圖書館交互閱讀空間舒適性照明環(huán)境

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摘要：同時使用VDT（VisualDisplayTerminal）與紙質兩種閱讀載體的交互閱讀是現(xiàn)今最常見的閱讀方式，舒適的交互閱讀空間照明環(huán)境已經(jīng)成為圖書館建設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，構建圖書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。

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

引言

圖書館閱覽室的照明質量對保護閱讀者視力、提高閱讀效率、為閱讀者提供良好視覺環(huán)境具有重要的意義。數(shù)字化技術的發(fā)展，使計算機、手機、平板電腦顯示屏等VDT（VisualDis⁃playTerminal，以下簡稱“VDT”）設備，與傳統(tǒng)紙質印刷品一并成為重要的閱讀載體。對北京、天津、上海、深圳等城市14所高校圖書館的調查顯示，大部分讀者習慣同時使用紙質和VDT兩種閱讀方式，以筆記本電腦、手機為主的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及讀者閱讀習慣的改變，對圖書館閱覽空間的照明環(huán)境提出新的要求，但目前國內外圖書館照明設計標準均未對此有較明確的規(guī)定。本文以照明質量對閱讀舒適的影響為出發(fā)點，為VDT與紙質交互閱讀方式下的照明環(huán)境優(yōu)化設計做積極探索，旨在構建更加健康的圖書館閱覽空間環(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影響照明質量，進而影響閱讀舒適。針對紙質閱讀，已有較多研究者通過實驗得出室內光源色溫、照度對視覺舒適與視覺功效的影響。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)境時具有較高視覺滿意度，但當照度大于500lx時會導致閱讀不適；Hamedani等［3］通過實驗研究發(fā)現(xiàn)，CVP（視覺綜合績效）與眼水平的垂直照度和平均亮度呈負相關。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特點，與閱讀舒適性有較大關系。針對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屏幕亮度對閱讀舒適性的影響。如武童瑤等［4］的實驗結果表明，當手機屏幕亮度為100cd/m2時，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閱讀舒適性較高；郭琦等［6］通過實驗建立電子閱讀視覺滿意度的預測模型，得出斜面照度均勻度對視覺舒適性影響最大；張敬怡等［7］的研究得出，影響桌面亮度/背景反射系數(shù)對VDT閱讀舒適性的影響較大。上述表明，紙質閱讀舒適性的影響因素包括光源選型、照明質量、背景環(huán)境、閱讀載體4個層面，且各要素之間相互影響。VDT閱讀舒適性的影響因素與紙質閱讀相同，但具體的參數(shù)與指標、各要素之間的影響關系存在差異，這與VDT屏幕自發(fā)光的光學特性有關，因此，有必要進一步研究不同照明環(huán)境下VDT與紙質交互閱讀的舒適性規(guī)律，為圖書館交互閱讀空間的照明優(yōu)化設計提供依據(jù)。

2交互閱讀舒適照明環(huán)境研究

選擇普及性、便捷性較強的筆記本電腦和常見的銅版紙與打印紙，開展交互閱讀舒適性的主觀評價研究：在“一般照明”和“混合照明”兩種不同光分布基礎條件的照明方式下，通過改變“光源的亮度和色溫”“桌面材質”“閱讀紙質材質”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比度、紙面粗糙程度與白度等要素所構建的照明環(huán)境的交互閱讀舒適性。

2.1評價空間構建

依據(jù)調研［1］，構建評價空間如圖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防止眩光。依據(jù)已有研究［4］，［7］，并參考現(xiàn)有規(guī)范，設定評價變量。自變量包括：1）光源色溫（4000K、5000K、6000K）；2）照明質量，工作面照度（300lx、500lx）、照度均勻度（對各列桌子實測并計算所得，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時各工況實測值）；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）、桌面與紙面亮度對比度（色溫4000K時各工況實測值，白色紙、微黃紙）。其中，閱讀背景面亮度、桌面與紙面亮度對比度為間接改變變量。控制變量包括光源顯色指數(shù)、實驗空間照度均勻度和空間表面反射比。篩選出30位視力達標、身體健康、狀態(tài)良好的評價者，每位評價者對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）工況進行評價打分。為避免視覺和身體狀態(tài)疲勞，實驗分6組開展，且組中工況以拉丁方順序呈現(xiàn)。評價量級分為7個：1非常不舒適、2相當不舒適、3比較不舒適、4一般、5較舒適、6相當舒適、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性，并對偏相關要素進行共線分析，獲取影響交互閱讀舒適性的照明要素與環(huán)境要素。結果如表01所示。一般照明方式下，與交互閱讀舒適性偏相關的變量有“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組交互效應對交互閱讀舒適性產生顯著影響，其他交互效應不顯著。因此，桌面照度對交互閱讀舒適性的影響需結合其他要素進行綜合分析。交互閱讀舒適性影響要素的重要性排序為：VDT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，照度均勻度對交互閱讀舒適性的影響需結合VDT屏幕亮度和桌面亮度進行綜合分析。交互閱讀舒適性影響要素的重要性排序為：VDT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)境下對交互閱讀舒適性影響均最大，但紙質粗糙程度對交互閱讀舒適性無影響；光源選型、照明質量、背景環(huán)境3個層面對交互閱讀舒適性的影響呈現(xiàn)交互性顯著特點。因此，進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

通過評價得分情況，總結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?？偟膩碚f，混合照明環(huán)境的閱讀舒適性主觀評價得分均值高于一般照明環(huán)境，因此從舒適性角度來說，優(yōu)先混合照明；但同時，主觀舒適性評價的整體結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組變量組合所得評分進行分析（圖04）：桌面反射系數(shù)為0.11和0.33時，均是500lx舒適性高；光源色溫為4000K時，低照度舒適性高，光源色溫為5000K或6000K時，高照度舒適性高；VDT屏幕亮度較低時，300lx對應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，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主觀舒適性評價影響規(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，紙質對交互閱讀舒適性無影響，VDT屏幕亮度得分（圖06）均值和最高值均是180cd/m2＞100cd/m2。因此針對筆記本電腦屏幕亮度可調的特點，在閱讀環(huán)境不固定時，電腦屏幕均優(yōu)選較高的亮度（180cd/m2）。綜上所述，圖書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的圖書館環(huán)境優(yōu)化建議

結合以上主觀評價實驗結論、電子閱讀載體自發(fā)光的特點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，提出針對圖書館照明環(huán)境的優(yōu)化建議。

3.1照明方式定制化

實驗結論中表明，針對VDT閱讀載體對光環(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，靈活調節(jié)閱讀環(huán)境的照明參數(shù)。對于閱覽區(qū)，可增加局部照明，提高閱讀工作面的照度及均勻度；對于通道和非閱讀區(qū)，可適當降低照度，降低能耗。

3.2照明控制智能化

在設計標準的基礎上，選擇合適的照明控制方式是實現(xiàn)圖書館照明舒適與節(jié)能多目標的重要步驟。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，也包含VDT屏幕亮度的閱讀載體指標，需根據(jù)各要素對舒適性的影響規(guī)律進行取值。隨著照明技術的發(fā)展，多元的照明方式可以通過智能化控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對閱覽區(qū)照明精確化控制，如室內燈光色溫度的自動調節(jié)以及適應不同閱讀模式的照明環(huán)境切換、以及桌面臺燈“人走燈滅”的自動控制，從而實現(xiàn)定制化照明的智能控制，達成閱讀舒適與照明節(jié)能的協(xié)調。

3.3空間環(huán)境健康化

根據(jù)實驗得出的圖書館桌面反射系數(shù)越低，交互閱讀舒適越高的結論，可適當增強桌面材質的顏色深度，更換現(xiàn)在圖書館閱覽室內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建合理的空間環(huán)境載體。另外，健康建筑強調滿足使用者的心理需求，筆記本電腦、手機等閱讀載體的便攜性，使圖書館各個空間的界限也越來越模糊，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多功能空間的舒適性要求，通過舒適性提升使用者心理滿意度，以構建健康化的圖書館閱覽空間環(huán)

4結語

明確照明要素對交互閱讀舒適性的影響規(guī)律，提取出優(yōu)選照明環(huán)境，通過定制照明方式、控制照明環(huán)境要素取值范圍以及調控VDT設備自身參數(shù)等策略來提高閱讀舒適性，為優(yōu)化圖書館閱覽空間照明環(huán)境設計、提高閱讀者視覺舒適性提供依據(jù)。視覺舒適是評價空間環(huán)境健康的重要因素，關注閱讀載體變化帶來的照明需求，優(yōu)化圖書館閱覽空間照明環(huán)境的閱讀舒適性，是構建“健康”圖書館的有效措施。

作者：孔光燕 吳雨婷 王立雄 張敬怡 單位：天津大學