圖書(shū)館交互閱讀空間舒適性照明環(huán)境

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摘要：同時(shí)使用VDT（VisualDisplayTerminal）與紙質(zhì)兩種閱讀載體的交互閱讀是現(xiàn)今最常見(jiàn)的閱讀方式，舒適的交互閱讀空間照明環(huán)境已經(jīng)成為圖書(shū)館建設(shè)考慮的重要因素之一。本文解析影響交互閱讀舒適性的照明環(huán)境要素與影響規(guī)律，構(gòu)建圖書(shū)館交互閱讀空間的優(yōu)選照明環(huán)境，提出照明方式定制化、照明控制智能化、空間環(huán)境健康化的3大優(yōu)化策略。

關(guān)鍵詞：VDT；交互閱讀；視覺(jué)舒適性；照明優(yōu)化策略；環(huán)境健康

引言

圖書(shū)館閱覽室的照明質(zhì)量對(duì)保護(hù)閱讀者視力、提高閱讀效率、為閱讀者提供良好視覺(jué)環(huán)境具有重要的意義。數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展，使計(jì)算機(jī)、手機(jī)、平板電腦顯示屏等VDT（VisualDis⁃playTerminal，以下簡(jiǎn)稱“VDT”）設(shè)備，與傳統(tǒng)紙質(zhì)印刷品一并成為重要的閱讀載體。對(duì)北京、天津、上海、深圳等城市14所高校圖書(shū)館的調(diào)查顯示，大部分讀者習(xí)慣同時(shí)使用紙質(zhì)和VDT兩種閱讀方式，以筆記本電腦、手機(jī)為主的VDT閱讀占所有閱讀行為比例的44.08%［1］。閱讀媒體的更新升級(jí)及讀者閱讀習(xí)慣的改變，對(duì)圖書(shū)館閱覽空間的照明環(huán)境提出新的要求，但目前國(guó)內(nèi)外圖書(shū)館照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)均未對(duì)此有較明確的規(guī)定。本文以照明質(zhì)量對(duì)閱讀舒適的影響為出發(fā)點(diǎn)，為VDT與紙質(zhì)交互閱讀方式下的照明環(huán)境優(yōu)化設(shè)計(jì)做積極探索，旨在構(gòu)建更加健康的圖書(shū)館閱覽空間環(huán)境。

1影響閱讀舒適性的照明環(huán)境要素

閱讀空間中照明要素取值會(huì)影響照明質(zhì)量，進(jìn)而影響閱讀舒適。針對(duì)紙質(zhì)閱讀，已有較多研究者通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出室內(nèi)光源色溫、照度對(duì)視覺(jué)舒適與視覺(jué)功效的影響。如：Lee等［2］研究得出，在6500K條件下偏好500lx的照度、4000K條件下偏好500lx和750lx的閱讀環(huán)境時(shí)具有較高視覺(jué)滿意度，但當(dāng)照度大于500lx時(shí)會(huì)導(dǎo)致閱讀不適；Hamedani等［3］通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，CVP（視覺(jué)綜合績(jī)效）與眼水平的垂直照度和平均亮度呈負(fù)相關(guān)。另有部分研究表明，照度均勻度、閱讀背景亮度、紙面光澤度及白度等光學(xué)特點(diǎn)，與閱讀舒適性有較大關(guān)系。針對(duì)VDT閱讀，除照度、色溫等照明環(huán)境要素外，部分研究者提出VDT屏幕亮度對(duì)閱讀舒適性的影響。如武童瑤等［4］的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)手機(jī)屏幕亮度為100cd/m2時(shí)，閱讀舒適性普遍較好。此外，Huang［5］研究得出，閱讀背景面顏色為灰色時(shí)閱讀舒適性較高；郭琦等［6］通過(guò)實(shí)驗(yàn)建立電子閱讀視覺(jué)滿意度的預(yù)測(cè)模型，得出斜面照度均勻度對(duì)視覺(jué)舒適性影響最大；張敬怡等［7］的研究得出，影響桌面亮度/背景反射系數(shù)對(duì)VDT閱讀舒適性的影響較大。上述表明，紙質(zhì)閱讀舒適性的影響因素包括光源選型、照明質(zhì)量、背景環(huán)境、閱讀載體4個(gè)層面，且各要素之間相互影響。VDT閱讀舒適性的影響因素與紙質(zhì)閱讀相同，但具體的參數(shù)與指標(biāo)、各要素之間的影響關(guān)系存在差異，這與VDT屏幕自發(fā)光的光學(xué)特性有關(guān)，因此，有必要進(jìn)一步研究不同照明環(huán)境下VDT與紙質(zhì)交互閱讀的舒適性規(guī)律，為圖書(shū)館交互閱讀空間的照明優(yōu)化設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

2交互閱讀舒適照明環(huán)境研究

選擇普及性、便捷性較強(qiáng)的筆記本電腦和常見(jiàn)的銅版紙與打印紙，開(kāi)展交互閱讀舒適性的主觀評(píng)價(jià)研究：在“一般照明”和“混合照明”兩種不同光分布基礎(chǔ)條件的照明方式下，通過(guò)改變“光源的亮度和色溫”“桌面材質(zhì)”“閱讀紙質(zhì)材質(zhì)”和“VDT屏幕亮度”，探求光源色溫、工作面照度與照度均勻度、閱讀背景面亮度與反射系數(shù)、閱讀載體亮度、閱讀載體與閱讀背景面的亮度對(duì)比度、紙面粗糙程度與白度等要素所構(gòu)建的照明環(huán)境的交互閱讀舒適性。

2.1評(píng)價(jià)空間構(gòu)建

依據(jù)調(diào)研［1］，構(gòu)建評(píng)價(jià)空間如圖01所示，局部照明采用嵌入隔板的隱藏式線型光源，高效照亮工作面同時(shí)防止眩光。依據(jù)已有研究［4］，［7］，并參考現(xiàn)有規(guī)范，設(shè)定評(píng)價(jià)變量。自變量包括：1）光源色溫（4000K、5000K、6000K）；2）照明質(zhì)量，工作面照度（300lx、500lx）、照度均勻度（對(duì)各列桌子實(shí)測(cè)并計(jì)算所得，一般照明①0.90，②0.80，③0.86；混合照明①0.63，②0.59，③0.68）；3）背景環(huán)境，桌面反射系數(shù)（0.11黑背景、0.33灰背景）、亮度（色溫4000K時(shí)各工況實(shí)測(cè)值）；4）閱讀載體，VDT屏幕亮度（100cd/m2、180cd/m2）、紙面粗糙程度（打印紙、銅版紙）、桌面與紙面亮度對(duì)比度（色溫4000K時(shí)各工況實(shí)測(cè)值，白色紙、微黃紙）。其中，閱讀背景面亮度、桌面與紙面亮度對(duì)比度為間接改變變量。控制變量包括光源顯色指數(shù)、實(shí)驗(yàn)空間照度均勻度和空間表面反射比。篩選出30位視力達(dá)標(biāo)、身體健康、狀態(tài)良好的評(píng)價(jià)者，每位評(píng)價(jià)者對(duì)432種（2種照明方式、2種桌面照度、3種光源色溫、2種背景面反射系數(shù)、2種VDT屏幕亮度、3種照度均勻度及3種紙質(zhì)）工況進(jìn)行評(píng)價(jià)打分。為避免視覺(jué)和身體狀態(tài)疲勞，實(shí)驗(yàn)分6組開(kāi)展，且組中工況以拉丁方順序呈現(xiàn)。評(píng)價(jià)量級(jí)分為7個(gè)：1非常不舒適、2相當(dāng)不舒適、3比較不舒適、4一般、5較舒適、6相當(dāng)舒適、7非常舒適。

2.2交互閱讀舒適性的影響要素

分析各變量與主觀舒適性的相關(guān)性，并對(duì)偏相關(guān)要素進(jìn)行共線分析，獲取影響交互閱讀舒適性的照明要素與環(huán)境要素。結(jié)果如表01所示。一般照明方式下，與交互閱讀舒適性偏相關(guān)的變量有“工作面照度、光源色溫、閱讀背景面反射系數(shù)、閱讀背景面亮度及VDT屏幕亮度”。通過(guò)共線性分析剔除桌面亮度。在混合照明方式下，與交互閱讀舒適性偏相關(guān)的變量有“工作面照度均勻度、光源色溫、閱讀背景面反射系數(shù)、閱讀背景面亮度及VDT屏幕亮度”。多因素方差分析得出：1）一般照明環(huán)境下，桌面反射系數(shù)與桌面照度、桌面照度與光源色溫、桌面照度與VDT屏幕亮度，3組交互顯著性＜0.05；桌面照度與桌面反射系數(shù)、光源色溫、VDT屏幕亮度3組交互效應(yīng)對(duì)交互閱讀舒適性產(chǎn)生顯著影響，其他交互效應(yīng)不顯著。因此，桌面照度對(duì)交互閱讀舒適性的影響需結(jié)合其他要素進(jìn)行綜合分析。交互閱讀舒適性影響要素的重要性排序?yàn)椋篤DT屏幕亮度＞桌面反射系數(shù)＞光源色溫＞照度與色溫＞照度與VDT屏幕亮度＞照度與桌面反射系數(shù)。2）混合照明環(huán)境下，照度均勻度與VDT屏幕亮度、照度均勻度與桌面亮度2組交互顯著性均＜0.05。因此，照度均勻度對(duì)交互閱讀舒適性的影響需結(jié)合VDT屏幕亮度和桌面亮度進(jìn)行綜合分析。交互閱讀舒適性影響要素的重要性排序?yàn)椋篤DT屏幕亮度＞照度均勻度與桌面亮度＞桌面亮度＞照度均勻度與VDT屏幕亮度＞光源色溫＞桌面反射系數(shù)。綜上所述，閱讀載體層面，VDT屏幕亮度在兩種照明環(huán)境下對(duì)交互閱讀舒適性影響均最大，但紙質(zhì)粗糙程度對(duì)交互閱讀舒適性無(wú)影響；光源選型、照明質(zhì)量、背景環(huán)境3個(gè)層面對(duì)交互閱讀舒適性的影響呈現(xiàn)交互性顯著特點(diǎn)。因此，進(jìn)一步討論基于不同影響要素組合的照明環(huán)境的交互閱讀舒適性。

2.3交互閱讀優(yōu)選照明環(huán)境

通過(guò)評(píng)價(jià)得分情況，總結(jié)交互閱讀舒適性影響要素組合的規(guī)律，得出優(yōu)選照明環(huán)境。（1）照明方式優(yōu)選。總的來(lái)說(shuō)，混合照明環(huán)境的閱讀舒適性主觀評(píng)價(jià)得分均值高于一般照明環(huán)境，因此從舒適性角度來(lái)說(shuō)，優(yōu)先混合照明；但同時(shí)，主觀舒適性評(píng)價(jià)的整體結(jié)果均屬于一般舒適情況（圖02）。（2）光源色溫優(yōu)選。如圖03所示：一般照明環(huán)境下，光源色溫得分均值為5000K＞6000K＞4000K，得分的最高值是在6000K的照明環(huán)境下，但整體看與5000K的主觀舒適性差異不大；混合照明環(huán)境下，光源色溫得分均值和最高值均是6000K＞5000K＞4000K。因此，交互閱讀舒適的優(yōu)選光源色溫范圍為5000~6000K。（3）照度優(yōu)選。一般照明環(huán)境下，對(duì)桌面照度分別與桌面反射系數(shù)、光源色溫、VDT屏幕亮度3組變量組合所得評(píng)分進(jìn)行分析（圖04）：桌面反射系數(shù)為0.11和0.33時(shí)，均是500lx舒適性高；光源色溫為4000K時(shí)，低照度舒適性高，光源色溫為5000K或6000K時(shí)，高照度舒適性高；VDT屏幕亮度較低時(shí)，300lx對(duì)應(yīng)的主觀舒適性略高于500lx，但整體相差不大，VDT屏幕亮度較高時(shí)，高照度舒適性高。因此在中間色溫環(huán)境下，優(yōu)選300lx較低照度，其他要素組合環(huán)境下，均優(yōu)選500lx較高照度。（4）照度均勻度優(yōu)選。對(duì)混合照明環(huán)境下的照度均勻度與VDT屏幕亮度和桌面亮度2組變量綜合分析，主觀舒適性得分如表02所示：高屏幕亮度（180cd/m2）和高均勻度（0.68）環(huán)境下閱讀舒適性得分最高，但得分差異性不顯著；桌面亮度與照度均勻度組合對(duì)主觀舒適性評(píng)價(jià)影響規(guī)律也不顯著。綜合考慮得分均值情況，照度均勻度優(yōu)選較高值，但在0.59～0.68范圍內(nèi)均可選。（5）閱讀背景環(huán)境。一般照明和混合照明兩種方式下（圖05），桌面反射系數(shù)得分均值和最高值均是0.11（黑）＞0.33（灰），因此交互閱讀舒適的桌面反射系數(shù)優(yōu)選較低值，即優(yōu)選顏色較深的桌面材料。（6）閱讀載體。兩種方式下，紙質(zhì)對(duì)交互閱讀舒適性無(wú)影響，VDT屏幕亮度得分（圖06）均值和最高值均是180cd/m2＞100cd/m2。因此針對(duì)筆記本電腦屏幕亮度可調(diào)的特點(diǎn)，在閱讀環(huán)境不固定時(shí)，電腦屏幕均優(yōu)選較高的亮度（180cd/m2）。綜上所述，圖書(shū)館交互閱讀舒適的優(yōu)選照明環(huán)境為：混合照明，光源色溫范圍為5000～6000K，桌面照度500lx，照度均勻度范圍為0.59～0.68，優(yōu)選較高值，桌面反射系數(shù)0.11（深色材料），電腦屏幕亮度180cd/m2。

3以交互閱讀舒適為目標(biāo)的圖書(shū)館環(huán)境優(yōu)化建議

結(jié)合以上主觀評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)結(jié)論、電子閱讀載體自發(fā)光的特點(diǎn)及交互閱讀行為的廣泛性，從照明方式、照明控制、空間環(huán)境等層面，提出針對(duì)圖書(shū)館照明環(huán)境的優(yōu)化建議。

3.1照明方式定制化

實(shí)驗(yàn)結(jié)論中表明，針對(duì)VDT閱讀載體對(duì)光環(huán)境的高要求，桌面照度500lx舒適性高于300lx，建議選擇混合照明方式，靈活調(diào)節(jié)閱讀環(huán)境的照明參數(shù)。對(duì)于閱覽區(qū)，可增加局部照明，提高閱讀工作面的照度及均勻度；對(duì)于通道和非閱讀區(qū)，可適當(dāng)降低照度，降低能耗。

3.2照明控制智能化

在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，選擇合適的照明控制方式是實(shí)現(xiàn)圖書(shū)館照明舒適與節(jié)能多目標(biāo)的重要步驟。本研究得出影響交互閱讀舒適性的要素包含照度、色溫等照明指標(biāo)，也包含VDT屏幕亮度的閱讀載體指標(biāo)，需根據(jù)各要素對(duì)舒適性的影響規(guī)律進(jìn)行取值。隨著照明技術(shù)的發(fā)展，多元的照明方式可以通過(guò)智能化控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)閱覽區(qū)照明精確化控制，如室內(nèi)燈光色溫度的自動(dòng)調(diào)節(jié)以及適應(yīng)不同閱讀模式的照明環(huán)境切換、以及桌面臺(tái)燈“人走燈滅”的自動(dòng)控制，從而實(shí)現(xiàn)定制化照明的智能控制，達(dá)成閱讀舒適與照明節(jié)能的協(xié)調(diào)。

3.3空間環(huán)境健康化

根據(jù)實(shí)驗(yàn)得出的圖書(shū)館桌面反射系數(shù)越低，交互閱讀舒適越高的結(jié)論，可適當(dāng)增強(qiáng)桌面材質(zhì)的顏色深度，更換現(xiàn)在圖書(shū)館閱覽室內(nèi)多采用灰白色或淺黃棕色桌椅，旨在為定制化和智能化照明構(gòu)建合理的空間環(huán)境載體。另外，健康建筑強(qiáng)調(diào)滿足使用者的心理需求，筆記本電腦、手機(jī)等閱讀載體的便攜性，使圖書(shū)館各個(gè)空間的界限也越來(lái)越模糊，電子閱讀行為不局限于電子閱覽室，交互閱讀行為普遍存在于一般閱覽室和開(kāi)放閱覽室，甚至包含休閑區(qū)。因此，定制化和智能化照明旨在適應(yīng)多功能空間的舒適性要求，通過(guò)舒適性提升使用者心理滿意度，以構(gòu)建健康化的圖書(shū)館閱覽空間環(huán)

4結(jié)語(yǔ)

明確照明要素對(duì)交互閱讀舒適性的影響規(guī)律，提取出優(yōu)選照明環(huán)境，通過(guò)定制照明方式、控制照明環(huán)境要素取值范圍以及調(diào)控VDT設(shè)備自身參數(shù)等策略來(lái)提高閱讀舒適性，為優(yōu)化圖書(shū)館閱覽空間照明環(huán)境設(shè)計(jì)、提高閱讀者視覺(jué)舒適性提供依據(jù)。視覺(jué)舒適是評(píng)價(jià)空間環(huán)境健康的重要因素，關(guān)注閱讀載體變化帶來(lái)的照明需求，優(yōu)化圖書(shū)館閱覽空間照明環(huán)境的閱讀舒適性，是構(gòu)建“健康”圖書(shū)館的有效措施。

作者：孔光燕 吳雨婷 王立雄 張敬怡 單位：天津大學(xué)