《真正的节律光要看“刺激量”》
《真正的节律光要看“刺激量”》
(文涛)
在人本照明(Huma Centric Lighting)(简称HCL)和健康建筑持续发展的背景下,节律照明逐渐成为室内照明的重要组成部分。然而,市场上大量所谓“节律照明”产品仅以“色温可调”作为卖点,忽略了真正影响人体生理节律的核心机制。
一、色温变化≠生理节律调节
1、色温是视觉感知指标,不等于生物效应指标
• 色温(CCT, Correlated Color Temperature) 是描述光源外观色调的参数,单位为开尔文(K),与人眼主观感知“冷暖色”相关。
• 节律照明关注的并非视觉感受,而是光对非视觉感受系统(Non-Visual Photoreception)的刺激作用,尤其是对视网膜中的固有光敏神经节细胞(ipRGCs)的激活效应。
2、相同色温,节律刺激可能相差数倍
研究表明,两种具有相同CCT的光源,其光谱功率分布(SPD)可能差异显著,导致对人体生理节律系统的激活强度完全不同(CIE S 026:2018)(CIE System for Metrology of Optical Radiation for ipRGC-Influenced Responses to Light,内在光敏视网膜神经节细胞受光响应的光辐射计量系统)。
因此,节律照明的有效性不能仅通过色温变化来判断。
(那些宣称可以计算健康照明的模拟软件,在没有调用灯具实测光谱情况下进行的计算,可想而知计算的值其可信度能有多少)
二、节律照明的五个关键生理影响因子
因 子 |
作用机制说明 |
是否与CCT直接相关 |
垂直照度 × 暴露时长 |
决定非视觉系统感光总剂量 |
× 无直接对应关系 |
光谱功率分布(SPD) |
特别是460~490nm波段对ipRGCs最敏感 |
× 同色温差异显著 |
照射时间点(时机) |
早上蓝光提前节律相位,晚上延迟相位 |
× 需要时间控制系统 |
光照历史(光履历) |
个体近期暴露经历影响当下光响应 |
× 静态系统无法评估 |
入射方向(视轴相关) |
节律刺激效果最大化需光线入射眼部方向 |
× 灯具配光方式决定 |
色温可调系统仅能影响“色觉”,无法满足上述任何一个节律响应因子。
三、科学评价节律刺激的两个核心指标
节律照明需使用基于光生物响应模型的指标来进行量化,常用指标如下:
- M-EDI(Melanopic Equivalent Daylight Illuminance)(黑视素等效日光照度)(CIE S 026:2018 )
定义:基于ipRGCs作用光谱加权的等效昼光照度(单位:lux)
应用场景:科研、照明设计、产品评估
建议值(办公场所):
白天:垂直眼位 ≥ 250 M-EDI lux
夜间:≤ 30 M-EDI lux
2 、EML(Equivalent Melanopic Lux)(视黑素等效勒克斯)(WELL Building Standard v2)(健康建筑标准)
定义:WELL标准采用的简化版节律刺激指标
门槛值:
日间 ≥ 275 EML
晚间 ≤ 50 EML
这两个指标均基于光谱实测与节律效应模型,与CCT无直接关系。
四、节律照明的应用设计策略(以办公室为例)
1、光生物节律设计曲线(每日节律刺激动态方案):
时间段 |
生理目标 |
推荐M-EDI |
色温参考值 |
设计重点 |
06:00–09:00 |
相位提前 / 唤醒 |
≥ 300 lx |
5000–6500K |
高蓝光成分、高垂直照度、眼位方向照射。 |
10:00–16:00 |
稳定昼相位 |
≥ 250 lx |
4000–5000K |
均匀照明,自动补偿自然光不足。 |
18:00–21:00 |
减少激活水平 |
≤ 100 lx |
3000–3500K |
削减蓝光峰值,使用低蓝光比例光源。 |
睡前2小时 |
促进褪黑素分泌 |
≤ 30 lx |
≤ 2700K |
间接照明,光线避免直射眼部。 |
2、推荐系统组成:
组件 |
技术要求 |
光源 |
多通道LED,具备SPD控制能力。 |
控制系统 |
支持M-EDI/EML动态算法,具备时间控制逻辑。 |
传感器 |
光谱+照度双通道,监测垂直照度并反馈控制。 |
用户接口 |
提供节律模式(唤醒、专注、休息、睡前)一键切换或自适应控制。 |
五、典型误区辨析
常见说法 |
是否正确 |
辨析依据 |
只要调成2700K就不会影响睡眠 |
× |
某些2700K光源蓝光仍偏高,需看SPD和M-EDI。 |
早上开冷光灯,晚上开暖光灯就行 |
× |
需满足剂量、方向与时间联动才有效 |
我们的灯具能调色温就是节律灯 |
× |
节律照明需具备光谱调控与生物节律响应计算能力。 |
六、节律照明的核心是“生物有效光”,不是“视觉感知色”
节律照明是一项建立在视觉神经科学与光度计量基础之上的系统性工程,色温调节只是其极小一部分,甚至可能造成误导。
“色温调了不等于节律启动了,光变黄了不代表你快睡着了。”
真正有效的节律照明,必须建立在基于光谱的精准计算、时间管理与个体适应性的组合设计之上。
任何宣称可以计算健康照明EML和M-EDI的软件,如果不能上传灯具实测SPD(光谱功率分布),且没有任何调用计算灯具的SPD的话,那这个软件计算的EML和M-EDI就不是准确的。
供稿:产品开发部、质量技术部
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