老年居住建筑照明标准的研究

李农， 梁凯

（北京工业大学城市照明规划设计研究所，北京 100022）

摘 要：随着我国老年人口的快速增长，我国的人口老龄化形势也日益严峻，人口老龄化问题将是21世纪整个社会所面临的最严峻问题之一。年龄的增长带来的视觉机能的改变使老年人的照明需求与年轻人相比存在很大的不同，本文通过对老年人视觉特性的研究总结了老年人照明需求特性的变化，并在此基础上结合对国内外老年人居住建筑照明设计标准的研究，最终提出了我国老年人居住建筑室内外照明推荐标准。

关键词：老年居住建筑；室内外；照明标准

引言

根据2010年我国第六次人口普查的结果，我国60岁及其以上人口数量已经占人口总数的13.26%，相关预测研究表明[1]，到2020年我国60岁及其以上人口将占到总人口的16.7%。按照联合国的标准，当一个国家或地区60岁以上人口达到总人口的10%，或者当65岁以上人口占总人口的7%，即视为该地区进入老龄化社会，这预示着当前中国的老龄化形势正日益严峻。

随着我国逐渐进入老龄化社会，养老问题的解决和养老设施的建设迫在眉睫，针对老年人视觉特点进行有针对性的照明设计显得十分紧迫和重要，然而我国养老设施的照明设计标准却近乎空白。伴随着人口老龄化问题的日益突出，越来越多的国家正在关注养老问题和养老设施的建设问题，但目前世界各国养老设施的照明设计标准均还不够完善。

1 老年人视觉现象

随着年龄的增长，老年人的眼睛跟大脑在生理和神经上都会逐渐退化，导致其感觉器官变得迟钝，其视力也会随之下降，另外，老年人还会出现生理性老视、色觉改变、视觉适应能力改变、对比敏感度下降、对眩光敏感和视野变小等视觉变化。老年人视力的衰退虽然有中枢神经部分衰弱的原因，但主要的原因还是由于眼睛结构的光学变化造成的。

1.1 透过率

随着年龄的增长，人类视觉系统的生理变化会导致人眼整体的透过率降低。北美照明学会发布的《老年住居视觉环境与照明规程》[2]（ANSI/IES RP-28-96）中的研究结果表明（图1），相对于25岁的年轻人而言，50岁的人眼透过率会降低约40%，而75岁的人眼透过率会降低近80%。笔者对上述数据进行数学拟合后得到下列计算公式：

τ=-1.58y+140.45 （1）

式中：τ ——人眼的相对透过率，%；

y ——年龄，岁。

图1 年龄和相对透射率的关系

1.2 瞳孔直径

随着年龄的增长人类瞳孔直径的变小也会导致眼睛进光量的减少，根据Marc Green的研究结果[3]（图2），相对于20岁的年轻人，白天50岁的人眼瞳孔直径缩小约25%，而80岁的人眼瞳孔直径缩小约51%，夜晚差异更大，分别达到37%和69%。

2 老年人照明需求的变化

图2 年龄与瞳孔直径的关系

2.1 亮度水平

照明所需的亮度水平除受年龄影响外，还与人的视觉特性存在密切关系，国际照明委员会发布的《增强光和照明的应用指南》[4]（CIE 196-2011）中的研究结果表明（图3），当取同等条件下的20-29岁组和60-69岁组相比较时，不同精细工作（不同视敏度）情况下，要获得同等视敏度时，老年人和年轻人所需的亮度水平差异在不同精细工作情况下有所不同：高精细工作情况下，亮度水平差异达到10倍；中等程度精细工作情况下，亮度水平差异达到4倍；而非精细工作情况下，亮度水平差异也达到2倍。由此可见，视觉系统的变化可以通过适当的亮度水平来补偿。总的来看，若取其中位数（对应中等程度精细工作），亮度水平差异应在4倍左右，而且最少应在2倍（非精细工作），可见老年人总是比年轻人需要更高的亮度水平，但其比例与视觉特性（视觉工作的精细程度）有关。

图3 不同年龄人群视觉敏感度与亮度

2.2 对比度

对比度是影响人类视功能的又一个重要因素。随着年龄的增长，眼睛生理机能的退化会影响到老年人的对比灵敏度，导致其随年龄的增长而降低，造成这种现象的主要原因是光在眼睛内部的散射效应所导致的。

ANSI/IES RP-28-96中的研究结果表明（图4），当选择20-65岁的年龄段进行比较，要获得同等视敏度时，老年人和年轻人所需的对比度差异在不同满意人群比例、不同年龄情况下有所不同，取20岁与60岁比较的结果：高满意人群比例（95%）情况下，老年人要求的对比度是年轻人的5.5倍；低满意人群比例（50%）情况下，老年人要求的对比度是年轻人的2.3倍。

图4 年龄与对比度的关系(同等视敏度情况下)

2.3 眩光

老年人眼睛屈光的介质变化会导致老年人眼内光线散射数量的增加，CIE 196-2011中的研究结果表明（图5），同样视觉环境下落在70岁老年人视网膜上的散射光线是20岁年轻人的2倍，从总体上来看，老年人视网膜上的散射光线至少是年轻人的1.5倍以上，这种现象的发生无疑加剧了眩光对老年人的影响。

图5 年龄与眼内散射的关系

不舒适眩光的生理基础至今未完全明晰化，显然从视觉生理上看，角膜、瞳孔、晶状体、玻璃体和视网膜等的变化都可能引起眩光感觉的变化，因此至少目前的阶段还难以精确计算。因为透过率和散射量存在密切关系，故笔者仅仅通过透过率进行了简单测算。根据式（1）可以计算出相对25岁年轻人100%的透射率而言，60岁老年人眼睛的透射率仅有45.7%，然后带入统一眩光值UGR的计算公式不难算出：

UGR(60) = UGR(25) - 2.72 （2）

式中:UGR(60)，UGR(25)分别为60岁和25岁年龄透射率数据计算的UGR值。

由此不难看出由于眼睛透射率的降低所引起老年人眩光的影响，应使老年人照明的UGR值相对于年轻人提高2.72个单位，如果再考虑其它因素的作用，综合来看老年人照明的眩光防护等级（UGR）相对于年轻人提高3个单位，即1个等级是适宜的。

此外，因老年人视觉收缩调节能力的下降，视觉适应能力也随之改变，故与年轻人相比需要更高的照明均匀度，因此确保室内空间光线的均匀性十分重要。而且科学研究表明，老年人对颜色的感受性也降低，特别是短波段的蓝、绿色更为明显，相对来讲，老年人对长波段的暖色光相对更为敏感，因此，照明光源的色温应采用暖色调（低色温）。另外，对于光源的显色指数Ra而言，理论上也与年龄有关，但现实中影响不大，只要Ra大于80基本可以满足老年人照明的需求。

3 照明推荐标准

3.1 国内外老年居住建筑照明设计标准的比较

由于我国对老年人照明设计的研究起步较晚，所以现阶段对老年人视觉和照明的研究与实践应用还处于初级的阶段，还没有系统的老年人活动环境的照明标准以及照明设计方法的指南等，在《建筑照明设计标准》[5]（GB 50034-2013）中也只是增加了老年人卧室、起居室、阅览室的照度标准。

国外很多国家由于进入老龄化的时间比我国早，所以对老年人视觉和照明环境的研究相对起步也早，很多国家和机构已经在老年人视觉特性、老年人活动环境的照明标准、照明方法、照明器材和管理等方面进行了一定深度的研究，即使这样，纵观国外主要经济发达地区或国家的老年居住建筑照明标准大多也不完善，如表1所示。表中选取了我国、美国和日本两个典型发达国家的代表性的两类标准（成年人和老年人）进行了比较。表中括弧内场所名称表示选取GB 50034-2013中的场所名称。从比较的结果来看有以下特征：

1）ANSI/IES RP-28-96（2007）老年人照度标准体系最为完善；

2）我国老年人相关的照度标准值相对于成年人的照度标准值是翻倍或增加一个照度等级的关系；

3）美国和日本老年人相关的照度标准值相对于成年人的照度标准值增加的幅度比我国的要大；

总体来看我国的照度标准值相对偏低，当然成年人照度标准值的情况也同样。

此外，我国老年住宅或养老设施的室外照明设计标准尚为空白，纵观国内外主要经济发达地区或国家，相关的设计标准也不完善，由于相关资料更少，而且是支离破碎的，笔者顺带对美国和日本资料进行了大量的收集，试图从中拼凑出一个完整的体系或结构，以方便设计师使用。

3.2 老年人照明设计推荐标准

照明标准的制定首先需要考虑的是视觉工作的精细程度，其次需要考虑的是视觉对象的类型，如青少年、成年人或老年人，除此之外还需要考虑国家的整体实力或经济发展水平，综观全球发达国家的标准水平均高于发展中国家和不发达国家，从我国照明标准的进化过程就可以验证上述结论，总之，制订照明设计标准必须综合全面考虑多方面的影响因素。

针对上述老年人视觉和照明的技术分析，不论是亮度水平、亮度对比还是眩光指标，老年人相对成年人均需要有所提高，才能补偿由视力衰退所造成的识别水平降低。从亮度水平、亮度对比的研究结果可以看出，提高的倍率至少1倍，最佳是3倍；由眩光的研究结果可以看出，老年人照明的眩光防护等级（UGR）相对于年轻人应提高1个等级。

从目前我国居住建筑照明设计标准中仅有的几个数值可以看出，它们相对于成年人的标准均是翻倍或提高一个照度等级的关系，即2：1的关系。再从美国IESNA-2011来看，青少年、成年人与老年人照度标准的关系是1：2：4，也是翻倍的关系，这说明标准值都只是保证最低限度要求而非最佳比例关系，虽说美国IESNA-2011成年人的照明标准总体上高于我国同类标准，但针对老年人照明增加的倍率与我国相同，鉴于此笔者根据上述原则，结合老年人的视觉特点，编制了老年住宅和养老设施建筑室内外照明推荐标准，见表2～表4。

4 结束语

通过上述针对老年人照明的研究，可以发现照明对老年人的生活质量至关重要，而且由于众所周知的原因，生活于养老设施中的老年人身体障碍的严重程度比生活于非养老设施的同龄老年人严重得多，因此应更为关注养老设施的照明质量。面对我国己进人老龄社会的严峻现实，照明设计师应为老年人创造一个良好的室内外照明环境，才能带给老年人高品质的晚年生活。

版权声明

《照明工程学报》微信公众号zmgcxb所刊载内容版权归《照明工程学报》所有，未经本刊同意或授权，任何人不得以任何形式复制、转载、散布、引用、变更或出版该内容之全部或局部。若需转载，请务必注明该内容来源于《照明工程学报》。