LED筒燈光色性能對人體光生物效應影響研究

杜晶　李文　姜偉　王田虎

【摘 要】本文主要針對LED筒燈光色性能對人體光生物效應的影響進行研究，研究了不同色溫和功率下對心率的影響，以建立色溫、功率與心率之間的相關性，旨在為獲得有效評價LED筒燈照明的方法提供依據。研究成果有望為實現更加人性化、舒適化的LED筒燈照明提供實用性的理論支持，為企業產品開發、質量控制、政府監管等提供科學依據。

【關鍵詞】LED筒燈；光生物效應；心率；色溫

【Abstract】This paper focuses on investigating the effects of biological effects of body by color performance of the LED downlights. The effects on heart rate under different color temperature and power were studied and the correlation between heart rate and color temperature was established， which may provide the basis for the effective evaluation method of LED downlights. This work is expected to provide practical and theoretical support to realize more humane， comfortable LED downlight lighting， and also provide scientific basis for enterprise product development， quality control and government regulation.

【Key words】LED downlights； Photobiological effect； Heart rate； Color temperature

0 前言

LED筒燈作為一種應用前景廣泛的照明燈具，對于室內照明的適應性已越來越被人們知道，主要應用于商場、辦公室、醫院、家庭等，安裝簡單方便，應用前景廣闊[1-3]。目前，現有的LED筒燈照明標準及規范僅對視覺效果有規定，而未考慮光生物效應的作用[4-5]。采用不同的LED筒燈照明光源，會產生不同的光生物效應，將對人的視覺心理、生理反應、工作效率等等造成不同程度的影響，因此，需要研究LED筒燈的光生物效應，為科學有效評價LED筒燈照明安全，為人們提供更加舒適化、人性化的健康照明提供理論支持。

1 實驗

三寸5W可以調節不同色溫（3000K、4000K、6000K）的LED筒燈，圖1分別為3種不同色溫的LED筒燈燈光圖。它們被安裝在僅僅只占地大約幾平方米的宿舍內。設置實驗初始條件環境溫度為26℃，受測者的心率和受測者的血壓等采用電子血壓計進行記錄，受測者的心率連續每分鐘記錄一次。

在實驗測試開始之前，先準確無誤的告訴每位被測者實驗測試實驗流程，與此同時也讓被測者了解和認識實驗場景和所用到的儀器。具體實驗工作流程如下：

（1）每位被測者先在黑暗環境中待上15分鐘，同時把測試環境的室溫調節在26℃；

（2）在黑暗環境中待上15分鐘后，打開LED筒燈，同時維持測試環境的室溫在26℃；

（3）在打開LED筒燈25min后，將測試條件環境的室溫溫度調節至18℃；

（4）在20分鐘里測試環境的室溫逐漸降低直至實驗結束。

每組實驗都有5位被測者參加，被測者都沒有眼疾等一系列的視覺問題，每位被測者都必須參與3組不同LED筒燈色溫實驗和4組不同LED筒燈功率實驗，進而減少人體固有生理節律和外界一些特定因素的影響，每次測試實驗都安排在晚上19：00至22：00進行實驗測試。每位被測者分別在連續幾天地同一時間段完成不同的實驗測量與測試。

2 結果與討論

（a）色溫為6000K時人體的心率變化示意圖

（b）色溫為4000K時人體的心率變化示意圖

（c）色溫為3000K時人體的心率變化示意圖

通過電子血壓計每分鐘測量人體的心率并記錄相關數據。分別取人體處在開不同色溫LED筒燈前后或者不同功率LED筒燈前后，被測者在黑暗條件環境下和被測者在開不同色溫LED筒燈或者被測者在開不同功率LED筒燈條件環境下各10min為理論數據作為人體心率變化的參考評價，在這20min期間內，除了LED筒燈有無發生相應的變化外，其他實驗測試環境要保證基本上不變。被測者在不同色溫LED筒燈環境下人體心率變化情況分別用圖2（a）、（b）、（c）來表示。實驗測量人體在不同功率LED筒燈條件環境下人體心率變化如圖3所示。

圖2和圖3表明，從暗環境到明環境的前后20分鐘，心率會發生明顯的升高。在LED筒燈正白光6000K環境下心率的變化幅度要大于在LED筒燈自然光4000K環境下和在LED筒燈暖白光3000K環境下，而在LED筒燈自然光（4000K）實驗條件環境下心率的變化幅度要大于在LED筒燈暖白光（3000K）實驗條件環境下。在不同功率LED筒燈條件環境下心率的變化幅度，在LED筒燈12W條件環境下心率的變化幅度大于在LED筒燈9W條件環境下心率的變化幅度大于在LED筒燈5W條件環境下心率的變化幅度大于在LED筒燈3W條件環境下心率的變化幅度。

3 結論

本文針對LED筒燈光色性能對人體光生物效應的影響進行研究，探討了在不同色溫或功率下心率的變化情況，希望結果對實現更加人性化、舒適化的LED筒燈照明提供實用性的理論支撐。

【參考文獻】

[1]羅婉霞，李柏林.拉深工藝在LED筒燈設計上的應用[J].照明工程學報，2014（4）：90-94.

[2]李炳華.淺談LED在室內照明中的應用[J].智能建筑電氣技術，2014，8（5）：6-11.

[3]佚名.強大的LED筒燈和射燈高品質的照明和廣泛的應用[J].中國照明，2011（11）：55-55.

[4]羅建國.基于高發光質量的大功率LED筒燈結構設計與分析[J].廣東科技， 2014（16）：165-165.

[5]張璐.解讀標準GB/T29294-2012《LED筒燈性能要求》[J].照明工程學報，2013（6）：95-100.

[責任編輯：王楠]

【摘 要】美學是人類藝術的重要標志成就之一。英語教學，是一門美的藝術。教師要充分挖掘教材中的審美維度，賞析篇章的藝術美、修辭的形式美、精神的崇高美，從而實現從知識型課堂向多元化人文型課堂的轉變。

【關鍵詞】美學；英語教學；藝術化；審美維度；功能

對于作為接受主體的學生來說，任何課文都可以作為審美文本且具有審美意義。美感的形成區別于功利意識、道德意識、科學意識，其根本就在于：它是在個人的超功利、非實用的直覺形式中，表現了人類社會生活的功利的、實用的內容；它以情感為紐帶，將感性的與理性的、個人的與社會的多種成分統一在完整的心理過程之中。[1]讀者通過理解文本，能夠捕捉美感認識，獲得審美認知，使其心靈得以升華，轉化為自身的情感、氣質、態度、價值觀。在英語課堂教學中，發掘篇章的審美維度是實現文本賞析的重要手段，洞明文章審美意義是教學的主要任務所指。

1 篇章的藝術美

文本的藝術性包括描寫形象逼真、觀點是非分明、語言精煉靈動、故事情節精致雋永、論述深入淺出透射哲理。把教材中“形象化、情節化、情感化的藝術1因素進行適量、有機、按序、定度”[2]地處理，是教學中探索文本藝術性的具體要求。

例證一：《大學英語》第二冊第1單元，以“Ways of Learning”①為題展開中西方教育背景下學習方式的對比，就“手把手教”還是“創造第一”的問題例證了中西方教育傳統的差異性，并作出總結：One way of summarizing the American position is to state that we value originality and independence more than the Chinese do. The contrast between our two cultures can also be seen in terms of the fears we both harbor.[3]-8不難看出，作者對中美文化的褒貶分析歸結到一詞fears，那么教育工作者持何態度呢？技能，仰或創造力，如何取舍？

文本進一步剖析fears，折射中西方教育對待“創造性”和“獨立性”的態度不一，同時辯證地說明“中國重技能輕創造，美國重創造輕技能”的現象不是孰是孰非的問題，而是探求“創造性”和“實用技能”如何獲得平衡（balance）。文章對比形象、論述深刻，結構富有強烈比照的藝術性。姑且不論其敘事是否可靠，但“中國式學習風格”（Chinese-style learning）和“美國‘站在巨人肩膀上的現象”（the “standing on the shoulders of giants” phenomenon[3]）是否耐人尋味呢？看來，文章的藝術性不僅體現在分析透徹、說理通暢，更體現在對問題的人文批判，即藝術的人文性。

除藝術人文性外，篇章的藝術美還在于審美意象的個性和共性的有機統一?？档略谥摹睹赖姆治觥分姓摫嫠囆g意象的思維規律時，認為“審美意象是理念觀點的感性形象”。[4]感性形象是個別的、生動的、具體的，而理念觀點是普遍的、典型的，具有高度的概括性。例證一中的理念沖突就是個別，尋求平衡就是一般，個別具有特殊性、一般具有普適性。藝術美，是理念和感性的統一，是語言和思想的交集，是個別和普遍的共存，是分歧和消解的融合。

2 修辭的形式美

美的內容是通過具體的感性形式表現出來的，離開了具體的形式，美的內容也就失去了從感情上打動人、感染人的力量。[1]英語語言的文本感性形式主要體現在修辭上。依照美學原理，形式美的尺度包括節律、比例、均衡、對稱等活動規律，體現生命體的自由和諧的活動特質。教材的形式美體現在文本的用詞和修辭風格上，賞析其生動性、準確性和感染性是汲取美學認識的寶貴經驗。

曲折的情節娓娓道來，布局舒緩而帶有懸念，意外的驚喜作為結局，多種修辭手法交替使用，美感油然而生。這樣的文例在教材中俯拾皆是。如例證二：《新視野大學英語》第二冊第4單元，“A Test of True Love”講述的是戰爭時期一位美國軍官和一位支援前線的女作家的第一次約會的經歷。標題《真愛的考驗》本身引人入勝，test（測試）如何進行呢？作者并未說道論經，而在首段就描繪了約翰·布朗福德凝望著時間，因為六分鐘后將與相戀13個月而未曾謀面的梅內爾女士相見，氣氛緊張而令人興奮，男主喜悅而焦灼。情景設置富有戲劇性。

懸念留到全文的最后一幕，主人公得到真相并有了美麗的邂逅。愛情何嘗不是一次選擇，是偶然還是必然？整個故事充滿蒙太奇效果，鏡頭的拼接和疊加錯落有致，圍繞主題有序展開。其形式美在各種修辭和語言的共營中得以完美體現。

3 精神的崇高美

依據美學原理，美是包括優美、崇高、悲劇、喜劇四大范疇的完整體系，構成美的認識大廈和思維體系。崇高是痛感向快感的轉化，其本質特征是善戰勝惡、真理戰勝謬誤、美戰勝丑。黑格爾揭示，崇高是絕對理念大于感性形式，是無限理念的顯現，形象被表現的內容消滅掉，內容的表現同時也是對表現的否定。也就是說，崇高作為審美范疇，是審美主體與客體相互矛盾、運動過程中表現出的一種對立、沖突和抗爭的形態。同時，它是人類與客體對象斗爭所表現出來的艱苦性、堅韌性、頑強性的本質力量的呈現。[4]在教材中，崇高的精神美在諸多課文中能得以提煉，依此為教學樣本。

如例證三：《21世紀大學英語》第一冊第3單元，“Stevie Wonder： Sunshine in the Shadow”（《斯蒂夫·旺達：陰影中的陽光》）是一篇微縮版的個人真實傳記，Stevie Wonder（1950-）是黑人音樂家，先天失明，生命中厄運不斷，他卻能一次又一次戰勝困難，執著信念成就輝煌人生。與其說這是一篇英語課文，不如說是一則絕佳的振奮人心的勵志故事。