未成年人居室照明光环境研究

   2015-11-02 6371
核心提示:本文探讨了未成年人的视觉特性,并从视觉生理与视觉心理影响因素出发,对住宅中未成年人居住房间室内照明光环境照度和设计方法进行了研究。

引言

光对于未成年人视力的健康发育起着举足轻重的作用,我国现行的住宅照明标准基本上是根据成年人视觉特征制定的,住宅照明大多以成年人的眼光进行设计,由于一些住宅照明设计缺乏科学性和合理性,使居室的灯光布置对未成年人视力的健康发育产生不利影响。通常,根据身体发育状况,把从新生儿到18岁成年这一年龄段大致划分为六个时期,它们分别为:新生儿期(出生28天);婴儿期(出生后28天~1岁);幼儿期(1岁~3岁);学龄前期(3~6或7岁);学龄期(6或7岁一12岁);青春期(12岁左右~18岁左右)。未成年人每一阶段的视觉特征和用眼规律不尽相同,根据他们年龄增长的不同阶段,针对性地进行室内照明光环境设计,对生理的健康发育和心理的健康发展以及减少斜视、近视、弱视的发生均有较好的促进作用。


未成年人的视觉和心理特性


未成年人的视觉发育水平大致同以上六个时期相当,根据照明光环境需求特点,可以把未成年人的视力发育分为三个阶段,即,新生儿及婴儿期、幼儿及学龄前期、学龄及青春期。


新生儿及婴儿期


该年龄段大致为0~1岁,新生儿对光刺激的反应已相当敏感。会产生瞬目(眨眼)及瞳孔收缩反应。出生后2~4周的新生儿两眼能凝视光源,并能追随物体的变动。出生后2个月的婴儿开始注视物体,并能追随目标转动眼球,到3个月时可随意注视和追随玩具,5个月时,婴儿黄斑中心的发育已趋完成。婴儿出生半年内眼外肌的协调调节功能差,因此两眼容易出现斜视,尤其看近处的物体时更为明显,到12个月时调节功能才完善。婴幼儿的视力大多为远视眼,这种状况一直持续到约6岁。光线的强弱对新生儿及婴儿视觉系统的健康发育起着关键作用,尤其是对早产儿(怀孕期少于40周)更为重要。医学研究表明,由于孕期内胎儿的眼睛尚未发育成熟,早产儿易患视网膜病变,其中光对它们的睡眠和醒来时的影响都很大,恒定、过强的光对他们的眼睛产生的危害比对发育成熟的新生儿更大,例如由窗户射进的自然光线以及人工光源的直射光线等。通常婴儿的眼睑能够透过38%的白光,这说明他们在强光下睡觉时眼睛仍然接受到很强的光线,因此应根据婴儿的睡眠周期、体温周期、哺乳周期提供循环、变化的自然和照明光环境。


幼儿及学龄前期


该年龄段大致为1岁~6(或7)岁。幼儿到1~2岁时,手眼的协调能力和视深度增加,他们开始对周围简单的画面感兴趣并试图努力认识这一世界,尤其对电视图像感兴趣。2~3岁的幼儿开始认识书本上的画面,并试图努力用自己的手在纸上“涂鸦”。3岁以上的儿童视觉功能发展很快,眼睛的生长渐趋完成,向成人屈光靠近。这一时期的儿童在住宅内的玩耍活动往往在大人的视线范围内,有时边看电视边玩耍。有的儿童3岁以后会单独拥有一间自己的卧室,灯光过暗会使他们产生一种恐惧感,父母应充分考虑未成年人在玩耍和休息时对照明光环境的视觉和心理需求。


学龄及青春期


该年龄段大致为6(或7岁)~18岁,视觉功能的发育水平越来越接近成年人,未成年人在这一时期看近物的时间增多,如看电视、学习、玩电脑游戏等,视网膜接受刺激的机会不断增大,极易患近视眼。进入青春期,眼睛屈光度增加的速度到达高峰期,因而到了中学阶段近视眼人数呈急速增加的趋势。

同时,学龄及青春期的少年心理上的独立性不断增强,更愿意在住宅内自己的小天地学习和玩耍,家长应为他们创造良好的学习、娱乐、交往空间,他们居住房间的照明光环境应充分考虑有利于保护视力并体现个性发展的特点。


未成年人居室的照明光环境


新生儿及婴儿期的照明光环境


由于新生儿和婴儿与父母同室居住,因此应重视成年人的照明光环境如何适应这一年龄段未成年人的视觉发育水平。通常,新生儿和婴儿是在躺着

的情况下观看周围环境,房间顶棚的吊灯、墙面的壁灯以及白天的窗户都能够吸引他们的目光,对娇嫩的眼睛产生不利影响,应采取以下措施:


(1)用窗帘遮挡窗户,以减小白天窗户的亮度,但不应完全遮蔽,否则会影响小孩的生物节律。由于窗户过亮,使观看时眼睛承受过强的光刺激,并引起婴儿眼睛的追光反应,可能会导致婴儿长时间的斜视或长时间保持一种姿势的侧卧,从而使两眼受光不均匀,对身体和眼情的发育均产生不利影响。


(2)采用间接照明。直接照明对眼睛会造成伤害,通常,光源辐射的能量到达视网膜的波长区域为400nm~1400nm,这一区域的光谱伤害存在两种机理:其一,视网膜吸收光源发射的红外光谱引起的热损伤,如白炽灯;其二,蓝色光谱对视网膜组织化学催化反应引起的光化学损伤,如荧光灯。蓝色光谱对视网膜的损害能力比红外光谱大100~1000倍,但一般住宅用电光源对成年人的眼睛不会构成损害,例如荧光灯表面亮度较低(32~40W为8.0×10~1.1×10cd/m),在规定的8小时内不会对视网膜造成伤害。新生儿和婴儿的眼睛对直射光的承受力较差,而且他们缺乏自我保护意识。


(3)根据新生儿和婴儿的睡眠周期、体温周期、哺乳周期提供循环、变化的自然光环境和照明光环境。


(4)改善房间亮度分布的均匀性,减少亮度的突变。


3.2幼儿及学龄前期的照明光环境


(1)玩耍空间


这一年龄段的未成年人具有很强的求知欲和探索欲,他们对电视感兴趣的程度不断增加,有时边看电视边玩耍,因此要特别注意看电视和玩耍空间的照明光环境质量。幼儿的视觉调节功能尚未发育完善,缺乏对突变的适应能力,特别是视觉难以调节和适应强光的直接刺激。如果电视背景过暗,使荧光屏的亮度和周围的黑暗强弱对比分明,容易损伤眼睛。通常,电视背景应保持一定的亮度,电视机也要适当调整亮度、对比度和色彩,电视机背景的亮度应达到301x,周围的环境至少应达到31x。


(2)休息空间


有些儿童拥有自己单独的卧室,儿童房的设计要考虑睡眠区的安全性和充足的游戏空间(图1),家长应充分重视这两个区域的照明,和家中的其它地方一样,儿童房也适合采用一般照明结合局部照明的混和照明方式。房间内的主要光源最好是来自于天花板的吸顶灯或墙上的壁灯,而且壁灯应该安装调节器,这可以帮助儿童逐渐适应黑暗,也可以成为夜灯使用。为了消除房间内儿童独居的恐惧感和保持玩耍时光线的良好,房间一般照明的照度应适当比成年人房间的照度略高,照度为50~lO01x为宜,可选用32W三基色荧光灯作为顶棚吸顶灯,用Lumen—Micro计算房间照度分布,该吸顶灯点亮时工作面(0.75m)平均照度为40.51x,房间照度分布见图3;同时考虑设置一盏可随意开关的40W半直接型或间接型照明的壁灯,灯光的色彩根据儿童的喜好决定。半直接型壁灯全功率单独点亮时平均照度为21.1lx,房间平均照度可调节范围为0~21.1lx,房间照度分布见图4;当吸顶灯和壁灯共同点亮时,工作面平均照度为61.61x,照度分布见图5。

考虑到未成年人简单的读、写、画以及手工制作行为,可在玩耍区吸顶灯下放置一张茶几,茶几照度达75~1lOlx,最好在沙发旁设置可移动式落地灯,局部照度可达3001x~5001x,但应做好防眩光以及防触电、漏电保护措施。随着年龄渐渐长大,可以对房间原有的照明光环境进行调整。


3.3学龄与青春期的照明光环境

这一年龄段的未成年人为中小学生,他们的居室除应具有良好的自然光线外,还应根据生理特点,进行科学的照明设计,居室一般设睡眠区、学习区、娱乐区和贮物区,这些区域也可兼而用之,通常采用一般照明和局部照明的方式,还应强调灯光的活泼、艺术和品位。灯光应考虑来自书桌左上方,以获得良好的照度以及保持舒适的阅读姿势(图2)。目前,中小学生视力下降的原因很多,其中一个重要原因是,在照明光源下长时间近距离阅读造成眼睛疲劳,而用眼过度疲劳会加重眼调节肌的负担,当肌体不能及时制造足够数量滋养眼膜和眼球的液体,眼睛处于“干渴”状态时,就会造成调节痉挛,进一步发展就是近视。现代医学称之为“光源性近视。”

由于电脑与数字化教学方式的普及,有些中小学生的房间内拥有自己的电脑,因而要充分重视VDT(目视显示终端)的照明光环境要求,VDT的视觉活动主要有阅读或书写源文件、识别键盘符号、阅读CRT(显示屏)等活动,照明光环境质量不但要考虑工作面的水平面照度,而且还要考虑CRT的垂直面照度。当吸顶灯点亮时,CRT的水平照度为601x,垂直照度为201x,长时间使用VDT时还采用局部照明提高该环境的照度。上海的《智能建筑标准》规定水平面照度为500~7501x,垂直面照度为l50~3001x。

中小学生阅读和学习时的局部照明同样也应选用显色性好、无频闪的电光源,用于局部照明的台灯的选择非常重要,最好选用功率为50W左右的均匀扩散材料作灯罩的白炽灯,以防止眩光的产生,工作面的照度在300~5001x为宜;荧光灯可以选用直流式无频闪护眼灯,慎用高频荧光灯,因为高频产生的电磁波对人体具有一定的不利影响,在非常近的范围内长期使用影响更大。如直流无频闪荧光台灯,照度可达300~7501x,阅读和学习采用局部照明的同时,还应使环境保持一定的亮度,以免引起视疲劳,可点亮壁灯作为环境光(图6),墙面垂直照度可达101x以上(房间内其它灯光的组合同幼儿及学龄前房间,见图4~6)。许多中小学生喜欢在床上阅读,除应注意良好的阅读姿势外,还应充分考虑床头阅读的照度,此可设一盏能够自由调节照射方向、角度和亮度的40W折杆式床头灯(图2)。


小结


根据未成年人的视觉特性,针对不同年龄段的生理和心理特点,对未成年人的居室照明光环境进行合理的照度分配、光色选择、照明方式的选择等,有利于改善它们的视觉环境,保持良好的视力和健康的心理。

 
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