图书馆交互阅读空间舒适性照明环境

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摘要：同时使用VDT（VisualDisplayTerminal）与纸质两种阅读载体的交互阅读是现今最常见的阅读方式，舒适的交互阅读空间照明环境已经成为图书馆建设考虑的重要因素之一。本文解析影响交互阅读舒适性的照明环境要素与影响规律，构建图书馆交互阅读空间的优选照明环境，提出照明方式定制化、照明控制智能化、空间环境健康化的3大优化策略。

关键词：VDT；交互阅读；视觉舒适性；照明优化策略；环境健康

引言

图书馆阅览室的照明质量对保护阅读者视力、提高阅读效率、为阅读者提供良好视觉环境具有重要的意义。数字化技术的发展，使计算机、手机、平板电脑显示屏等VDT（VisualDis⁃playTerminal，以下简称“VDT”）设备，与传统纸质印刷品一并成为重要的阅读载体。对北京、天津、上海、深圳等城市14所高校图书馆的调查显示，大部分读者习惯同时使用纸质和VDT两种阅读方式，以笔记本电脑、手机为主的VDT阅读占所有阅读行为比例的44.08%［1］。阅读媒体的更新升级及读者阅读习惯的改变，对图书馆阅览空间的照明环境提出新的要求，但目前国内外图书馆照明设计标准均未对此有较明确的规定。本文以照明质量对阅读舒适的影响为出发点，为VDT与纸质交互阅读方式下的照明环境优化设计做积极探索，旨在构建更加健康的图书馆阅览空间环境。

1影响阅读舒适性的照明环境要素

阅读空间中照明要素取值会影响照明质量，进而影响阅读舒适。针对纸质阅读，已有较多研究者通过实验得出室内光源色温、照度对视觉舒适与视觉功效的影响。如：Lee等［2］研究得出，在6500K条件下偏好500lx的照度、4000K条件下偏好500lx和750lx的阅读环境时具有较高视觉满意度，但当照度大于500lx时会导致阅读不适；Hamedani等［3］通过实验研究发现，CVP（视觉综合绩效）与眼水平的垂直照度和平均亮度呈负相关。另有部分研究表明，照度均匀度、阅读背景亮度、纸面光泽度及白度等光学特点，与阅读舒适性有较大关系。针对VDT阅读，除照度、色温等照明环境要素外，部分研究者提出VDT屏幕亮度对阅读舒适性的影响。如武童瑶等［4］的实验结果表明，当手机屏幕亮度为100cd/m2时，阅读舒适性普遍较好。此外，Huang［5］研究得出，阅读背景面颜色为灰色时阅读舒适性较高；郭琦等［6］通过实验建立电子阅读视觉满意度的预测模型，得出斜面照度均匀度对视觉舒适性影响最大；张敬怡等［7］的研究得出，影响桌面亮度/背景反射系数对VDT阅读舒适性的影响较大。上述表明，纸质阅读舒适性的影响因素包括光源选型、照明质量、背景环境、阅读载体4个层面，且各要素之间相互影响。VDT阅读舒适性的影响因素与纸质阅读相同，但具体的参数与指标、各要素之间的影响关系存在差异，这与VDT屏幕自发光的光学特性有关，因此，有必要进一步研究不同照明环境下VDT与纸质交互阅读的舒适性规律，为图书馆交互阅读空间的照明优化设计提供依据。

2交互阅读舒适照明环境研究

选择普及性、便捷性较强的笔记本电脑和常见的铜版纸与打印纸，开展交互阅读舒适性的主观评价研究：在“一般照明”和“混合照明”两种不同光分布基础条件的照明方式下，通过改变“光源的亮度和色温”“桌面材质”“阅读纸质材质”和“VDT屏幕亮度”，探求光源色温、工作面照度与照度均匀度、阅读背景面亮度与反射系数、阅读载体亮度、阅读载体与阅读背景面的亮度对比度、纸面粗糙程度与白度等要素所构建的照明环境的交互阅读舒适性。

2.1评价空间构建

依据调研［1］，构建评价空间如图01所示，局部照明采用嵌入隔板的隐藏式线型光源，高效照亮工作面同时防止眩光。依据已有研究［4］，［7］，并参考现有规范，设定评价变量。自变量包括：1）光源色温（4000K、5000K、6000K）；2）照明质量，工作面照度（300lx、500lx）、照度均匀度（对各列桌子实测并计算所得，一般照明①0.90，②0.80，③0.86；混合照明①0.63，②0.59，③0.68）；3）背景环境，桌面反射系数（0.11黑背景、0.33灰背景）、亮度（色温4000K时各工况实测值）；4）阅读载体，VDT屏幕亮度（100cd/m2、180cd/m2）、纸面粗糙程度（打印纸、铜版纸）、桌面与纸面亮度对比度（色温4000K时各工况实测值，白色纸、微黄纸）。其中，阅读背景面亮度、桌面与纸面亮度对比度为间接改变变量。控制变量包括光源显色指数、实验空间照度均匀度和空间表面反射比。筛选出30位视力达标、身体健康、状态良好的评价者，每位评价者对432种（2种照明方式、2种桌面照度、3种光源色温、2种背景面反射系数、2种VDT屏幕亮度、3种照度均匀度及3种纸质）工况进行评价打分。为避免视觉和身体状态疲劳，实验分6组开展，且组中工况以拉丁方顺序呈现。评价量级分为7个：1非常不舒适、2相当不舒适、3比较不舒适、4一般、5较舒适、6相当舒适、7非常舒适。

2.2交互阅读舒适性的影响要素

分析各变量与主观舒适性的相关性，并对偏相关要素进行共线分析，获取影响交互阅读舒适性的照明要素与环境要素。结果如表01所示。一般照明方式下，与交互阅读舒适性偏相关的变量有“工作面照度、光源色温、阅读背景面反射系数、阅读背景面亮度及VDT屏幕亮度”。通过共线性分析剔除桌面亮度。在混合照明方式下，与交互阅读舒适性偏相关的变量有“工作面照度均匀度、光源色温、阅读背景面反射系数、阅读背景面亮度及VDT屏幕亮度”。多因素方差分析得出：1）一般照明环境下，桌面反射系数与桌面照度、桌面照度与光源色温、桌面照度与VDT屏幕亮度，3组交互显著性＜0.05；桌面照度与桌面反射系数、光源色温、VDT屏幕亮度3组交互效应对交互阅读舒适性产生显著影响，其他交互效应不显著。因此，桌面照度对交互阅读舒适性的影响需结合其他要素进行综合分析。交互阅读舒适性影响要素的重要性排序为：VDT屏幕亮度＞桌面反射系数＞光源色温＞照度与色温＞照度与VDT屏幕亮度＞照度与桌面反射系数。2）混合照明环境下，照度均匀度与VDT屏幕亮度、照度均匀度与桌面亮度2组交互显著性均＜0.05。因此，照度均匀度对交互阅读舒适性的影响需结合VDT屏幕亮度和桌面亮度进行综合分析。交互阅读舒适性影响要素的重要性排序为：VDT屏幕亮度＞照度均匀度与桌面亮度＞桌面亮度＞照度均匀度与VDT屏幕亮度＞光源色温＞桌面反射系数。综上所述，阅读载体层面，VDT屏幕亮度在两种照明环境下对交互阅读舒适性影响均最大，但纸质粗糙程度对交互阅读舒适性无影响；光源选型、照明质量、背景环境3个层面对交互阅读舒适性的影响呈现交互性显著特点。因此，进一步讨论基于不同影响要素组合的照明环境的交互阅读舒适性。

2.3交互阅读优选照明环境

通过评价得分情况，总结交互阅读舒适性影响要素组合的规律，得出优选照明环境。（1）照明方式优选。总的来说，混合照明环境的阅读舒适性主观评价得分均值高于一般照明环境，因此从舒适性角度来说，优先混合照明；但同时，主观舒适性评价的整体结果均属于一般舒适情况（图02）。（2）光源色温优选。如图03所示：一般照明环境下，光源色温得分均值为5000K＞6000K＞4000K，得分的最高值是在6000K的照明环境下，但整体看与5000K的主观舒适性差异不大；混合照明环境下，光源色温得分均值和最高值均是6000K＞5000K＞4000K。因此，交互阅读舒适的优选光源色温范围为5000~6000K。（3）照度优选。一般照明环境下，对桌面照度分别与桌面反射系数、光源色温、VDT屏幕亮度3组变量组合所得评分进行分析（图04）：桌面反射系数为0.11和0.33时，均是500lx舒适性高；光源色温为4000K时，低照度舒适性高，光源色温为5000K或6000K时，高照度舒适性高；VDT屏幕亮度较低时，300lx对应的主观舒适性略高于500lx，但整体相差不大，VDT屏幕亮度较高时，高照度舒适性高。因此在中间色温环境下，优选300lx较低照度，其他要素组合环境下，均优选500lx较高照度。（4）照度均匀度优选。对混合照明环境下的照度均匀度与VDT屏幕亮度和桌面亮度2组变量综合分析，主观舒适性得分如表02所示：高屏幕亮度（180cd/m2）和高均匀度（0.68）环境下阅读舒适性得分最高，但得分差异性不显著；桌面亮度与照度均匀度组合对主观舒适性评价影响规律也不显著。综合考虑得分均值情况，照度均匀度优选较高值，但在0.59～0.68范围内均可选。（5）阅读背景环境。一般照明和混合照明两种方式下（图05），桌面反射系数得分均值和最高值均是0.11（黑）＞0.33（灰），因此交互阅读舒适的桌面反射系数优选较低值，即优选颜色较深的桌面材料。（6）阅读载体。两种方式下，纸质对交互阅读舒适性无影响，VDT屏幕亮度得分（图06）均值和最高值均是180cd/m2＞100cd/m2。因此针对笔记本电脑屏幕亮度可调的特点，在阅读环境不固定时，电脑屏幕均优选较高的亮度（180cd/m2）。综上所述，图书馆交互阅读舒适的优选照明环境为：混合照明，光源色温范围为5000～6000K，桌面照度500lx，照度均匀度范围为0.59～0.68，优选较高值，桌面反射系数0.11（深色材料），电脑屏幕亮度180cd/m2。

3以交互阅读舒适为目标的图书馆环境优化建议

结合以上主观评价实验结论、电子阅读载体自发光的特点及交互阅读行为的广泛性，从照明方式、照明控制、空间环境等层面，提出针对图书馆照明环境的优化建议。

3.1照明方式定制化

实验结论中表明，针对VDT阅读载体对光环境的高要求，桌面照度500lx舒适性高于300lx，建议选择混合照明方式，灵活调节阅读环境的照明参数。对于阅览区，可增加局部照明，提高阅读工作面的照度及均匀度；对于通道和非阅读区，可适当降低照度，降低能耗。

3.2照明控制智能化

在设计标准的基础上，选择合适的照明控制方式是实现图书馆照明舒适与节能多目标的重要步骤。本研究得出影响交互阅读舒适性的要素包含照度、色温等照明指标，也包含VDT屏幕亮度的阅读载体指标，需根据各要素对舒适性的影响规律进行取值。随着照明技术的发展，多元的照明方式可以通过智能化控制系统，实现对阅览区照明精确化控制，如室内灯光色温度的自动调节以及适应不同阅读模式的照明环境切换、以及桌面台灯“人走灯灭”的自动控制，从而实现定制化照明的智能控制，达成阅读舒适与照明节能的协调。

3.3空间环境健康化

根据实验得出的图书馆桌面反射系数越低，交互阅读舒适越高的结论，可适当增强桌面材质的颜色深度，更换现在图书馆阅览室内多采用灰白色或浅黄棕色桌椅，旨在为定制化和智能化照明构建合理的空间环境载体。另外，健康建筑强调满足使用者的心理需求，笔记本电脑、手机等阅读载体的便携性，使图书馆各个空间的界限也越来越模糊，电子阅读行为不局限于电子阅览室，交互阅读行为普遍存在于一般阅览室和开放阅览室，甚至包含休闲区。因此，定制化和智能化照明旨在适应多功能空间的舒适性要求，通过舒适性提升使用者心理满意度，以构建健康化的图书馆阅览空间环

4结语

明确照明要素对交互阅读舒适性的影响规律，提取出优选照明环境，通过定制照明方式、控制照明环境要素取值范围以及调控VDT设备自身参数等策略来提高阅读舒适性，为优化图书馆阅览空间照明环境设计、提高阅读者视觉舒适性提供依据。视觉舒适是评价空间环境健康的重要因素，关注阅读载体变化带来的照明需求，优化图书馆阅览空间照明环境的阅读舒适性，是构建“健康”图书馆的有效措施。

作者：孔光燕 吴雨婷 王立雄 张敬怡 单位：天津大学