照明发展：从亮度到健康

超越节能

美国能源部 (DOE) 建筑技术固态照明 (SSL) 办公室，最近将重点从节能转向照明对人体生理的影响。固态照明性能和采用方面取得了显著进步，2017 年的节能总额超过 1.1 Quad（千万亿英热单位）。换算成大家都明白的单位……仅 2017 年就为消费者节省了 120 亿美元，美国能源部能源效率和可再生能源办公室预计到 2035 年，节能将增至 4.8 Quad（520 亿美元）！因此，照明的重点将发生变化。那么，我们如何从关注节能转向以人为本的照明呢？

百年流明

照明设计师以流明为单位指定光源，以实现标准化照明水平。流明是 1924 年 CIE 标准，基于百年前科学对眼睛光受体原理的理解。

在过去的二十年里，科学已经扩展了我们对光受体的理解。非视觉光受体（对光的非成像反应）的发现挑战了传统的假设，即光子功能代表了人类对光的完整反应。非视觉受体触发关键的细胞功能，特别是昼夜节律管理。

明视曲线用于定义我们用于照明的流明标准，另外两条曲线表示在指定光时未考虑的生物反应（通过眼睛）。这些有助于眩光感知、昼夜节律管理等。

正如照明工程学会的 Brian Leibel 所指出的，由于中央凹视觉的局限性和非视觉感受器的发现，1924 年的流明标准排除了 90% 的光感受器的信息！

“正确”的灯光

因此，多位专家提议通过考虑视觉和非视觉受体的应用效率视角来重新定义照明。简而言之：光解决方案在为所需目标提供具有正确剂量的“正确”光能方面有多高效？

实际上，这非常复杂，因为“正确”光的定义千差万别——取决于一天中的时间、剂量、光谱功率、人口统计数据等。制定新的照明标准会变得更加复杂。换句话说，个人在一天中接触到的光的数量和类型将影响光对他们的影响程度。例如，一天中光的剂量和光谱分布可以显著改变黑视素反应。

以人为本的条件

以人为本的照明不仅仅与昼夜节律和非视觉受体有关。流明可能不是最佳标准，但视觉受体绝对重要。

这里存在一个难题：适合人体生物钟的健康照明也必须有利于提高工作效率和视觉舒适度。这一新视角的一个很好的起点是关注研讨会上强调的两个视觉舒适度因素：眩光和显色性。

LED 经常被视为“高眩光”。高强度点光源会加剧眩光情况。正如太平洋西北国家实验室的 Bob Davis 所报告的那样，常规的眩光等级并未考虑黑视/明视因素，也没有捕捉到 LED 光源空间不均匀性造成的眩光。

由 Sam Berman 和 Brad Schlesselman（Musco Lighting）进行的一项实验得出结论，黑视素水平较高的光源看起来更亮，并且会产生更高的眩光体验。

LED 通常富含黑视素光，而且它们还是点光源，因此可能会产生较高的眩光体验。由于 OLED 是一种自然漫射的区域光源，具有中等的黑视素贡献，因此即使亮度水平高于 8000 cd/m²，也始终不会产生眩光。

美国能源部发起了一项市场研究，以探索哪些照明功能能为客户带来价值。这项研究由 Lisa Skamatz (SERA) 负责，她要求参与者列出眩光、闪烁、显色性、夜空和可调 CCT 的相对价值。Lisa 报告称，市场对低眩光、高显色性光源有需求，这种组合的溢价为 33%。

迈克尔·波普拉夫斯基（Michael Poplawski，PNNL 联网照明系统研究首席研究员）也强调了优质的色彩体验，他指出“人们无法适应糟糕的显色性”。虽然有些情况下我们可以习惯不太理想的情况，比如灯具中有一个灯泡坏了也没关系，但我们就是无法适应糟糕的色彩体验。糟糕的体验永远是糟糕的。

结论

照明界正在致力于实现基于视觉和非视觉受体的以人为中心的照明的新标准。尽管很复杂，但这种以人为本的应用效率建议采取一些初步措施：

正如菲格罗博士所说，要“超越天花板”——桌面、垂直和个人光源可直接向眼睛提供光线，为昼夜节律调节提供日间光照剂量

结合多种色温和强度的多层光，提供良好的色彩体验，同时符合昼夜节律需求——背景照明采用较高的 CCT 和强度，直接照明采用较低的 CCT 和强度

低眩光和高显色性受到高度重视，可提供视觉舒适度，减少眼睛疲劳和头痛，同时提高工作效率和情绪。照明剂量对昼夜节律很重要；低眩光和高显色光源可以提供所需的剂量。

如何实现低眩光、高色彩和高流明，从而实现视觉响应和舒适度，并且个人照明可以超越天花板？

答案很明显：OLED。