2.2 照明控制與健康

　　社會的發展進步使人們越來越關注照明與人體健康之間的關系，人們不僅僅要求有燈就行，更需要自然、安全、舒適、健康的光環境。研究表明：人類在進化過程中形成了許多適應光照的機制，照明對人的生理和心理影響顯著。光主要通過神經系統影響人們的生理功能，如生物節律、免疫力等，照明強度與情緒之間是倒U型曲線，被試認為過暗或者過亮的照明都會損害情緒體驗;照明對情緒的影響還受到色溫等一些因素的調節作用，照度和色溫又有交互作用，研究者模擬教室的研究發現中高色溫條件下，被試的學習能力提高，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，光療已經成為應對季節性情感障礙(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系。人們利用照明控制，通過調節人工光源的輸出光通量和色溫，對人的生理和心理進行調解，提供最健康的照明環境。

　　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，同時認為人工照明可控。因此，采用天然光和人工光的聯動控制策略將更符合“以人為本”的設計理念。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充;根據晝光投射到窗上的垂直照度分布，預測室內自然光照度分布，控制電動窗簾的敞開度和室內人工照明的照度水平，以形成健康、節能、舒適的照明空間。

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

　　圖2 人工照明與天然采光聯合控制系統

　　研究者以同濟大學嘉定校區圖書館為例，為了達到遮陽百葉的葉片角度對采光、通風以及視線遮擋等方面的綜合性最優的結果，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，如圖3所示。設置亮度傳感器檢測當前天空亮度，作為控制遮陽百葉葉片角度系統的一個輸入參數，通過二維模糊控制算法的智能遮陽控制系統來控制百葉角度調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，節約相應的能耗，實現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框圖