圖書館交互閱讀空間舒適性照明環境

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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今最常見的閱讀方式，舒適的交互閱讀空間照明環境已經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境要素與影響規律，構建圖書館交互閱讀空間的優選照明環境，提出照明方式定制化、照明控制智能化、空間環境健康化的3大優化策略。

關鍵詞：VDT；交互閱讀；視覺舒適性；照明優化策略；環境健康

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境具有重要的意義。數字化技術的發展，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定。本文以照明質量對閱讀舒適的影響為出發點，為VDT與紙質交互閱讀方式下的照明環境優化設計做積極探索，旨在構建更加健康的圖書館閱覽空間環境。

1影響閱讀舒適性的照明環境要素

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］通過實驗研究發現，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，但具體的參數與指標、各要素之間的影響關系存在差異，這與VDT屏幕自發光的光學特性有關，因此，有必要進一步研究不同照明環境下VDT與紙質交互閱讀的舒適性規律，為圖書館交互閱讀空間的照明優化設計提供依據。

2交互閱讀舒適照明環境研究

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、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境的交互閱讀舒適性。

2.1評價空間構建

依據調研［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。依據已有研究［4］，［7］，并參考現有規范，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）背景環境，桌面反射系數（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、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、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疲勞，實驗分6組開展，且組中工況以拉丁方順序呈現。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、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、閱讀背景面亮度及VDT屏幕亮度”。多因素方差分析得出：1）一般照明環境下，桌面反射系數與桌面照度、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、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＞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。2）混合照明環境下，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。綜上所述，閱讀載體層面，VDT屏幕亮度在兩種照明環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、背景環境3個層面對交互閱讀舒適性的影響呈現交互性顯著特點。因此，進一步討論基于不同影響要素組合的照明環境的交互閱讀舒適性。

2.3交互閱讀優選照明環境

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律，得出優選照明環境。（1）照明方式優選。總的來說，混合照明環境的閱讀舒適性主觀評價得分均值高于一般照明環境，因此從舒適性角度來說，優先混合照明；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）光源色溫優選。如圖03所示：一般照明環境下，光源色溫得分均值為5000K＞6000K＞4000K，得分的最高值是在6000K的照明環境下，但整體看與5000K的主觀舒適性差異不大；混合照明環境下，光源色溫得分均值和最高值均是6000K＞5000K＞4000K。因此，交互閱讀舒適的優選光源色溫范圍為5000~6000K。（3）照度優選。一般照明環境下，對桌面照度分別與桌面反射系數、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。因此在中間色溫環境下，優選300lx較低照度，其他要素組合環境下，均優選500lx較高照度。（4）照度均勻度優選。對混合照明環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律也不顯著。綜合考慮得分均值情況，照度均勻度優選較高值，但在0.59～0.68范圍內均可選。（5）閱讀背景環境。一般照明和混合照明兩種方式下（圖05），桌面反射系數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優選較低值，即優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，在閱讀環境不固定時，電腦屏幕均優選較高的亮度（180cd/m2）。綜上所述，圖書館交互閱讀舒適的優選照明環境為：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，優選較高值，桌面反射系數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境優化建議

結合以上主觀評價實驗結論、電子閱讀載體自發光的特點及交互閱讀行為的廣泛性，從照明方式、照明控制、空間環境等層面，提出針對圖書館照明環境的優化建議。

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，靈活調節閱讀環境的照明參數。對于閱覽區，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，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圖書館照明舒適與節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，需根據各要素對舒適性的影響規律進行取值。隨著照明技術的發展，多元的照明方式可以通過智能化控制系統，實現對閱覽區照明精確化控制，如室內燈光色溫度的自動調節以及適應不同閱讀模式的照明環境切換、以及桌面臺燈“人走燈滅”的自動控制，從而實現定制化照明的智能控制，達成閱讀舒適與照明節能的協調。

3.3空間環境健康化

根據實驗得出的圖書館桌面反射系數越低，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。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

4結語

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