兼顧視覺舒適與節能的人因照明技術

刊登日期:2016/4/5
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為推廣臺灣 LED照明市場的發展,開發出兼顧節能、環保和人因需求的 LED照明產品和系統,工業技術研究院綠能所的照明與色彩環境研究實驗室,開展了有關閱讀照明的實驗研究,本文主要論述人因照明技術內涵、目前國內外的研究動態及應用實例並闡述部分工研院綠能所的研究成果。

人因照明技術概述及研究現狀分析
近年來,由於能源問題越來越突出,節能變得越來越重要,各國尤其是發達國家,對照明節能的訴求更為緊迫。近年來CIE(International Commission on Illumination)國際照明會議主題,多集中在照明的節能技術,探索照明節能技術的同時,CIE也提出了舒適照明的概念。

舒適照明關注的是照明引發的視覺舒適度與安全性問題,該議題的中心思想就是節能固然重要,但是如果以犧牲照明的安全性和健康性為代價,則與照明是為人服務之終極目的相背。該議題主要以研究照明環境與其引發人體刺激之間的關係為目的,這些刺激包括心理和生理的感受。人們對照明產品好壞的評價,或安全性和健康性的感知,是藉由這些心理和生理的感受來決定。該議題是目前日本及歐美的照明產、學、研各界研究之重點。

概括起來,該議題主要探討了三個大方向的技術內容:一是建築照明應極大程度的使用自然光,來建立符合人的視覺感知和生理晝夜節律的日光使用標準;二是對光的醫療作用要善加利用,相關的研究要更為深入,以便制定光治療標準;三是在使用人工光源的時候,要改變越亮越好的認知,應以視覺滿意度和身體節律為主要考量,並兼顧節能,開發可調變的照明產品。

總體而言,關於好的照明,CIE 的定義是:以需要而用,並帶來視覺滿足,提昇生活品質。目前國際上在 LED照明領域的研究重點之一,為 LED的照明品質評價技術,主要包括光源的演色品質以及舒適照明設計。在不犧牲照明品質的前提下,實現節約能源,提昇照明環境的舒適性、安全性和健康性。

國際上先進國家為推廣 LED取代傳統照明,投入了大量的研發資金,鼓勵產學研合作。國際照明大廠也紛紛成立相應的研究部門,以開發 LED產品應用為導向的技術研究,其中以 Philips、ORSAM 和 Panasonic 為主要的領軍企業。近年來,臺灣在 LED取代傳統光源方面,政府十分重視,能源局也積極推廣,就 LED引發的視覺安全性和舒適性方面,臺灣的學術界及工研院也在積極開展研究,以期為政府制訂相關 LED使用標準提供理論依據。



圖二、工研院照明與色彩環境研究實驗室

人因閱讀照明研究
隨著 LED逐漸走入一般照明市場,為了解 LED照明條件對人體視覺感知的影響,我們設計了一系列的人因實驗。實驗中,採用的光源包括 LED白光和一般傳統光源,例如,A光源和 D光源,並透過控制系統,對光源的色溫及照度進行控制或轉換。研究中我們招募了不同性別和年齡的受測者,以研究由照明環境產生的年齡差異和性別差異。在 LED照明條件下,實驗數據顯示,工作面的照度和色溫對閱讀的舒適度和清晰度均有顯著影響,且比較之下,照度的影響大於色溫的影響。透過分析受測者對閱讀舒適度評價,我們發現不同性別組和年齡組之間沒有統計意義上的差別。但是,實驗結果也顯示……以上為部分節錄資料,完整內容請見下方附檔。



圖三 評價閱讀舒適度時的性別及年齡差異

 
作者:苑寅秋、李麗玲、鄭名山 / 工研院綠能所
★本文節錄自「工業材料雜誌」352期,更多資料請見下方附檔。


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