艺术照明在适老光环境设计中的应用研究

■李敏敏，黄 彦

随着老龄化社会的到来，适老化设计在居住和公共空间中变得尤为重要，其充分考虑老年人的身体和行动特点，比“老年设计”涵盖更广泛的群体和更长时间范围[1-2]。目前，国内适老化行业处于发展初期，在建筑、室内设计、市政设施和产品设计等领域不断拓展。人的视觉感官随年龄增长而发生着复杂变化[3]，对视觉功能的关注成为适老化设计的要点之一，与视觉感知关系密切的则是特定的光环境营造，国内现有研究实践主要集中于通过照明改造提升老年人生活质量。照明技术和视觉科学的发展进步促进光环境从关注明亮程度转变到提升舒适度，让艺术光影营造介入到以功能、舒适为基本目标的照明设计中[4]，将对老年人的视觉心理和生理健康产生重要影响。

1 适老光环境设计研究应用现状

人口老龄化已经成为全球性议题，许多国家将适老化研究作为社会发展的重要课题，主要涉及老用设施、用品以及生活环境等方面，适老照明除在智能辅助产品、服务设施方面的应用外，更多体现在基于老年人需求对家庭空间照明改造，居家光环境的适老化实践经验也可为其他养老模式提供参考和依据[5]。

适老化设计相关研究涵盖老年人生理、心理、行为及医疗需求，尤其关注因年龄增长产生的视觉机能变化。近年来，研究还开始关注照明对非视觉方面的影响，如光对生物节律的作用及其对老年人睡眠改善和慢性疾病的影响等。国内外最新研究也开始分析需求理论、社会学相关理论等与老年人照明环境的关系。

1.1 视觉机能变化的研究

国际照明委员会（CIE）技术报告指出，已有大量研究关注年龄变化对视觉效能的影响，并对老年人照明环境参数补偿提出了建议；同时，国内外学者也开始对非视觉因素对适老光环境设计的影响进行研究，如Marianne M. Sinoo等提出养老院照度水平和色温会影响老人生理、心理状态[6]；同济大学郝洛西团队提出，光环境除满足正常视觉作业外，还应考虑老年人对节律修复及情绪调节的需求[7]。

视觉系统随着年龄增长的机能退化主要体现在因瞳孔大小、眼睛透光率及色彩感知调节能力的改变带来的视觉特征的异同，理解这些变化机理是进行适老化室内光环境设计的前提，主要包括：

（1）视网膜照度降低：视网膜照度降低直观的表达就是感知接受到的光量减少，主要的原因是瞳孔尺寸缩小和晶状体透光率的降低；

（2）色彩感知的变化：老年人视觉除了明暗的感知，色彩要素同样重要，考虑人眼阶段颜色机制（三色+对立），随着年龄的增长，视网膜中负责颜色感知的S、M及L锥体感光细胞的敏感性都有所下降（图1）。

■图1 不同锥体细胞相对敏感度与年龄的关系

1.2 老年人的视觉需求

日本学者SAGAWA的研究表明，45岁以后人们为了舒适的执行视觉任务需要更多光线。CIE在其技术报告CIE 227：2017《Lighting for older people and people with visual impairment in buildings》中，总结了老年人的视觉特征和需求，相比于我国《老年人照料设施建筑设计标准》JGJ450-2018对照料设施的针对性[8]，CIE报告更多关注老年人室内空间（包括居住建筑）的照明因素。

1.2.1 视觉任务需求

老年人的视觉需求与生活起居的各种“任务”密切相关，一般通过视觉功效来衡量，重要的视觉功效模型包括视觉敏锐度（VA）、相对视觉性能（RVP）及对比敏感度（CS）等。

CIE在196：2011《Guide to increasing accessibility in light and lighting》报告中，展示了不同亮度和年龄条件下VA的变化趋势（表1），即随着年龄的增加，VA明显下降，而亮度对VA的影响相对较小。

表1 不同年龄人群在5m距离的视敏度VA（来源于CIE196：2011数据）

1.2.2 视觉心理需求

老年人的视觉表现不仅受到照明因素和生理响应影响，还与心理的变化有关。随着年龄增长，老年人可能经历大脑机能的自然退化、生活状态、疾病的影响，以及由此产生的失落、自卑、孤独、焦虑和抑郁等。光照被证实能影响人的心理状态，如光的累积效应对激素水平（褪黑素、5-羟色胺等）的影响从而改变情绪。这也是健康照明研究领域关注的非视觉效应对生物节律调节的问题。在精神疾病治疗领域，光照治疗已被尝试用于阿尔兹海默症等疾病的干预。

（1）需求理论的相关研究

适老光环境设计中考虑老年人的需求，借鉴了亚伯拉罕·哈罗德·马斯洛（Abraham Harold Maslow）的“需求层次”和布莱德肖（Bradshaw）“人的需要”等理论。例如，王雅静将老年人日常行为划分为基本生命需求、康复改善、休闲娱乐和自我价值表现等方面[9]；冉嘉诚和刘彤等在各自的研究中对老年人行为模式进行了分类[10]。不同需求对光环境的要求也不同，如行动不便或重病的老人可能主要关注照明功能，维持社交或建立自信的老人可能需要提升到舒适性甚至艺术性的层次。

（2）社会学方面的研究

美国学者Duvall首次提出“空巢”概念，指出其对传统家庭养老模式产生的影响。老年人的社交和环境适应方式的变化涉及多个理论，如撤退理论、活跃理论、连贯性理论及环境压力和个体能力理论。这些理论主要关注老年人生理退化导致的心理变化，及其社会角色转变后对环境空间（包括光环境）的适应力和需求[11]。理论研究大多包含在对适老空间环境的实践经验中，归纳为老年人生理及心理的需求。

1.3 各国相关研究

不同国家由于进入老龄化社会的时间差异，适老光环境的实践经验有所不同。共同特点是利用政策、立法、标准制定规范适老化环境设计，并通过政府补贴、保险、市场化等方式累积了实践经验。

美国学者 Ronald L. Mace提出的“通用设计”理论，以及美国退休人员协会（AARP）发布的《Homefit guide》，都在老年人居住环境设计中发挥了重要作用。日本作为较早进入老龄化社会国家，从上世纪末开始就逐步颁布了老年住宅改造相关法规文件，内容涉及住宅地面、家具等住宅部品改造，对于照明与老年人视觉的研究也有较丰富的理论成果累积，日本照明学会编制《照明手册》中，很早就有关于“老年人福利设施”的照明建议，包括提高照度水平及建立照明引导等内容，并应用于养老院等设施光环境改造实践。除此之外，德国、澳大利亚、新加坡等国家也在适老化设计方面进行了大量的研究实践。

1.4 现有研究及实践的关键问题

虽然从理论研究可知对室内外光环境的改造内容主要应依附于老年人对空间环境的整体生理及心理需求，而目前大部分研究和实践都是从满足安全、便捷及舒适的照明功能性方面介入，无论是理论研究或实践，适老光环境设计应用中存在的关键问题包括以下方面。

（1）基于视觉任务确定适老化改造光度指标

适老室内光环境照明指标需首先满足功能需求，对于老年人来说，VA视觉敏锐度（视力）是进行视觉任务的重要参数，虽有研究表明亮度（照度）对视觉敏锐度的影响有限，抛开个体差异等问题，用于不同视觉环境的视觉敏锐度模型都应作为确定光度指标的重要依据。如Inoue和Akizuki确定的相对敏锐度RA来考虑视敏度评估可读性的方法（图2），应用相对复杂，在适老化照明工程改造设计中的应用并未得到有效推广。

■图2 引入相对敏锐度RA来确定给定条件的任务亮度值（引自CIE227：2017）

（2）考虑色彩、视觉适应以及眩光等因素对视觉影响的复杂性

研究表明，老年人的色彩鉴别能力会随年龄增长减弱，在低照度水平条件下更加明显。此外，由于年龄导致的视网膜照度的降低，使老人在夜间或低照度下的视觉适应时间比年轻人长。同时，老年人眼睛的散射增加，导致产生的光幕亮度比年轻人更高，可能使对于年轻人不舒适眩光对老年人成为失能眩光。这些综合因素的影响增加了适老视觉感知评价在不同空间场所的多元性和复杂性。

2 艺术照明在适老化照明中的应用研究

2.1 艺术照明与适老化

随着社会发展，老年人生活空间环境条件更加复杂多变。适老化照明设计需要在视觉科学理论的基础上，充分考虑老年人生理和心理需求，寻找创新的应用方法和思路。设计艺术心理学相关研究表明，空间中光的艺术化表现可以直接影响老年人情绪，对睡眠和疾病症状产生作用，这还与老年人的人生经历和生活环境相关，即体现为空间光环境氛围对不同视觉经验的老年人带来的情感效应。CIE 227：2017技术报告中也考虑了正常视力老年人对视觉任务的照度偏好，这种偏好选择某种程度上也反映了主观意愿和喜好对“舒适”照明环境的评价，因此，考虑老年人心理需求的光环境要素是艺术照明在适老设计中的重要切入点。

2.2 实践研究

本文对国内典型老年人养老场所空间光环境进行了分析研究，包括照明方式、照明器具、照明参数和老年人使用情况等内容。通过照明指标测试、主观评价及数据分析，总结了典型养老场所照明环境的主要问题，并在老年人视觉特性研究的基础上，提出艺术照明在适老光环境设计中的应用原则和建议，这为适老光环境设计提供了新的路径和实践方法。

2.2.1 调研方法

考虑居家养老主要为依托家庭的养老模式，由于不同家庭环境的条件复杂性和其他客观影响因素，本次调研对象选择主要针对老年人照料设施机构进行，调研内容包括光环境参数测量及问卷调查两个部分。

（1）光环境参数

测量使用便携式EverFine远方SPIC-200光谱彩色照度计（图3），选取现有研究成果中影响老年人视觉感知的主要照明参数进行测量，主要包括照明水平（照度）、均匀度、色温、显色性四个参数，眩光由于测量较为复杂且干扰因素较多，则以主观问卷方式进行评价。

■图3 SPIC-200光谱彩色照度计测试

（2）问卷设计

倾向性评价法和语义差别量表法是运用较为广泛的视觉环境评价工具。倾向性评价法主要适用于单因素和相对简单的问题评价；对于影响因素较为复杂的评价一般采用语义差别量表。

本文调研问卷选用语义差别量表，并针对光环境参数测试的客观物理量对应设置分项评价内容，采用易于老年人理解的通俗文字表述，选取照明设计应用研究中从大量被试者面试结果中提取的关键评价词汇，对应设计5点评价量表，即把一个视觉因素的评价尺度分为5段，刺激分别表示，用于直接评价心理量的方法（表2）。

表2 测量参数主观评价量表

同时针对每个分项做了不同的补充主观评价，主要用于解决因个体差异所带来的评分浮动以及其他非测量指标对应的主观评价（表3）。

表3 补充主观评价量表

2.2.2 调研对象

（1）成都某康养社区

调研对象为国际标准医养社区，社区建筑面积约21万平方米，提供1800个养老单元，并配建蜀园医院，该机构于2018年营业，引入国际标准的CCRC持续照料养老模式，属于国内规模较大、功能配套较为齐全的高端养老项目。

调研主要对包括服务中心、独立公寓、食堂及其他功能空间进行了照明测试，并对入住的老人进行了采访式的问卷调查（图4）。

（2）重庆某老年公寓

该设施位于重庆主城高九路，建筑面积约112万平方米，设置住养床位326张，该项目由两个临湖独栋楼宇组成，配套包括中医院、娱乐中心等（图5）。

■图5 康乐源颐年公寓光环境调研

（3）四川某老年公寓

该公寓位于四川省泸州市江阳区华阳街道，总建筑面积约2500平方米，属于典型城市私营养老机构，除大堂、餐厅及医务室外，并未配置专门的休憩和生活公共空间（图6）。

■图6 四川某老年公寓光环境调研

2.2.3 结果及分析

调研对象的选择标准是基于不同养老成本来划分的，即高、中、低三个档次，基本代表了国内目前常见的养老机构类别，目的是为了研究不同建设成本的照料设施机构的光环境差异。

（1）照明指标

调研测试过程中，考虑不同机构的室内空间布局即其他硬件条件的差异，所有区域照度均以地面平均照度为测试对象、同时测量了色温、显色性参数，平均照度测试方法遵循GB/T5700-2008《照明测量方法》中的相关规定，按布点法进行测量和加权计算，为避免不同测试时段（季节、时间）的天然光差异造成影响，测试时间统一为夜间8：00，其中均匀度根据定义（最小照度/平均照度），由测量点照度计算获得（表4）。

（2）调研问卷

表4 不同养老机构照明指标测量汇总表

调研问卷通过工作人员朗读，老年人口述的方式获取结果，问卷主要涉及照明功能评价、主观诉求以及光环境总体评价等内容（表5）。

表5 不同养老机构问卷调查类目评价汇总表

（3）分析

①测量参数与主观评价

由测量数据及主观评价结果大致看出，不同养老机构并没有在一些指标上呈现预想的参数梯度下降趋势，且测量参数数值与对应主观评价并不呈现完全一致关系，总结分析如下。

A.不同档次养老机构光环境照明指标存在差异。照度水平的高低与不同机构档次高低无直接关系；而主观评价“亮暗”得分最高是高档养老机构，而不是测量值最高的中档养老机构。

B.三档养老机构的均匀度测试计算数值差异并不明显，但老人对高档养老机构“灯光均匀”的评价均低于中、低档机构。

C.色度指标方面，高档养老机构显色指数最高，而不同场所的色温普遍比中档养老机构略低，低档养老机构色温最高，而显色指数则处于低位水平；因单纯评价色温无意义，所以补充问卷中以老人对“色彩的协调、舒适”作为色表的综合评价，显色指数较低的低档机构评分较低。

D.舒适度的评价与主观喜好呈现一定相关性，即影响老年人对光环境的喜好；艺术性的选项中，三档机构评价都较低，对光环境总体评价并无明显差异。

②对老年人视觉生理及心理感受的影响分析

基于测试数据及主观评价，进一步分析不同养老机构照明与主观评价关系，探讨综合影响老年人生理、心理因素的光环境要素。

A. 照明水平、明暗感知与视觉功能

老年人由于眼睛的生理变化，接收到的光量比年轻人少。高档养老机构的照度测试结果虽低于中档机构，但老年人的明暗感知主观评价却高于中档。这表明老年人对明亮程度的主观感受不仅依赖于物理光度值。基于CIE 227：2017技术报告中推荐了老年人相对年轻人所需要的光数量的比例，这是保证基本视觉功能的重要研究因素，但除了不同年龄段的老人需求差异外，与年轻人相比，老年人似乎也不适宜采用短波辐射占比大的光源，照明水平对老年人视觉功效的影响因素是复杂的，不应只以照度（亮度）水平指标进行衡量。

B. 色彩感知

从调研结果可知，与光空间色表相关的色温与显色指数两个参数中，决定色彩主观评价的主要参数为显色指数。更多的研究表明，老年人的色彩感知的自我调节过程并不完美，仍然会体现在感知色彩饱和度降低、颜色辨别阈值增加的问题（尤其在低视网膜照度水平下），所以对色表应综合照明水平、均匀度等光度因素进行综合评价。

C.舒适度

对舒适度的主观评价主要是照度（明暗）、色表（显色表现）和均匀度（光的空间分布）的综合作用，主观评价结果中，舒适度与总体评价的一致性较高，可以理解为生理舒适是适老化光环境设计的重要内容，也与基于老年人的视觉机理的空间光环境研究内容契合。

D.主观喜好与艺术性

老年人的健康受到生理及心理因素的共同影响，他们家庭背景、生活状态及健康状态各异，对光环境的需求也因此复杂多样。物理指标对生理的作用虽然具备相应的规律性，但从调研结果及CIE 227：2017技术报告的个体差异分析可见，心理评价（主观喜好）对适老化光环境评估同样重要。实验结果表明，尽管舒适度与总体评价相符，但个人对光环境的主观喜好评价却不高，与艺术性（美观）方面评价出现的低值有关，可理解为“契合功能”与“契合喜好”并不一定同步。

3 基于心理干预及情绪调节的适老艺术照明设计研究

艺术照明通过光影和色彩美学表达空间或载体。艺术灯光已被广泛应用于调节情绪，尤其在老年照料设施中。因此，考虑老年人对艺术灯光的偏好和个体差异，适用艺术照明以调节情绪是可行的。目前，对于老年人光照偏好及非视觉影响的研究尚不充分。本文基于已有研究及实践调研，提出了以老年人心理干预及情绪调节为目标的艺术化照明方法及关键要点。本文所述“艺术照明设计”是指“并非单纯建立照明指标与视觉功效关系的、涉及非视觉及主观偏好的影响因素及设计方法”。

3.1 光环境的色彩、明暗要素设计

老年人对色彩的感知具有恒常性，与视网膜照度相关，实践调研显示，养老机构照度水平普遍满足视觉功能最低标准。重要的是，照度和对比度达到一定水平以上，色彩对视觉影响几乎可以忽略，老年人更关注照明主色调、显色性及明暗对比等偏好的影响。

3.1.1 主色调与饱和度

关于主色调的偏好受照明水平、色表以及文化等因素影响。不同地区对色温的偏好有所不同，如中东地区倾向5000 K-7000 K的冷光，而欧洲的偏好色温范围在3000 K-4000 K之间。国内养老机构的调研结果显示，大部分空间场所照色温集中在4000 K-5000 K的范围，但这不一定能反映所有老年人的偏好，特别对于一些入住老人生活品质、文化程度较低的低档养老设施机构，其评价标准或要求可能仅为“看得见”。主色调的选择应把不同装饰条件与老年人的地域、文化背景差异相结合，同时以老年人喜好的综合调研结果作为确定主色调的最终评价标准。

通过分析还发现，不同养老机构显色性的差异并未显著影响评价。这说明光色品质的评估应结合特定照明水平下的色温、显色性和个人喜好。色彩饱和度方面，随着年龄增加，人眼会对颜色感知恒常性的调节校正并不完美，即老年人颜色饱和度感知力降低，尤其在低照度下。所以在光色饱和度的选择上，除匹配室内空间环境色彩或颜色相关视觉任务外，更多的仍是依据老年人主观对光色“浓”“淡”的需求，主要是针对除白光系光源（3000 K-6500 K）以外的色表倾向为单色光的光源光色。

3.1.2 均匀度与明暗对比

以满足视觉功效为前提，较低的明暗对比要求更高的照度水平。空间明暗对比可以营造出如节奏、韵律及褪晕等艺术效果。然而，适老照明设计中，应考虑差异较大、变化过于频繁的明暗对比（空间频率较大）可能出现对“对比敏感度CS”的影响，也理解为特定的明暗交替变化对视觉功能产生影响，如上下楼梯时辨别上阶踏步线边缘与下阶踏步的能力；由实践调研可知，均匀照明并非总与老年人的舒适度或喜好直接相关。在考虑对比敏感度因素的前提下，可以针对装饰材料及不同空间场所功能，利用具艺术化的明暗对比手法打破空间平淡和单调感，提升主观评价和喜好。

3.2 基于非视觉及主观偏好的艺术化照明设计

对于情绪的调节作用来源于非视觉和主观心理两个方面，老年人生物节律机能退化严重，昼夜节律幅度逐年降低，所以光环境对其心理的作用更大，2011“中国老人健康长寿影响因素研究”第六次调查数据显示，老年人焦虑、抑郁情绪发生率高达54.42%和44.21%，同济大学郝洛西教授在著作《光与健康》中指出：“通过光环境设计可以改善老人抑郁情绪、减少躁动行为”[7]。

艺术照明设计需要基于老年人非视觉效应的最新研究，以恰当“光的成分”调节生物节律和睡眠，进而改善心理情绪。照明心理学研究先行者John Flynn在其研究中表明，光环境是视觉通道的情绪载体，能引发不同心理感受。如人们会依据生活经验和心理定势对光环境不同的色彩、明暗组合进行判断，当然这与人的成长环境和经历有关，这也是不同人群对光环境参数产生喜好差异的原因[12]。所以，以老年人心理干预和情绪为主要目的艺术化照明设计还应包括以下要点。

（1）色温、显色性及明暗对比等因素的选择和搭配，应契合视知觉心理规律所带来的主观感受，如由视觉定势、图底关系及视错现象产生的主观感受。

（2）关注光环境色彩要素对空间情绪的表达和传递。基于老年人视觉经验的色彩情感效应包括从生理感知到心理感受的过程，是设计中的重要考虑因素。例如，调研中低档养老机构色温较高，相对色表评价较低，不同档次机构的老年人文化背景及心理状态存在差异。不当的空间光色设计可能累积负面情绪从而影响健康。对卧床或行动不便的老年人而言，丰富变化的光色比单一灯光更能减少“悲凉”“凄惨”的心理感受。

（3）光艺术设计的发展使人们开始重视图像化、主题化的照明手段，这种设计以情感疗愈、心理调节为目标，不仅局限于色彩与明暗的空间分布。例如，同济大学研究团队为孕妇设计了分娩过程中的艺术化光照形式，用于缓解负面情绪。调研对象中的高档、中档机构相较于低档机构有更多的装饰和艺术性表现要素，二者主观喜好更高；而照明心理学及设计艺术心理学相关研究表明，光的色彩和明暗可以直接作用于视觉感知，从而产生心理感受。利用色彩和明暗营造的光艺术作品，本身就带有情感表达和主题表现，因此是艺术照明介入适老化光环境设计的重要内容，而其本身的光影形态（明暗、层次、褪晕、色彩、动态等）和呈现方法（场景、光装置）还需要在进一步的实践和研究中确定与物理指标和心理评价的关系[13-14]。

4 结语

艺术照明是随着照明技术及照明设计发展产生的新应用方向，目前与艺术照明相关的应用实践主要集中于城市夜景照明（光影秀）、光艺术装置等，其实除视觉感之外，光艺术还可以较大程度地对人的心理产生作用和影响，如詹姆斯·特瑞尔（James Turrell)的系列沉浸式光影艺术作品、日本光影艺术团队TeamLab的系列作品，已逐步开始利用室内场所营造基于情感刺激和情绪调节的艺术性光环境空间。对于老年人群体来说，照明对于视觉功能的满足自然应作为适老化改造的重点，而基于老年人群体的特殊心理状态和需求，研究艺术照明在适老光环境设计中的应用具有创新性和可行性，应依托照明技术、视觉科学及艺术心理学等领域的研究成果，推动适老化艺术照明设计的应用实践，并以循证设计方法为导向，逐步建立适老艺术照明设计的应用理论及实践方法体系。