2.2 照明控制与健康

　　社会的发展进步使人们越来越关注照明与人体健康之间的关系，人们不仅仅要求有灯就行，更需要自然、安全、舒适、健康的光环境。研究表明：人类在进化过程中形成了许多适应光照的机制，照明对人的生理和心理影响显著。光主要通过神经系统影响人们的生理功能，如生物节律、免疫力等，照明强度与情绪之间是倒U型曲线，被试认为过暗或者过亮的照明都会损害情绪体验;照明对情绪的影响还受到色温等一些因素的调节作用，照度和色温又有交互作用，研究者模拟教室的研究发现中高色温条件下，被试的学习能力提高，但是高色温容易引起疲劳和紧张，所以教室宜采用中等色温(4000K)的人工照明;同时，光疗已经成为应对季节性情感障碍(SAD)的成熟方案。种种研究表明，照明与人们的健康有着不可分割的联系。人们利用照明控制，通过调节人工光源的输出光通量和色温，对人的生理和心理进行调解，提供最健康的照明环境。

　　人们历来喜欢自然光，崇尚它的方向感、安全感和良好的色彩感，同时认为人工照明可控。因此，采用天然光和人工光的联动控制策略将更符合“以人为本”的设计理念。通过控制昼光投射到使用空间量的多少，配合适量人工照明加以补充;根据昼光投射到窗上的垂直照度分布，预测室内自然光照度分布，控制电动窗帘的敞开度和室内人工照明的照度水平，以形成健康、节能、舒适的照明空间。

　　要合理控制窗帘的敞开度和室内人工照明的照度，必须科学地预测室内自然光的照度分布。由于自然光本身的多变性和办公空间的多变性给适时预测室内自然光的照度分布提出了难题，而智能控制研究的兴起，为我们解决这个难题提供了先进的手段。图2即为人工照明和天然采光联合控制系统。

　　图2 人工照明与天然采光联合控制系统

　　研究者以同济大学嘉定校区图书馆为例，为了达到遮阳百叶的叶片角度对采光、通风以及视线遮挡等方面的综合性最优的结果，研究者提出一种基于二维模糊控制算法的智能遮阳控制系统，如图3所示。设置亮度传感器检测当前天空亮度，作为控制遮阳百叶叶片角度系统的一个输入参数，通过二维模糊控制算法的智能遮阳控制系统来控制百叶角度调整天然光和控制人工照明。它既保证窗口处照度不高于人眼长时间阅读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，节约相应的能耗，实现图书馆照明的人性化与智能化。

　　图3 二维模糊控制算法的智能遮阳控制系统框图