2.2 照明控制與健康

　　社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步使人們?cè)絹碓疥P(guān)注照明與人體健康之間的關(guān)系，人們不僅僅要求有燈就行，更需要自然、安全、舒適、健康的光環(huán)境。研究表明：人類在進(jìn)化過程中形成了許多適應(yīng)光照的機(jī)制，照明對(duì)人的生理和心理影響顯著。光主要通過神經(jīng)系統(tǒng)影響人們的生理功能，如生物節(jié)律、免疫力等，照明強(qiáng)度與情緒之間是倒U型曲線，被試認(rèn)為過暗或者過亮的照明都會(huì)損害情緒體驗(yàn);照明對(duì)情緒的影響還受到色溫等一些因素的調(diào)節(jié)作用，照度和色溫又有交互作用，研究者模擬教室的研究發(fā)現(xiàn)中高色溫條件下，被試的學(xué)習(xí)能力提高，但是高色溫容易引起疲勞和緊張，所以教室宜采用中等色溫(4000K)的人工照明;同時(shí)，光療已經(jīng)成為應(yīng)對(duì)季節(jié)性情感障礙(SAD)的成熟方案。種種研究表明，照明與人們的健康有著不可分割的聯(lián)系。人們利用照明控制，通過調(diào)節(jié)人工光源的輸出光通量和色溫，對(duì)人的生理和心理進(jìn)行調(diào)解，提供最健康的照明環(huán)境。

　　人們歷來喜歡自然光，崇尚它的方向感、安全感和良好的色彩感，同時(shí)認(rèn)為人工照明可控。因此，采用天然光和人工光的聯(lián)動(dòng)控制策略將更符合“以人為本”的設(shè)計(jì)理念。通過控制晝光投射到使用空間量的多少，配合適量人工照明加以補(bǔ)充;根據(jù)晝光投射到窗上的垂直照度分布，預(yù)測室內(nèi)自然光照度分布，控制電動(dòng)窗簾的敞開度和室內(nèi)人工照明的照度水平，以形成健康、節(jié)能、舒適的照明空間。

　　要合理控制窗簾的敞開度和室內(nèi)人工照明的照度，必須科學(xué)地預(yù)測室內(nèi)自然光的照度分布。由于自然光本身的多變性和辦公空間的多變性給適時(shí)預(yù)測室內(nèi)自然光的照度分布提出了難題，而智能控制研究的興起，為我們解決這個(gè)難題提供了先進(jìn)的手段。圖2即為人工照明和天然采光聯(lián)合控制系統(tǒng)。

　　圖2 人工照明與天然采光聯(lián)合控制系統(tǒng)

　　研究者以同濟(jì)大學(xué)嘉定校區(qū)圖書館為例，為了達(dá)到遮陽百葉的葉片角度對(duì)采光、通風(fēng)以及視線遮擋等方面的綜合性最優(yōu)的結(jié)果，研究者提出一種基于二維模糊控制算法的智能遮陽控制系統(tǒng)，如圖3所示。設(shè)置亮度傳感器檢測當(dāng)前天空亮度，作為控制遮陽百葉葉片角度系統(tǒng)的一個(gè)輸入?yún)?shù)，通過二維模糊控制算法的智能遮陽控制系統(tǒng)來控制百葉角度調(diào)整天然光和控制人工照明。它既保證窗口處照度不高于人眼長時(shí)間閱讀所能接受的最高照度，又可以充分利用天然采光代替人工照明，節(jié)約相應(yīng)的能耗，實(shí)現(xiàn)圖書館照明的人性化與智能化。

　　圖3 二維模糊控制算法的智能遮陽控制系統(tǒng)框圖