本研究納入控制變因的照度(Illuminance)為照明在「量」方面的一項評估因 子,其意意乃是指被照物體表現接受入射光通量17的強度(如圖 2-3 所示),也就是 光通量與被照面之比值(E=dΦ/da lx),照度單位為 Lux。1 Lux 的照度為 1 1m 之 光通量均勻的分怖在面積一平方米的區域18 (1umen per square meter)。
圖 2-3 受照物體表面照度與光源關係圖
對於室內照度規定,一般是以作業面照度為標準(站姿作業面水平高度 0.9m,座姿作業面高度 0.75m),而作業面照度的多寡與分怖狀況除了會影響室內 人員對外界環境的辨識能力外,亦對空間使用性質有決定性的影響19當作業面照 度室內環境照度不足時,會造成人員降低視覺感知對物體的辨識能力,而作業面 的環境照度過高時,對人員容易造成眩光的困擾、容易產生疲倦感與不舒適的負 面效果進而降低室內人員的學習效率與工作效率,因此本研究將試圖找出恰當之 室內照度對人員的生理(視覺)及心理(舒適感)有明顯的幫助進而提升室內人員的 學習效率與工作效率。
17光通量:指單位時間內光源所射出光能量之速率或光的流動速率,為一種說明光源發光能力的基本量,單位為 1m
(周鼎金,1998)。
18劉建志 2003.6,長時間照明環境變化對人體健康影響之研究」,成功大學建築研究所碩士論文。
19劉建志 2003.6,長時間照明環境變化對人體健康影響之研究」,成功大學建築研究所碩士論文。
dΦ
Q dA
E=dΦ/dA E:照度
dΦ:光源光通量 dA:被照物單位面積 Q:被照物體
各國家對於照度的等級規定乃是根據韋勃定律而加以分級劃分之,該定律中 論述人體對於照度的主觀感覺變化大體由光亮的等比變化所產生,因此在照度的 標準中以 1.5 左右的等級劃分照度等級。台灣在 CNS 12112 照度標準中對於照度 等級劃分則分為:20、30、50、75、100、150、200、300、500、750、1000、1500、
2000、3000、5000 等不同的等級區分(如下表 2-3 所示),再依據不同的室內環境 與作業性質分別加以規定適當的照度基準值。20
表 2-3 CNS 各類型建築物作業空間室內照度標準範圍
CNS 12112 各 類 型 建 築 物 作 業 空 間 室 內 照 度 範 圍
照度等級(Lux) 辦公室 住 宅 學 校 醫 院 工 廠 百貨商場
20000 15000 10000 7500 5000 3000 2000 1500 1000 750 500 300 200 150 100 75 50 30 20 10 5 2 1
室內的照明光環境一般全般照明環境、局部全般照明與作業重點照明三種不 同室內照明方式,在採用室內全般照明的方式以光源直接照射作業環境時,則需 考慮室內照度的均齊,若室內照度均齊度的差異過大,則會造成室內空間明暗對 比過強,則容易導致室內人員產生眼部不適與疲憊感覺,並造成日常照明耗能增 加;因此室內人工全般照明環境之照度均齊度應維持 1/3 以上,以維持室內良好 之光環境品質與確保室內人員的舒適感受,提升室內人員的學習與工作效率。
2.光源色溫度相關理論
本研究所探討之色溫度(color temperature)是用以評價光源色彩的標準,以絕 對溫度°K 為單位(°K=℃+273.15),根據 Max Plancck 的理論,若將一具完全吸收 與放射能力的標準黑體加熱,溫度逐漸升高,其光色亦隨之改變,在 CIE 色座標 上的黑色曲線(Black body locus)顯示黑體由紅→橙紅→黃→黃白→白→藍白的過 程,若某光源所發射顏色與黑體在某一溫度下所輻射的光顏色相同,則黑體的絕 對溫度就稱為光源的顏色溫度。
圖 2-4 光源色溫度與黑體軌跡
圖 2-2 所示為光源色溫度圖上相關光源色溫度的位置21。黑體軌跡線交點的 溫度即為該光源的相關色溫度,藉此可之光顏色越偏藍,色溫度越高,越偏紅則 色溫度越低。在黑體軌跡線上的色溫度值最接近飽和狀態的光色,為普遍應用於 日常生活之照明光色。
21 許招墉 編譯,2002.1「照明設計實務入門」,全華科技圖書股份有限公司,p3-20
黑體溫度(°K) 光顏色
室溫 黑 800 紅 3000 黃白 4000 白 5000 冷白 8000 藍白 60000 深藍
人體視覺對光源色溫的種類偏好與照明環境的照度值的多寡有相對應的關 係,22A.A. Kruithof23於 1941 年經由實驗來探討光源色溫度與照度對人體視覺的 舒適範圍與組合模式,研究結果顯示色溫度與照度對於人體舒適感影響呈現某種 程度的正比關係;如下圖 2-5 所示,光源色溫度與照度不同的組合會使視覺感官 產生不同的評價與心理感受,圖 2-5 中的白色區塊代表人體感覺較為舒適愉悅的 範圍,相對黑色區塊則為人體覺較為不舒適愉悅的範圍。因此在低照度之照明環 境下,人們會較偏好低色溫之照明;而照度越高時則月偏好較高色溫的照明方 式。若然在高照度採用低色溫光源,則會使人感覺較不自然與產生溫熱的不輸是 感受,若在低照度時採用高色溫光源,亦會使人感覺陰鬱(dim)與感生寒冷(cold) 的不舒適感受24。
圖 2-5 色溫度與照度舒適範圍曲線(Kruithof Curve)
22劉建志 2003.6,「長時間照明環境變化對人體健康影響之研究」,成功大學建築研究所碩士論文。
23A.A.Kruithof,1941,「Tubular luminescence lamp for general illumination.」, Philips Tech.Rev,p65-73。
24Steven Weintraub,2000,「The color of white:Is there a “preferred” color temp.erature fir the exhibition