門診量增減而變化，使醫(yī)院的運(yùn)營(yíng)信息得以藝術(shù)化、可視化地呈現(xiàn);周一至周日的主題色彩變換，更為患者和醫(yī)護(hù)人員創(chuàng)造了多樣的空間氛圍體驗(yàn)。原本靜態(tài)穩(wěn)定的建筑空間轉(zhuǎn)化成為與人互動(dòng)的動(dòng)態(tài)環(huán)境，大大增強(qiáng)了體驗(yàn)感。

溫州醫(yī)科大學(xué)附屬眼視光醫(yī)院門診大廳建成效果

　　根據(jù)空間尺度與功能特點(diǎn)，團(tuán)隊(duì)定制設(shè)計(jì)了一系列既能夠傳達(dá)積極情感信息又避免過度刺激的光照媒體界面，安裝于該院門診大廳、候診廳、診室、麻醉室、手術(shù)室、日間病房等各個(gè)區(qū)域，在患者就醫(yī)全過程中提供情感支持。例如，安裝在候診廳的“世界上最美眼睛”光媒體裝置，重點(diǎn)考慮了人員通行過程中的視野移動(dòng)及空間導(dǎo)向需求，以五大洲不同人種的眼睛作為素材，利用特殊的光柵材料，通過多層圖像和導(dǎo)光板疊加，在平面上展現(xiàn)動(dòng)態(tài)效果，視看者在裝置前走動(dòng)便可以不借助任何設(shè)備看到界面圖像上眼睛的眨動(dòng)。光柵柱鏡厚度、曲率半徑、光柵節(jié)距的選定經(jīng)過了多次對(duì)比試驗(yàn)，既控制眼睛眨動(dòng)的快慢，同時(shí)也消除了帶來(lái)眩暈視感的黑色縱紋，保證患者和家屬的通行安全。

日間病房中的療愈光照界面

“世界上最美眼睛”光藝術(shù)裝置

眼科術(shù)后康復(fù)室情緒調(diào)節(jié)光照界面

　　4.3 適老性居住空間光環(huán)境精細(xì)化設(shè)計(jì)——馬橋椿山萬(wàn)樹養(yǎng)老公寓老齡健康光環(huán)境示范工程

　　中國(guó)養(yǎng)老服務(wù)業(yè)巨大的市場(chǎng)潛力吸引著眾多機(jī)構(gòu)對(duì)養(yǎng)老產(chǎn)業(yè)的加速布局，市場(chǎng)上養(yǎng)老社區(qū)產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)。醫(yī)療健康服務(wù)對(duì)于患有慢性病、失能以及半失能的老年人群來(lái)說(shuō)極為重要，將生活照料和康復(fù)關(guān)懷融為一體的醫(yī)養(yǎng)結(jié)合思想將成為養(yǎng)老機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的必然趨勢(shì)。營(yíng)造健康光環(huán)境是最易取得直接效果的“樂齡”設(shè)計(jì)策略，亟待通過更多的專業(yè)研究進(jìn)行推廣應(yīng)用。

　　馬橋椿山萬(wàn)樹養(yǎng)老公寓健康光環(huán)境示范工程根據(jù)“適老化、安全性、療愈性、智能化”四項(xiàng)設(shè)計(jì)原則，提出了三項(xiàng)設(shè)計(jì)目標(biāo)：1)打造具有適老特色的現(xiàn)代國(guó)際養(yǎng)老療愈環(huán)境;2)樹立養(yǎng)老空間光健康標(biāo)桿形象;3)將智能與健康照明理念有機(jī)融入老年康養(yǎng)環(huán)境。

　　在公寓的洽談區(qū)、公共活動(dòng)區(qū)等日間活動(dòng)場(chǎng)所，針對(duì)老年人的不同日間活動(dòng)設(shè)定了相應(yīng)的光照?qǐng)鼍?，并關(guān)注到老年人視敏度下降、明暗適應(yīng)能力退化、色彩辨識(shí)能力降低等問題，提升了各個(gè)區(qū)域的光照數(shù)量與質(zhì)量水平，最大化地減少了空間中的眩光，提高了視看對(duì)象的辨識(shí)度，從而降低老人跌倒風(fēng)險(xiǎn)，創(chuàng)造了舒適、便捷的生活環(huán)境。老年居室光環(huán)境則著重考慮了光照的節(jié)律及情緒調(diào)節(jié)效應(yīng)，增加了清晨時(shí)段的明亮光照療愈場(chǎng)景，并根據(jù)護(hù)理人員工作和老人起夜活動(dòng)需求設(shè)置了低色溫的夜間活動(dòng)光照模式。除了對(duì)空間光環(huán)境設(shè)計(jì)的精細(xì)考慮，在項(xiàng)目開展前期，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)還對(duì)老年人在漸進(jìn)性老化過程中，視覺和生理功能的退行性改變與特殊心態(tài)進(jìn)行了全面梳理，提出了面向健康活躍老人、半失能老人、失能失智老人的光環(huán)境設(shè)計(jì)具體目標(biāo)，借助光的療愈力量，打通健康養(yǎng)老的“最后1公里”。

健康活躍老人、半失能老人、失能失智老人的健康光環(huán)境設(shè)計(jì)目標(biāo)

馬橋椿山萬(wàn)樹養(yǎng)老公寓適老健康光照工程活動(dòng)室建成效果

　　五、結(jié)語(yǔ)—人居健康光環(huán)境的創(chuàng)新實(shí)踐展望

　　健康光環(huán)境的實(shí)踐與創(chuàng)新源于人類對(duì)生命健康的不懈追求，充滿無(wú)限可能。雖然人們已了解到光照通過多條神經(jīng)通路對(duì)視覺、生理、心理產(chǎn)生的廣泛影響，但仍有更多復(fù)雜的作用機(jī)制有待探索。

　　隨著人們對(duì)生命健康知識(shí)了解的日漸深入，以及智能建造、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、無(wú)線通信、物聯(lián)網(wǎng)等數(shù)字信息技術(shù)同建筑空間與人居之間聯(lián)系的日益密切，人們健康生活的形式和內(nèi)容在持續(xù)地變化，光健康的定義與研究范圍也將被不斷地拓展乃至顛覆。未來(lái)實(shí)踐的綜合性與復(fù)雜程度均已遠(yuǎn)超建筑學(xué)單一學(xué)科的能力范圍，聚合公共衛(wèi)生、臨床醫(yī)學(xué)、心理學(xué)、電氣工程、信息科學(xué)等多學(xué)科集體智慧[13]，構(gòu)建突破學(xué)科界限的研究、設(shè)計(jì)、應(yīng)用一體化平臺(tái)必將成為健康光環(huán)境實(shí)踐以及健康建筑實(shí)踐的未來(lái)方向。

　　圖片來(lái)源：圖片來(lái)自news.un.org;akg-images;作者自繪、自攝、改繪自參考文獻(xiàn)[7];http://jamesturrell.com;攝影：胡文杰;表1 來(lái)自參考文獻(xiàn)[11]

　　作者單位：同濟(jì)大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院、高密度人居環(huán)境生態(tài)與節(jié)能教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

　　作者簡(jiǎn)介：郝洛西，女，同濟(jì)大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院 教授，博士生導(dǎo)師;曹亦瀟，女，同濟(jì)大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院 博士生

　　基金項(xiàng)目：國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃《面向健康照明的光生物機(jī)理及應(yīng)用研究》 (2017YFB0403700)

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