光的非视觉效应国内外研究进展与发展动态

2020年第7期（总第48卷第353期）建筑节能
■绿色建筑设计与评价
doi ：10．3969 j．issn．1673-7237．2020．07．016
收稿日期：2019-
12-03；修回日期：2020-
07-22*基金项目：国家杰出青年科学基金资助项目“绿色建筑环境营造与节
能”
（51825802）；国家自然基金重点项目“未来城市建筑室内环境营造理论和设计方法”
（51838007）；国家重点研发计划项目
“基于实际运行效果的绿色建筑性能后评估方法研究及应用”
（2016YFC0700100）光的非视觉效应国内外研究进展与发展动态
*
张沁宜1，2，林波荣1，2，曾云一1，2
，余
娟
1，3
（1．清华大学建筑学院建筑技术科学系，北京100084；
2．生态规划与绿色建筑教育部重点实验室，北京100084；3．北京清华同衡规划设计研究院有限公司，北京100084）
摘要：
介绍了国内外绿色建筑和健康建筑中光的非视觉效应研究探索历程，对现阶段常用的非视觉
评价模型进行了总结和梳理，
得到生物节律因子C /P 评价模型、Lucas 评价模型、MS Ｒea 评价模型、
等值黑视素评价模型；汇总国内外相关健康建筑标准中的相关条文进行对比分析后，发现仅有WELL 标准和《健康建筑评价标准》中对非视觉效应进行了明确的指标限定；并对现阶段光的非视觉效应相关实验研究情况进行分析对比，
探究了光照强度、光谱信息、暴露历史和光照方向的非视觉效应探索现状。

分析发现，
这一领域整体而言具有待探索性和不统一性两大特征，
未来发展的重点是加强健康建筑中光的非视觉效应的统一评价指标建立、其他影响因素的深入挖掘、
与热环境结合后的节能优化控制策略制定等。

关键词：
非视觉效应；
评价模型；光谱
中图分类号：
TU2文献标志码：
A 文章编号：
1673-7237（2020）07-0081-09
Ｒesearch Progress and Development Trends of Non-Visual Effects of Light
ZHANG Qin-yi 1，2，LIN Bo-rong 1，2，ZENG Yun-yi 1，2，YU Juan 1，
3
（1．Department of Building Technology ，School of Architecture ，Tsinghua University ，Beijing 100084，China ；2．Key Laboratory of Urban-Ｒural Eco Planning ＆Green Building ，Ministry of Education ，Beijing 100084，China ；3．Beijing Tsinghua Tongheng Urban Planning and Design Institute Co．，Ltd．，Beijing 100084，China ）Abstract ：The research process of non-visual effect of light at home and abroad is introduced ，sorting out the non-visual evaluation models commonly used at the present stage ，and obtaining the biological rhythm factor C /P evaluation model ，Lucas evaluation model ，MS Ｒea evaluation model and EML evaluation model．After comparing the relevant provisions in the relevant building standards ，it is found that only the WELL standard and the “healthy building evaluation standard ”have defined the non-visual effect ；The experimental research related to light intensity ，spectral information ，exposure history and illumination direction is analyzed to explore the current status．The analysis found that the whole field has characteristics of exploration and non-uniformity．The focus of future development is the establishment of unified evaluation indicators for non-visual effects ，the in-depth mining of other influencing factors ，and the optimized strategy of energy-saving optimization combined with thermal environment ，etc．
Keywords ：non-visual effect ；evaluation model ；spectrum
1研究背景
光是室内环境营造的一个重要组成部分，是绿色
建筑和健康建筑未来发展的重点之一。

室内光环境
的营造通常需要满足人的照明需求，
以确保室内的照明舒适度及各类工作的个性化需求。

近三十多年来，
新的研究表明，光还可以在一定程度上影响人的心理和行为
［1］
，对人的节律、生理状况、工作效率、心理状
态等因素产生影响［2］
，即为光的非视觉效应。

医学研究表明，人体视网膜上的直接感光细胞主
1
8
要为视杆细胞和视锥细胞。

视锥细胞在强光下较为灵敏，能准确辨别视觉细节和颜色，视杆细胞对弱光敏感，主要在昏暗情况下作用［3］。

基于人体视觉感光的生理特性，国际照明委员会CIE先后定义了明视觉与暗视觉下的光谱灵敏函数曲线V（λ）和V'（λ），用以表征人眼在不同状态下对可见光的敏感程度。

明视觉光谱灵敏峰值出现在555nm处，暗视觉光谱灵敏度峰值出现在507nm处。

2001年，Brainard和Thapan先后发表文献指出，除了视杆细胞与视锥细胞的感光作用外，人眼中可能还存在一种对短波长敏感的视蛋白色素，并且介入了人体的褪黑素抑制与昼夜节律调节［4，5］。

Brainard通过72个受试者进行不同波长、不同辐照度下的褪黑素抑制响应实验，得到627个测点，发现褪黑素抑制效应在464nm光谱下最为敏感［4］；Thapan通过22个受试者得到215个实验数据点，通过最佳拟合结果发现褪黑素抑制的光谱灵敏度峰值出现在459nm 处［5］。

二者的相似结论印证了人体内极大可能存在一种新的感光细胞，接收外部光信息，进而影响体内的褪黑素分泌与昼夜节律调节情况。

随后Berson研究指出，促使哺乳动物昼夜节律与环境同步的感光细胞为除了视杆细胞和视锥细胞以外的第三种细胞，即为视网膜神经节感光细胞（intrinsi-cally photoreceptive retinal ganglion cells，ipＲGCs）［6］。

这种细胞仅占据神经节细胞的1% 5%，并且受到测量方式的影响［7］。

ipＲGCs细胞感光后将信息传入视交叉上核（suprachiasmatic nucleus，SCN），最终将外部光照信息传入下丘脑的松果体中。

这一发现验证了Brainard和Thapan的实验推论，从人体的生理机制上证明，外部光源参与人体的内分泌作用，是影响人体昼夜节律行为的重要因素，同时也会影响瞳孔大小变化。

这一发现被誉为十年来最重要的发现之一［9］。

国内外绿色建筑和健康建筑的相关标准都对光的非视觉效应有所关注。

研究表明，天然光能产生增强警觉性、改善情绪和非视觉的认知表现的积极作用［10］。

国内外各绿色建筑评价标准中均有天然采光相关的评分要求，以推动建筑光环境设计的健康导向。

美国WELL标准和我国《健康建筑评价标准》在光环境章节中有对室内采光非视觉效应的具体要求。

《健康建筑评价标准》中采用综合考虑光谱强度和光谱敏感性的生理等效照度来衡量光的非视觉效应［11］。

近年来，光的非视觉效应作为一项新的研究发现，其相关研究开始得到广泛关注。

研究发现，除了照度、照明光谱外，光源方向、曝光时间、曝光时长等多重因素均会对光的非视觉效应起到影响作用，并对人的睡眠情况、工作效率、警觉性、血压、心率等生理、心理指标因素产生影响［8］。

本文首先归纳非视觉效应的常见评价模型，并对比国内外相关建筑标准中对非视觉效应的运用；随后从非视觉效应相关研究的研究目标与研究方法入手，归纳其研究现状；最后总结现阶段研究成果，提出未来相关研究发展的探索目标。

2非视觉效应的常见评价模型
非视觉效应的影响因素除了照度外，还受到多种其他因素的影响，明视觉与暗视觉的模型不足以用于评估光的非视觉效应。

然而，截至目前，非视觉的生理机制作用仍不够明晰，且缺乏统一的评价模型［7］，导致非视觉的相关研究难以量化进行，并且为不同学者研究的比较分析带来困难。

多名学者从非视觉生物效应作用结果入手，模仿明视觉与暗视觉的光谱响应函数形式，得到非视觉生物效应的光谱响应函数。

通过分析整理常见的评价模型，其依赖的非视觉生物效应作用指标通常有瞳孔大小变化、褪黑素分泌抑制作用等，其对情绪、工作效率等其他因素的影响目前还未被纳入考虑范围内。

现有的非视觉效应评价模型参考明视觉、暗视觉的表达形式建立。

明视觉光通量是指在明视觉情况下辐射通量中被人眼感受到的光的能量，在明视觉情况下，具体表达式如下：
Φv=K m∫780380P（λ）V（λ）dλ（1）式中：Φv为明视觉光通量；
P（λ）为绝对光谱能量分布；
V（λ）为明视觉光谱光视效率函数；
K
m
为最大光谱光视能效，明视觉情况下为683lm/W。

对于暗视觉情况下的光通量计算，则将V（λ）替换为V'（λ），K m在暗视觉情况下为1700lm/W［15，16］。

对于非视觉效应，可引入C（λ）作为光谱光视效率函数，运用相似的形式予以表征［17］。

具体表达式为：
Φc=K mc∫780380P（λ）C（λ）dλ（2）式中：Φc为非视觉光通量；
P（λ）为绝对光谱能量分布；
C（λ）为非视觉光谱光视效率函数；
K
mc
为非视觉最大光谱光视能效。

目前在非视觉领域还没有明确统一的评价模型标准，下文中列出了几种常见的评价模型进行展现。

2.1生物节律因子C/P评价模型
早期研究发现，瞳孔大小对光谱变化显示出响应曲线，且响应峰值为可见光短波长［12］，通常将这一响
28
应原因归于视杆细胞的暗视觉效应，但这一结论整体看来可信度不高［13，14］。

随即发现的ipＲGCs细胞则暗示了光谱与瞳孔大小变化之间可能存在的关联。

Berman通过单色光源情况下瞳孔大小变化情况的实验结果，引入非视觉光通量Φc与非视觉光谱光视效率函数C（λ），在非视觉情况下，最大光谱光视能效K
mc
=3616lm/W。

S/P被引入用以表征光源在低亮度水平下的功效，其中S/P为暗视觉和明视觉情况下的光通量比［18］。

Berman引入生物节律因子C/P，表征光源的
非视觉强弱，其中C/P=Φc
Φv
，表征非视觉效应和明视
觉效应的光通量比。

经计算发现，生物节律因子C/P 与S/P存在如下经验公式［15］：
C/P=（1.37S/P） 1.35（3）2.2Lucas评价模型
上述评价模型尽管给出了通过明视觉反推非视觉效应的公式，但后续研究发现，通过单色光源得到的结论不能推广至建筑中多色光源的应用上［19］，且模型的结果与Brainard和Thapan的实验结果存在一定程度的偏差［4，5］。

因此，后续的研究对评价模型进行了近一步的探索。

Lucas指出，由于非视觉效应的作用机制复杂，视杆细胞、视锥细胞、ipＲGCs相互影响，具体的作用机制未得到完全的诠释，且其对昼夜节律、内分泌、神经行为反应等方面行为均会产生影响。

因此，通过寻找一个单一参数以试图解决非视觉效应的衡量问题，在现阶段仍然较为困难［7］。

因此，他提出在对光的非视觉效应进行分析时，记录所有的单一输入变量。

尽管不能简单地使用一维数据对光的非视觉效应进行分析，但通过几个有限变量的描述，可以使得多色光源间的比较更加有迹可循。

视杆细胞中含有的视蛋白、S视锥细胞中含有的蓝敏素、M视锥细胞中的绿敏素、L视锥细胞中的红敏素［20］和ipＲGCs作用的黑视素［21］为目前已知的感光色素。

Lucas提出，分别根据这5种感光色素的特性，给出各自对应感光色素的光谱光视效率函数，最终得到对应感光色素的等效照度，具体表达式如下：
E
α
=K
m∫
780
380
E
e
（λ）N
α
（λ）dλˑ
∫780
380
V（λ）dλ/∫780380Nα（λ）dλ（4）
式中：E
α
为感光色素的等效照度；
E
e
（λ）为光谱辐照度分布；
α对应特定感光色素；
N
α
（λ）为归一化后的灵敏度曲线。

表1中展示了Lucas评价模型中的5个感光输入变量［7］。

表1Lucas评价模型中的感光输入变量
感光器感光色素光谱灵敏度函数短波长（S）视锥细胞蓝敏素N s（λ）
中间波长（M）视锥细胞绿敏素N m（λ）
长波长（L）视锥细胞红敏素N l（λ）
ipＲGCs黑视素N z（λ）
视杆细胞视蛋白N r（λ）
2.3MSＲea评价模型
2005年Ｒea将ipＲGCs的感光机制和其他的视网膜神经元的作用纳入昼夜节律的影响考量中，通过大量已有实验数据的积累［30］，建立单色和多色光源刺激对褪黑素抑制影响的评价模型［22］，并在2012年进行了进一步的修正［23］。

∫780 380
S
λ
mp
λ
E
λ
dλ－k∫780380VλmpλEλdλ≥0时，
CL
A =1622［∫780380McλEλdλ+（a b－y（∫780380SλmpλEλdλ－k∫780380VλmpλEλdλ）－a rod（1－e－∫
780
380
V'λ
mpλ
Eλdλ
ＲodSat））］（5）
∫780 380
S
λ
mp
λ
E
λ
dλ－k∫780380VλmpλEλdλ＜0时，
CL
A
=1622∫780380McλEλdλ（6）
式中：CL A为节律光，是一个归一化后的值，确保色温为2856K的黑体在角膜上产生1000lx照度时的节律光值为1000；
E
λ
为光源辐照度分布；
S
λ
为S视锥细胞基础值［25］；
Mc
λ
为黑视素敏感曲线［26］；
mp
λ
为黄斑色素透过率［27］；
ＲodSat=6.5W/m2［22］；
k=0.2616；
a
b－y
=0.6201；
a
rod
=3.2347。

经过线性插值处理简化后的数学表达式如下［24］：∫780
380
S
λ
E
λ
dλ－0.33∫780380VλEλdλ≥0时，
CL
A
=
1622∫780380CλEλdλ
683∫780380VλEλdλ
－
0.67E vcor（7）
∫780
380
S
λ
E
λ
dλ－0.33∫780380VλEλdλ＜0时，
38
CL A
=1622∫
780
380
C λE λd λ
683∫
780380
V λE λd λ－ 0.11E vcor （8）式中：C λ为2.1中所述单色光非视觉光谱光视效率
函数；
E vcor 为角膜照度。

在得到节律光有效照度CL A 后，可进一步评价此
时进入人眼部的光对褪黑素分泌的抑制作用，随即提出节律刺激因子CS ，
计算表达式如下：CS =0.75－
0.75
1+
CL A ()
215.75
0.864
（9）
经过验证，
MS Ｒea 评价模型与现有的实验数据具有较好的拟合效果，
在近年来的研究中也得到了最为广泛的应用。

现有实验数据与归一化的拟合结果
展示如图1所示。

图1
MS Ｒea 评价模型拟合结果
2.4
等值黑视素照度评价模型工程上，对于非视觉效应的评判常用方法为
Lucas 评价模型上的简化。

通常仅考虑黑视素的敏感
性特征，
计算得到特定光谱分布情况下，等值黑视素照度EML 与明视觉情况下照度L 之间的转化常数
Ｒ，即EML =L ˑＲ。

已知光谱信息，通过考虑光谱敏
感性的加权计算即可得到转化系数Ｒ［11］。

目前，WELL 标准采用此简化评价模型进行评判。

视觉光
谱敏感曲线V （λ）和褪黑素抑制光谱敏感曲线M （λ）如图2所示。

图2
明视觉和褪黑素抑制光谱敏感曲线
对各评价模型总结如表2所示。

3国内外相关建筑标准对比
由于光的非视觉效应会对人的生理、心理健康产
生重要影响，
为保证室内人员的健康，绿色建筑标准中也对其进行了不同程度的限定与要求。

本文选取
部分国家代表性建筑标准，
对其中涉及光的非视觉效应环境营造的条文进行了汇总。

天然光对人的情绪、昼夜节律调整和工作效率等
具有重要作用
［28］
，在现代社会的背景下，人的一生平
表2
非视觉效应评价模型总结
评价模型
提出时间特点
生物节律因子C /P 评价模型
2004年考虑光谱分布和光谱光视效率，与明视觉联系
Lucas 评价模型
2014年通过各感光色素的光谱光视效率函数计算，精确但复杂
M S Ｒea 评价模型2005年通过大量实验数据建立模型，较为复杂
等值黑视素照度评价模型
2014年
Lucas 评价模型的简化，方便工程应用
均有90%的时间在室内度过［29］。

为了保证在长时间
的室内办公后，
人体仍然能够保持正常的昼夜节律作息，
几乎所有的建筑标准都对天然采光及户外视野情况进行了不同程度的限定，
如表3所示。

但其中，仅有美国WELL 标准和我国《健康建筑评价标准》
明确给出了室内采光非视觉效应的具体限值。

从现有发展情况来看，
尽管建筑标准中考虑到了非视觉效应对人产生的影响，但大部分标准目前仍然缺乏标准化的限定指标。

4相关研究
2003年，美国照明协会CIE 指出了5个对人起到
非视觉效应影响的关键因素，
即为照明强度、光谱、时间、时长和暴露模式
［31］。

2016年，Khademagha 对相
关研究进行总结归纳后，
将引起非视觉效应的因素归纳为6条标准，
即光谱、光强、照射方向、暴露时间、暴露时长和暴露历史［32］。

Konis 在建立非视觉评价标准与建筑设计的相关关联时，考虑到了光谱、光强、照射方向、
暴露时间等主要要素［33］。

除去对瞳孔大小和褪黑素分泌抑制的作用外，
光的非视觉效应还体现在工作效率、
警觉性、心理等多个方面［34］。

本文对近年来国内外的非视觉相关研究进行梳理，
选择影响非视觉效应的几种常见因素的研究进行归纳总结，并对未来非视觉效应与室内热环境相结合的室内控制进
行必要性和可行性的阐释。

4
8
表3部分标准非视觉效应相关条文
标准相关条文
LEED
空间全天然采光百分比达到75%，该项即为满分；
75%的人员活动区可以透过玻璃直接看到室外，且不受玻璃的纤维、图案或着色的影响。

CASBEE采光系数2.5%以上，该项即为满分。

DGNB
确定建筑整体的天然采光情况，计算采光系数；
确定永久工作区的天然采光情况，计算相对年曝光量；
主要房间需要具备户外视野。

WELL 70%的工位位于距透明建筑外立面玻璃或中庭7.5m的范围内；透明玻璃的可见光透过率超过40%；
仅人工照明的情况下，保证室内等值黑视素照度大于240lx，人工照明和天然光结合的情况下，保证室内等值黑视素照度大于180lx，该项即为满分。

健康建筑评价标准T/ASC
02－2016
大进深、地下和无窗空间采取有效措施充分利用天然光；
对居住建筑，夜间生理等效照度不高于50lx；对公共建筑，不少于75%的工作区域内的主要视线方向生理等效垂直照度不低于250lx，且时数不低于4h/d。

4.1照明强度
照明强度是影响非视觉效应的重要因素，早期Brainard、Thapan和Ｒea的实验数据均显示出随着照明强度的增大，对人体褪黑素分泌的抑制作用明显提升［4，5，30］。

近年来，国内外大量研究着眼于照明强度对睡眠、工作效率、警觉性等方面的影响。

大量学者经过实验研究后发现，照明强度与人员的精神状态、工作效率存在一定关联。

Smolders通过28名受试者的实验，借助听觉任务［36］完成评估与生理检测后，认为在明亮光线下，人员不容易感到困倦，且在精神疲劳状态下作用更加明显［35］。

Huiberts发现，相较于165lx，受试者在1700lx光照下的测试任务完成情况明显较优［37］。

Figueiro为办公楼中提供高节律刺激因子照明后发现，受试者的嗜睡症状减少，精力更加充沛，且警觉性更高［38］。

以年为尺度的长时段内检测同样表明，在日照较为充足的月份内，人员的活力度更高［40］。

国内的有关研究同样证实，在750 1000lx的高照度刺激下，学生的疲劳感显著降低，学习效率得到提升［42］。

不同照度下的脑波指数测试也表明，人员兴奋度随照度值增加，大体呈正相关关系［43］。

照明强度对人的主观情绪可能还存在着一定的影响。

Ｒu对办公室内光照水平与室内人员情绪进行评估后发现，暴露于高照度与低照度环境下，人员的主观情绪会出现一定程度的改善［39］。

由于非视觉效应对人的影响不仅仅来自直射光，所有进入人眼的光线都与其作用效果存在一定关联；研究发现，在室内墙壁亮度较高时，人员表现出在情绪评级上的愉悦度提升，以及警觉性的提高［41］。

郝洛西等人模拟病房白光环境进行实验，情绪自评的结论显示受试者在400lx的情绪评分略高于200lx，显著高于100lx［44］。

4.2光谱信息
人眼包括ipＲGCs在内所有感光细胞的感光性均受到波长的影响，从感光机理而言，进入人眼光线的光谱组成势必会对非视觉效应存在作用。

进入人眼光线的色温会对人员的视觉效果产生一定影响。

实验研究表明，在同等照明强度的情况下，色温较高的照明环境会被评判为视觉感官上更亮，然而较高色温会对人员的视觉舒适度和满意度产生较大影响［45］。

对比LED灯与传统荧光灯，高色温LED 灯照明环境下，人员表现出最高的视觉灵敏度［46］。

然而，进入人眼光的相关色温与人员的工作效率及警觉性之间相关关联的结果则存在一定的差异性。

相关色温的高低对于实验中人员的主观警觉性和任务表现方面没有体现出明显的统计学差异［39］。

在晨间光线对人体唤醒作用的表现上，相关色温的变化同样没有造成对主观嗜睡程度的明显改善［47］。

然而，Young对潜艇船员的高、低色温实验比较则发现，在高色温光源下，船员具有更好的工作状态和睡眠质量［51］。

国内相关研究也表明相比于低色温，学生在中、高色温的荧光灯照明条件下的学习效率更高［52］，色温高的光会降低人的主观嗜睡程度，提高警觉性［3］。

这可能是因为，色温对人员的主观影响显著性相对较弱，部分实验研究可能存在外部变量未完全排除或指定光源照明暴露时间不够长等问题。

照明中的“蓝光”波段则被认为对褪黑素分泌的抑制存在显著作用［48］，特别是夜间的蓝光照明暴露，会对睡眠产生一定的影响［49］。

对比夜间3h蓝光照射和橘色光照射两种情况，通过夜间唾液采样进行褪黑素分析和主观嗜睡量表的填写，分析发现蓝光照射有效抑制褪黑素的分泌，实现昼夜节律的改变［50］。

早上接受波长为470nm的蓝色光疗镜2h，发现第一天和第二天实验组受试者的褪黑素分泌曲线较基线分别前移约36min和47min［53］。

其他研究同样印证了这一结论，并且证实，增加了蓝光波段的白光照明对减少工作上的记忆错误、降低反应时间存在一定作
58
用
［54］。

尽管蓝光对改善工作状态具有一定积极作
用，
但蓝光存在对视网膜造成损伤的风险。

LED 灯的蓝光危害风险较小，但长期暴露造成的视网膜损害风险仍然未得到准确论证
［55］。

4.3暴露历史
一个较长时段的光环境暴露是非视觉效应发生
的先决条件，
且其作用效果具有一定的延迟性［7］。

然而暴露时间长短及非视觉效应延时性的长短尚且未
知，
目前研究中通常选用的实验隔离、清洗时段基本在15min 12h 的区间内，照明暴露时段则在45min 6h 。

时段跨度区间大，且不能完全保证排除外界因素干扰。

此外，
非视觉的大量评价指标同样也会受到人员的主观性影响，
造成实验室内短期实验的偏差。

因此，
部分学者寻求在长时间跨度范围上进行非视觉效应的探究。

美国伦斯勒理工学院照明研究中心研发出Dimesimeter ［56］和Daysimeter 两种光环境监测记录设备。

两种设备均可随身佩戴，
记录光照信息并计算节律刺激因子。

借助此设备，
非视觉的相关研究可以方便地在一个较长的时间维度上展开。

Smolders 通过
一年的人员逐时光照信息收集，
配合问卷填写情况，最终发现暴露于更多光线下的人体验到更多的活
力［40］。

Wei 通过9周的监测发现相关色温对于人对亮度的感知、视觉舒适度、满意度和自我评估的生产力有重要影响［45］。

Chang 等人研究发现，
非常暗的光照历史将使得褪黑素的抑制水平提升60% 70%［58］。

国内相关研究也表明，一段时间内暴露于动态照明条件，
相比暴露于标准恒定照明，个体会表现出更高的警觉性、
活力以及工作效率［59］。

4.4
光照方向
现阶段光照方向的研究较少，目前的研究基本针对人类视网膜中的4个不同区域展开，
即下部（上部视野）、
上部（下部视野）、鼻部（鼻侧视野）和颞侧视网膜（耳侧视野）。

研究结果显示，
比较下部视网膜与上部视网膜，
在200lx /500lx 的照度下，下部视网膜感光，即上部视野存在光照的情况下，对褪黑素分泌的抑制作用更强［60，61］。

同样在500lux 的照度下，对
视网膜的4个不同区域进行比较实验后发现，
鼻部视网膜感光后的作用效果最明显［62］。

4.5
非视觉效应与热环境结合的室内环境控制光的非视觉效应对人体的健康、工作效率、情绪
等均会产生重要影响，
因而对室内光环境进行非视觉效应考量的控制将逐步成为一项重点考量的因素。

Benedetti 提出了一套考量非视觉效应且提升人员满意度的光环境控制策略
［63］
，将非视觉对人体的作用
与眩光和照度控制相结合，
得到百页内遮阳与灯光调节的控制策略。

此外，
光舒适和热舒适都是室内环境营造中至关重要的部分，
又相互影响。

未来的光环境控制在考虑视觉与非视觉共同作用的基础上，还应将其与室内的热环境控制相结合，
从舒适节能的角度出发，
进行联动控制。

从能耗角度考虑，天然采光的引入可以降低采光能耗，
且对人的精神状态、心理感受和节律作息产生积极的影响，
但在部分季节下遮阳的减少会造成室内过热，
影响人体热舒适，同时空调负荷急剧增大，为调控室内热环境，
建筑整体运行能耗提升。

因此，遮阳策略的选择不应仅考虑光环境的营造，
还应将其与热环境的营造相结合。

田雨地研究了校园建筑室内热
环境和光环境的矛盾，
通过对采光口面积、形状、朝向、
遮阳的设计，寻求综合考虑室内光环境、热环境与能耗的最优方案
［64］。

另一方面，光照因素的改变不
仅影响非视觉效应，
也会影响热感觉。

居家奇通过实验表明，
随着色温升高，环境温度下降时，体表温度的下降速率减小；红光环境下体表温度的下降速率是蓝
光环境下的3倍［65］。

总体而言，在未来的室内光环境营造方面，室内
照明系统需要具备一定光谱及照度的调节能力，以满足非视觉效应的需求，
且应考虑光热耦合特性，从节能角度出发，
选择最佳遮阳策略，以完成节能、健康、舒适的室内环境营造目标。

5结语与展望
（1）本文对光的非视觉发展过程进行了梳理，分
析展示了现阶段非视觉领域常用评价模型，
对国内外代表性建筑标准相关条文进行了汇总与解读，
并整理了近年来非视觉领域的实验探索情况。

整体来看，
非视觉这一领域属于较新的研究方向，
其整体的研究呈现出了明显的探索性和不统一性，
具体的特征如下：①直至目前为止，非视觉的相关评价模型的实验支撑数据仍然没有得到有效的扩充，
且评价模型难以统一，
也难以满足现阶段非视觉相关研究探索的需求，
被使用率不高。

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