基于光环境的台灯照明综合评价
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作者:刘俊艳 徐林康 王吉恒
摘要：拥有一个舒适的学习/工作照明环境，可以降低因台灯照明给人眼带来的疲劳，提高人们在台灯下的学习/工作效率。本文通过对台灯光环境因素的分析，融合主、客观评价指标，建立舒适度、第一印象、照度、亮度、光影、色温、显色指数、光影、颜色显色等评价指标;利用层次分析法确定权重，通过模糊综合评价法得到台灯的综合评价模型。针对台灯照明存在的问题提出合理的优化建议，为个人在工作学习时选用适合的台灯、或企业制造照明功能较好的台灯提供参考。
关键词：台灯;光环境;照明;综合评价
中图分类号：TB472 文献标识码：A
文章编码：1672-7053（2020）04-0091-02
一款合适的台灯，不仅体现在手感、外观上，更要在体现其功能的亮度、照度以及光色等方面有考量，因此使用者怎样依据以上各因素选择比较好的台灯就显得较为重要。本文以学生常用台灯为研究对象，尊重人的评价习惯，建立基于光环境因素的指标，构建工作台灯光环境综合评价模型，对台灯照明进行评价，以说明产品设计要充分考虑光环境因素，提供适合人的眼睛，可保证工作效率的台灯。
1 光环境照明概述
人们在认知外界的过程中，约有80%的信息通过视觉来获取信息[1]，获取信息的质量与光环境的照明条件密切相关;眼睛对外界事物的认知是在主观感觉及物体照明条件的综合效果;光是一种电磁波，它通过光通量（单位时间内通过的光亮）、发光强度、亮度、照度四个指标来度量[2];由这个四个指标组合而成的环境即为光环境，也是照明环境。照明对工作、学习是有影响的，尤其是照明不好的情况下，会带来视觉疲劳而降低工作、学习效率;这是人因工程学中的重要内容。因此，拥有一个能提供比较好的光环境的照明设备是非常重要的。
2 基于光环境的台灯照明综合评价流程
基于光环境的台灯照明评价，首先要建立评价指标体系;并借助能够体现人们对事物进行两两比较的习惯的层次分析法1～9标度确定评价指标权重，用模糊综合评价法进行最终的评价得出评价结果。具体思路如图1所示。
2.1基于人的评价习惯构建评价指标体系
1）指标的选择。工作台灯营造的照明环境的服务对象是人，人们习惯首先利用主观感觉对台灯好坏进行评价，其次是寻求客观指标作为专业判断的支持;本文充分尊重人的评价习惯，将台灯照明环境评价指标分为主、客观两类：（1）主观指标。第一类关注心理环境，是基于人对照明环境的主观感受如第一印象、舒适度等主观因素进行构建;（2）客观指标。光环境的客观因素主要有照度、亮度、光影、色温、显色指数、光影、颜色显色等[1]，故第二类针对视觉环境、色彩环境，是以台灯参数设计和其光环境所构成的客观指标;本文借鉴城市建筑照明设计标准GB/50034-2004[2]，结合视觉环境评价方法GB/T12454-2008[3]，建立基于光环境的台灯照明评价指标。从照明对人造成的心理影响，即心理环境、视觉环境，色彩环境三大方面出发引入眩光、照度、舒适度等方面构建的评价指标体系，将这主、客两类指标相结合所建立的评价体系，符合人们对事物的评价习惯，可以比较客观地反应台灯光环境的优劣。
2）建立评价系统的递阶层次结构。台灯照明评价系统分为总目标层A为台灯光环境，准则层B表示心理环境、视觉环境、色彩环境，方案层C表示第一印象、舒适感、眩光、高亮分布、光影、照度、显色性、色温、色彩明度9个指标，具体如表1所示。
2.2基于人的两两比较习惯确定权重集
制作调查问卷，通过各指标的两两比较的1～9个标度打分确定标度，具体如表2所示，结合问卷调查结果得出判断矩阵，通过判断矩阵得出各个指标的权重，经过一致性检验后，得出一致性检验结果CR均小于0.1。
计算得出权重值：
二级指标集权重
Wo={心理环境、视觉环境、色彩环境}={0.16 0.62 0.22}
三级指标集权重
W1={第一印象、舒适}={0.15 0.85}
W2={眩光、亮度分布、光影、照度}={0.55 0.15 0.06 0.24}
W3={显色性、色温、色彩明度}={0.69 0.23 0.08}
2.3基于人的主观评价习惯的模糊综合评价矩阵
选择18名使用者参与调查，将台灯光环境的评价分为优、良、中、差四个等级。调查问卷与统计结果如表3。
计算得出模糊矩阵
2.4评价结果
心理因素评价结果：
S1=W1·R1=[0.449 0.194 0.357 0.00]
由最大隶属度原则，得心理因素的水平为优，其隶属度为44.9%，属于“优”。
视觉环境评价结果：
S2=W2×R2=[0.183 0.417 0.3866 0.0144]
由最大隶属度原则，得视觉环境的水平为良，其隶属度为41.7%，属于“良”。
色彩环境评价结果：
S3=W3×R3=[0.3603 0.205 0.3933 0.0414]
由最大隶属度原则，得色彩环境的水平为中，其隶属度为39.33%，属于“中”。
最终计算一级目标光环境的评价值为：
So=Wo·Ro=[0.264566 0.33468 0.383338 0.18036]
由最大隶属度原则，得台灯光环境的水平为中，其隶属度为38.3338%。
计算结果显示针对该台灯的光环境整体评价为“中”，从计算结果数据分析可知：（1）该台灯有眩光，且亮度分布表现不好。应该通过限制光源亮度、合理分布光源、光线转为散射来防止和控制眩光。而且视野内的观察对象、工作面和周围环境之间最好的亮度比为5：2：1，最大允许亮度比10：3：1。如果房间照明水平不高150lx～300lx，视野内的亮度差别对视觉工作的影响较小;（2）该灯的显色性和色彩明度表现不好。从色彩环境的角度来说是中，应该选用日光灯或白炽灯，拥有较好的显色性并提高色彩明度;（3）从心理环境的角度来说是外观设计及第一印象为优。可见产品设计时，只从艺术观感角度对产品设计，忽略其功能性是不能称之为好产品的。台灯作为具有照明功能的功能性产品首先在照明这一功能设计上体现出更好的专业性，并建立便于用户掌握的照明判定标准加以普及，以提高用户使用水准，促进产品设计创新。
3 结论
本文针对台灯的光环境，从视觉环境、色彩环境、心理环境三个方面对影响照明的因素进行分析，建立了基于光环境的台灯照明评价指标体系。从应用实例效果来说，使用该方法找到了这款台灯的不足之处，给这款台灯提出了改进的方向，并为个人和企业创建台灯光环境时提供了参考。
参考文献
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作者简介
刘俊艳/1980年生/女/山东青岛人/博士/硕士研究生导师，研究方向为人因工程、工业工程（山东青岛266100）
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