董雨（廣州工商學(xué)院）

一、閱覽者對光環(huán)境的生理需求

（一）眼睛視覺效率對光環(huán)境的需求

龐蘊繁等人曾對成年人的視覺功效進行過統(tǒng)計研究，并繪制了識別率分別為50%和95%情況下的成年人視覺功效曲線圖。美國學(xué)者H.R.Blackwll 等人也研究分析過光環(huán)境對視覺效率影響的規(guī)律，并研究了兩種情況下對視覺效率的影響。重慶大學(xué)嚴(yán)永紅等人對學(xué)習(xí)環(huán)境的照明光源的色溫及照度與視覺效率的關(guān)系做出了研究，提出4000K 色溫?zé)晒鉄舻墓庠捶€(wěn)定性最好，更適合作為學(xué)習(xí)環(huán)境照明用燈。

（二）生理節(jié)律的照明環(huán)境需求

教室光環(huán)境能影響學(xué)生視覺舒適度和生理水平，抑制或提高大腦的興奮和敏感度、專注度和覺醒水平，中低色溫的光源還可以幫助腦疲勞的恢復(fù)。從各領(lǐng)域的專家和學(xué)者的研究中可以發(fā)現(xiàn)，光環(huán)境對閱覽者的視覺和生理方面都有一定的影響，為了提高閱覽者的閱讀效率、降低學(xué)生的身體疲憊感，創(chuàng)造改善更優(yōu)良的圖書館光環(huán)境尤為重要。

日本學(xué)者盧石等人對學(xué)生腦波活性與不同照明色溫環(huán)境之間做了測試研究，其測試結(jié)果表明，當(dāng)室內(nèi)照明色溫在3000K 左右時，學(xué)生的腦波活性比較低，適合學(xué)生休息放松；當(dāng)室內(nèi)照明色溫在7000K 左右時，學(xué)生的腦波活性相對最高，長時間下學(xué)生疲勞程度最高且疲勞速度相對較快；當(dāng)室內(nèi)色溫在5000K 左右時，學(xué)生的腦波活性良好，學(xué)生的活動力與舒適程度也最佳。

二、閱覽者對光環(huán)境的心理需求

（一）光環(huán)境對認(rèn)知功效的影響

圖書館作為高校知識的寶庫，是高校建筑中最重要的組成部分之一。由于圖書館擁有良好的學(xué)習(xí)條件和濃厚的學(xué)習(xí)氛圍，高校學(xué)生更喜歡去圖書館學(xué)習(xí)。建設(shè)良好的學(xué)習(xí)環(huán)境離不開圖書館照明因素。圖書館的照明是視力工作時的基礎(chǔ)條件，也能影響學(xué)生閱讀學(xué)習(xí)時的心態(tài)和情緒。圖書館室內(nèi)的自然光中含有的藍色波長能夠減少閱覽者學(xué)習(xí)時的疲勞感和困倦度；人工燈具處于良好的照度和頻譜時能夠有效地刺激閱覽者大腦活躍性和敏銳度，當(dāng)閱覽者感受到更多的藍光時會改善和調(diào)節(jié)大腦的海馬區(qū)功能，提高認(rèn)知能力水平。

（二）光環(huán)境對主觀心理的影響

荷蘭物理學(xué)家A.A.Kruithof 對光源色溫和照度對人體的舒適度關(guān)系進行了研究，表明低色溫低照度和高色溫高照度的光環(huán)境更容易使人體產(chǎn)生舒適感，并繪制了不同照度、色溫下的舒適度變化曲線。提高燈具照度，升級照明燈具能使視覺效率提高，但照度超過一定范圍之后，視覺效率反而會隨之下降。筆者對位于Ⅳ類光氣候區(qū)的某學(xué)院的學(xué)生進行對本校圖書館光環(huán)境滿意度和舒適程度的主觀評價問卷調(diào)查。其中83%的學(xué)生對圖書館的照明滿意度和閱覽舒適度評價一般；57%的學(xué)生提出書庫的照明度不夠，需要再明亮一些；12%的學(xué)生提出自習(xí)室的燈光有頻閃，長時間閱讀后，眼睛會酸脹。

三、圖書館室內(nèi)設(shè)計中自然采光要點設(shè)計分析探究

在圖書館光設(shè)計中，需遵循自然采光為主，人工照明為輔的基本要求，可見自然采光對圖書館光環(huán)境的重要性，一個優(yōu)秀的室內(nèi)光環(huán)境必須考慮自然采光和人工照明設(shè)計完美結(jié)合，這樣才能更好地提高環(huán)境的適用性。

（一）室內(nèi)家具布局策略

高校圖書館中，最常見的室內(nèi)家具為閱覽書桌椅和開架書架，閱覽者最常坐于閱覽書桌椅進行學(xué)習(xí)，因此對書桌桌面的照明情況要求最高，白天的自然光光線良好，應(yīng)充分利用自然資源達到閱覽效果同時節(jié)約能耗?，F(xiàn)代閱覽室布置越來越提倡書桌椅與書架結(jié)合擺放，使閱覽室功能更完善。其中書架具有高、垂直面積大、不透光的特點，混合擺放時容易造成自然光、人工光的遮擋，家具布局設(shè)計時，需對閱覽書桌椅、書架擺放的位置進行調(diào)整，使閱覽室閱覽書桌桌面，白天的自然采光照度條件最佳。

《建筑采光設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB50033-2013 附條說明中提出圖書館閱覽室、開架書庫頂部采光標(biāo)準(zhǔn)系數(shù)最小值為2%，室內(nèi)頂部采光天然光照度標(biāo)準(zhǔn)值最低為300lx。室內(nèi)采光系數(shù)可以通過測量計算得出，采光系數(shù)運用的測量公式為：C=EN/EW×100%。室內(nèi)采光系數(shù)對室內(nèi)家具布置具有參考、指導(dǎo)性作用。

（二）室內(nèi)遮陽策略

圖書館東、西方向開窗的室內(nèi)在周圍無遮擋的情況下，太陽直射光線強烈。由于靠窗直射區(qū)域照度值較大，容易產(chǎn)生眩光、室內(nèi)的照度不平均等問題。圖書館室內(nèi)采用比較多的遮陽方法有遮光窗簾、遮陽卷簾、活動百葉遮陽、遮陽篷、推拉擋板這幾種方式，其中遮陽卷簾更適合圖書館遮陽，當(dāng)太陽直射光線角度隨著時間變化由低變高或由高變低時，可以自行調(diào)整卷簾遮擋高度從而達到遮陽的目的。卷簾選擇人造纖維材質(zhì)，卷簾的顏色選用淺色乳白色系，卷簾上軌采用鋁合金圓管。圖書館朝向為北的方向無太陽直射光線，一般情況下遮陽卷簾不用下拉，延長遮陽卷簾的使用壽命，朝東、南方向的卷簾可根據(jù)太陽直射情況，適當(dāng)放下部分，遮擋入射直射光線。

四、圖書館室內(nèi)設(shè)計中人工照明要點設(shè)計分析探究

（一）色彩配置對高校圖書館光環(huán)境的影響

室內(nèi)的飾面材料都有其對應(yīng)的光反射比值P，材料的顏色和表面肌理形式都是影響光反射值的因素。為了使圖書館內(nèi)的燈具照明效率更高，圖書館室內(nèi)環(huán)境應(yīng)大面積采用淺色搭配?！督ㄖ晒庠O(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50033-2013）中對圖書館室內(nèi)各表面反射比值做出了限定，參照表1 中要求，圖書館照明區(qū)域天花的光反射比值最少應(yīng)在0.60 以上。為了增加圖書館室內(nèi)的平均照度，建議在天花板上使用白色涂料或白色吊頂材料。墻面的光反射比值最少應(yīng)在0.30 以上，高校圖書館墻面裝飾不建議采用鮮艷的顏色裝飾，多選用白、灰色系以及棕色系。地面的光反射比值最少應(yīng)在0.10 以上，可供選擇的材料較多，針對圖書館人流較多的特性，可選擇耐磨耐臟的地面材質(zhì)。

如圖1 圖書館設(shè)計方案中的色彩搭配方案，從高校圖書館場所性質(zhì)出發(fā)，高校圖書館是一個安靜、莊重的場所，在總體顏色方面不適宜鮮亮的色彩。白色是一種比較適合的顏色，給人干凈、簡單、清新的感覺，是運用到圖書館天花以及閱覽區(qū)墻面裝飾材質(zhì)的主要顏色。淺棕色系給人舒服、放松、溫馨的感覺，適用于圖書館休閑區(qū)域的墻面裝飾?；疑盗袀鬟_給人嚴(yán)肅、寧靜的感覺，灰色是一種比較耐臟的顏色，適用于圖書館室內(nèi)地磚的顏色。另外可以通過植物、展板、招牌等增加圖書館的局部彩色度。

圖1 圖書館空間顏色搭配（圖片來源：作者自繪）

表1 圖書館室內(nèi)各表面反射比

（二）照度對圖書館室內(nèi)光環(huán)境營造

照度又稱光照強度是指光源輻射到被照面上的光通量，用來指示被照面的照明程度，單位勒克斯（Lux 或lx），直觀形容，點燃1 支蠟燭，距離其1.5 米測得的照度大約是1lx。

照度水平是評價圖書館內(nèi)部光環(huán)境的重要指標(biāo)之一，圖書館內(nèi)有多處視覺工作區(qū)域，例如閱覽室、書庫、電子閱覽室等，由于各區(qū)域使用功能不同，對照度的要求也有所不同，照度值與照明質(zhì)量并不是正相關(guān)，照明水平過高也會對視覺效率產(chǎn)生負(fù)面影響，在《建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB 50034—2013 中，對圖書館各房間或場所的照度標(biāo)準(zhǔn)值進行了規(guī)定（表2）。

圖書館閱覽室內(nèi)的各被照面照度應(yīng)平均分布，照度均勻度越高，人們的視覺效果就越好，感受到空間亮度也越高，閱覽室內(nèi)桌子桌面照度應(yīng)與周圍其他被照面的照度相近，視覺工作的效率會在很大程度上受不同工作面之間的照度差異所影響，差異越大，效率越低；差異越小，人眼需要轉(zhuǎn)換適應(yīng)的時間越快，也能降低人眼的疲勞程度。根據(jù)國際照明委員會（CIE）推薦照度均勻度的數(shù)值為0.8。合適的照度能夠營造良好的室內(nèi)光環(huán)境，如何判斷某界面的照度值是否適合，可以通過客觀測評和主觀感知兩個方面分析?？陀^方面對已經(jīng)存在的空間可以使用照度儀進行定點測量，數(shù)據(jù)直觀且精準(zhǔn)；對于處于照明設(shè)計規(guī)劃階段，現(xiàn)實不存在的界面照度，可以通過照明設(shè)計軟件進行光環(huán)境模擬。主觀方面可以讓使用者對區(qū)域的視覺感受、工作效率進行評估，得出空間的光環(huán)境滿意程度。

表2 圖書館建筑照明標(biāo)準(zhǔn)值

圖2 DIalux軟件下圖書館書桌桌面不同照度對比圖（圖片來源：作者自繪）

如圖2 所示太低的照度情況下，書桌區(qū)域整體光環(huán)境昏暗，閱覽者在進行紙質(zhì)書本閱覽時會出現(xiàn)視覺反饋信息到大腦時間過長、用眼困難等問題。當(dāng)照度值過大時，書桌區(qū)域整體光環(huán)境過亮，閱覽者在進行閱讀作業(yè)時會產(chǎn)生精神高度緊張、身體容易疲憊、眩光等問題。只有適宜的照度情況下，書庫的光環(huán)境才能滿足閱覽者視覺工作時的生理、心理的需求，提高學(xué)習(xí)效率。

（三）色溫對于圖書館光環(huán)境的影響

色溫是表示光線中包含顏色成分的一個計量單位，計量單位為K，一只25W 的白熾燈的色溫約是2900K，一天中白天的自然光源屬于較高的色溫，到了黃昏的自然光源屬于低色溫，因此人類在早上高色溫照明下精力更容易集中，到了晚上低色溫照明下，身心更容易放松。

光色本身具有物理效應(yīng)、心理效應(yīng)和生理效應(yīng)。人對光色本身具有的情感性心理效應(yīng)與光色的生物效應(yīng)是一致的。不同的色溫，可以營造出人的緊張、熱情、冷靜、放松、寒暖等不同的心境。

隨著人們對受教育環(huán)境品質(zhì)的要求越來越高，圖書館室內(nèi)光環(huán)境的色溫不僅與閱覽者的視覺相關(guān)，還會影響到閱覽者的情緒。

此外，還能對圖書館室內(nèi)空間氛圍的營造產(chǎn)生影響?！督ㄖ彰髟O(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB50034—2013 中指出閱覽室色溫最好控制在3300K—5300K 范圍內(nèi)（圖3），該色溫范圍值的色表特征為介于冷暖之間的中性光。

圖書館是一個需要集中精力的高效率作業(yè)場所，中等色溫最適合作為學(xué)習(xí)環(huán)境照明使用，當(dāng)閱覽者處于腦力、視力學(xué)習(xí)時，過高的色溫容易讓閱覽者產(chǎn)生視覺疲勞，過低的色溫容易讓閱覽者產(chǎn)生困倦感造成學(xué)習(xí)效率差。

（四）電光源的顯色性與高校圖書館室內(nèi)光環(huán)境營造

電光源對物體的顯色程度稱為顯色性，通過顯色指數(shù)（Ra）進行衡量，數(shù)值越接近100，顯色性越好。在《建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB 50034—2013 中，對圖書館各功能空間的照明顯色指數(shù)進行了設(shè)定（見表2），圖書館一般閱覽室、電子閱覽室、書庫等功能環(huán)境的顯色指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)為Ra80 及以上。

光源的顯色指數(shù)越高，對書本的色彩真實顯示度越高，學(xué)生在進行視力作業(yè)時，色彩在大腦中的真實反映更精準(zhǔn)，閱讀彩色書籍、畫作時，對色彩的辨析度也更準(zhǔn)確。

室內(nèi)照明常用的電光源中，顯色指數(shù)能夠達到Ra80 的電光源有：白熾燈、鹵素?zé)?、熒光燈、金鹵燈，其中白熾燈和鹵素?zé)麸@色指數(shù)達到Ra100，但是這兩種燈存在發(fā)光效率低、發(fā)光時溫度高的缺點，不適合圖書館一般照明使用，可以作為圖書館局部照明使用，例如桌面臺燈、射燈的光源。

圖3 圖書館閱覽室適合的色溫?zé)艄獬尸F(xiàn)（圖片來源：Google圖片）

圖4 書架間燈具布置位置（圖片來源：作者自繪）

（五）不同的照明方式對高校圖書館光環(huán)境的影響

照明設(shè)備的不同安裝部位和其光的分布構(gòu)成的基本形式可以總結(jié)為照明方式，根據(jù)安裝位置分為一般照明、局部照明和混合照明等，根據(jù)光的分布和照明效果可分為直接照明和間接照明，合理選擇照明方式，可以提高照明質(zhì)量、烘托環(huán)境氛圍。

單一的照明方式無法打造優(yōu)秀的室內(nèi)光環(huán)境，圖書館閱覽室空間一般照明可以通過天花環(huán)境燈具表達；需要加強照度的區(qū)域可以通過臺燈、壁燈、射燈等燈具完成，即局部照明；當(dāng)兩種照明方式存在于一個室內(nèi)空間時，該空間的照明方式即為混合照明。燈具的光線直接可以作用于室內(nèi)，也可以間接的發(fā)出，圖書館常用的間接照明方式有燈具照射天花、墻壁產(chǎn)生反射亮度。

表3 各種電光源性能的比較

在圖書館開架書架區(qū)，燈具應(yīng)布置在兩排書架之間的空間的上方。書架的高度一般為2m 左右，對屋頂布置的燈具投射光線遮擋明顯，因此，開架書架的燈具位置應(yīng)該根據(jù)書架的分布位置進行合理安排，以獲得最佳照明效果（圖4）。

光源直接照明時，由于安裝位置的不當(dāng)，容易產(chǎn)生人眼能夠直接看到光源或通過表面反射看到光源的眩光問題。為了盡可能減少反射眩光，閱覽桌面不能選用太過平滑有光澤的材質(zhì)，此外，房間邊界處的介質(zhì)光密度不能超過200cd/cm2。

對于習(xí)慣用右手的人來說，光應(yīng)該從左側(cè)照射到工作面上，否則陰影會降低視覺感知的能力，同時還要避免強烈的明暗對比。

天津大學(xué)顧工通過對照明方式與垂直照度、UGR 值的關(guān)聯(lián)進行研究，提出混合照明方式能夠有效降低垂直照度、UGR 值，有利于眩光的控制，混合照明方式優(yōu)點突出。

使用混合照明能夠營造出更好的閱覽、學(xué)習(xí)光環(huán)境。一般照明需要注意提供圖書館整體環(huán)境均勻的基礎(chǔ)照度，直接照明時要避免因為燈具布置位置不當(dāng)造成的眩光問題。在燈具的布置設(shè)計中，要充分考慮圖書館的書架、閱覽桌椅布置位置，合理布燈。

（六）電光源的選擇與高校圖書館光環(huán)境的關(guān)系

從電光源特性出發(fā)，綜合對圖書館光環(huán)境的分析，影響照明效果的因素有：電光源的亮度、顯色性、色溫、光效等。市場上所售賣的電光源種類繁多，性能、特征各不一樣，筆者挑選了幾種圖書館室內(nèi)照明常用的電光源，進行了性能參數(shù)各方面的收集和匯總（表3）。

圖書館室內(nèi)光環(huán)境設(shè)計以明亮、穩(wěn)定、均勻為主，結(jié)合光環(huán)境對人生理的影響分析可知：為了保證學(xué)生在閱覽學(xué)習(xí)過程中，減少弱光環(huán)境下辨識時間慢等問題，需要在圖書館光環(huán)境建設(shè)時，運用光效較大的燈具，如直管熒光燈、LED 燈等，作為一般照明燈具使用，節(jié)能又環(huán)保。當(dāng)需要對桌面、展板提高照明質(zhì)量時，可以選擇低壓鹵素?zé)糇鳛榫植空彰鳠艟?。低壓鹵素?zé)艄庾V完整、顯色性性高，作為臺燈使用可以保護視力，作為展板打光燈具，能夠最真實還原作品色彩。

圖書館燈具電光源選擇，作者認(rèn)為可以遵循以下幾點：

①簡約風(fēng)格，過分復(fù)雜的造型并不適合高校圖書館場所使用。

②節(jié)能原則，在保證環(huán)境基礎(chǔ)照明的條件下還要注重?zé)艟叩膬r格、能耗方面，降低資源的浪費，才是一個成功的光環(huán)境空間。

③安全保證，圖書館存放的大量紙質(zhì)書本屬于易燃物品，藏書區(qū)的燈具表面溫度不宜過高，以保障生命財產(chǎn)安全。

五、結(jié)語

以高等院校圖書館通常存在的照明設(shè)計上的問題為出發(fā)點，通過提出問題、設(shè)計研究方法、獲取研究數(shù)據(jù)、設(shè)計改造方案等手段，改善本文研究案例的圖書館的室內(nèi)光環(huán)境，提升師生閱讀時的環(huán)境體驗感。

研究了適宜粵北地區(qū)高校圖書館的室內(nèi)照明設(shè)計，同時提高圖書館的使用功能性，為閱覽者提供更好的閱覽光環(huán)境。