节律照明，到底在节什么？

一天里的光从清晨逐渐增强，傍晚开始减弱，夜间趋于黑暗。人体会借助这些变化校准睡眠与清醒的节奏。节律照明所说的“节”，对应的就是人体昼夜节律。

亮暗和光色冷暖最容易被感知。光出现的时间、进入眼睛的数量、持续时间、完整光谱、入射方向、日光条件和生活作息，也会改变人体获得的昼夜时间信号。

一、光怎样影响人体生物钟

人体的睡眠与清醒、体温、激素分泌和警觉状态，都受到一套接近24小时运行的生物钟影响。

人体昼夜节律有自己的运行周期，也需要外部时间信号不断校准，光是其中最重要的信号之一。

这种昼夜光照变化，参与调节清醒、困倦、体温和激素分泌的昼夜节奏。

早晨和白天获得充分的光照，有助于建立明确的日间信号。在正常作息下，傍晚以后人体逐渐进入夜间生理阶段，褪黑素开始上升。晚间减少进入眼睛的光，有助于降低光照对这一过程的干扰。

白天眼部光照长期偏低，人体获得的日间光信号会减弱；晚间持续接触较强的光，可能推迟褪黑素开始上升的时间。

长期处于这样的昼夜光照环境中，入睡时间可能向后移动，睡眠规律和白天警觉状态也可能受到影响。

二、人眼接收的光也会参与调节生物钟

人眼接收光以后，同一束光会参与视觉形成，也会通过相关神经通路参与调节昼夜节律。

视杆细胞和视锥细胞帮助我们感知亮暗、颜色、形状和空间，使人能够阅读、工作、行走和辨认物体。

视网膜中还有一类内在光敏视网膜神经节细胞，简称ipRGC。它们自身可以感受光，也会接收视杆细胞和视锥细胞传来的信息，并将这些信号传递至参与调节昼夜节律、警觉度、情绪和激素分泌的脑区。

光进入眼睛后，既参与视觉形成，也通过相关神经通路参与调节昼夜节律、警觉状态和激素分泌。图片来源：arc No.152 / Good Light Group

视觉反应与昼夜节律相关反应，对光谱的敏感程度并不相同。

视锥细胞、视杆细胞和ipRGC具有不同的光谱敏感度，视觉反应与昼夜节律相关反应采用不同的光谱加权关系。图片来源：arc No.152 / Good Light Group

在明亮环境中，人眼明视觉对约555 nm的光最敏感；CIE标准化黑视素作用光谱的峰值约为490 nm。实际评价采用完整光谱的加权结果，峰值波长表示光谱敏感度最高的位置。

明视觉与黑视素作用光谱具有不同的敏感度分布。明视觉敏感度峰值约为555 nm，CIE标准化黑视素作用光谱峰值约为490 nm，实际评价仍需计算完整光谱的加权结果。数据来源：CIE S 026:2018、CIE 018:2019；根据CIE开放数据绘制。

与昼夜节律相关的生理反应，还会受到光照时间、持续时长、此前的光照经历和个体差异影响。

m-EDI用于描述眼睛位置接收到的光照在黑视素加权意义下的等效水平，中文名称为黑视素等效日光照度。

即使明视觉照度和色温相同，光源的完整光谱仍可能不同，黑视素加权后的结果也可能存在差异。色温描述的是白光偏暖还是偏冷，评价光对昼夜节律的影响，还要结合完整光谱、入眼光量和使用时间。

三、室内生活压缩了白天与夜晚的差别

自然环境中的昼夜光照差异很大。晴朗白天的室外照度可以超过100,000 lx，无人工照明的自然夜间通常低于1 lx。清晨、白天、黄昏和夜间形成连续而明显的变化。

现代人的大部分时间都在室内度过。白天接触到的光照水平通常远低于户外。到了晚上，住宅照明、电脑、手机和其他发光表面仍在持续提供光，自然环境中巨大的昼夜差异随之缩小。

普通办公室的工作面照度常见约500 lx。工作面已经达到常见照度水平时，眼睛位置获得的垂直光照仍可能偏低。

工作面水平照度主要反映阅读、书写等视觉条件。灯具以向下配光为主时，桌面可以很亮，进入眼睛的日间光照却未必同步增加。人能够看清文件，眼部光照仍可能偏低。

工作面水平照度主要反映桌面上的视觉条件，眼部光照则在眼睛高度、朝向主要视线方向的垂直面进行评价。两者受到灯具配光、日光、空间反射和人员朝向的共同影响。图片来源：Luminus Devices

晚间住宅仍处在人工照明、屏幕和其他发光表面形成的光环境中，与自然黑暗存在明显差异。

临睡前光照对昼夜节律的影响，与入眼光量、完整光谱、明亮发光面在视野中所占的范围、入射方向和持续时间有关。灯光调成暖色后，这些条件依然需要考虑。

白天获得的光较少，晚上接触的光又延续得较久，昼夜光照差异随之缩小，人体获得的时间提示也会减弱。

典型室内光环境容易出现白天光照偏低、夜间光照偏高的情况，自然环境中的昼夜差异随之缩小。图片来源：arc No.152 / Good Light Group

四、哪些条件会改变光的节律影响

光出现在什么时间，会改变它对昼夜节律的影响。早晨的较强光照有助于建立日间信号。临近睡眠时持续接触较强的光，可能使入睡准备向后延迟。

光照变化还要结合实际作息。日间办公人员、夜班工作人员、住院患者和养老机构住户，在同一个时间点可能处于不同的活动和休息阶段。一条固定时间曲线很难覆盖这些差异。

同一空间中，人员朝向、工位位置和视野内的明亮表面，都会改变进入眼睛的光。面向窗户、背对窗户、靠近明亮墙面或坐在空间深处，即使工位彼此相邻，眼部光照也可能存在明显差异。

光照持续时间也很重要。短时间经过明亮空间，与连续数小时处在相同环境中，产生的节律影响并不相同。

此前的光照经历同样会改变人体对当前光环境的反应。白天已经获得充分日光的人，与整天处于昏暗室内的人，在晚上面对同样的灯光时，生理反应可能存在差异。

图片来源：arc No.152 / Good Light Group

五、m-EDI表示什么

明视觉照度按照明视觉光谱敏感度对光谱进行加权，主要描述视觉条件下的光照水平。m-EDI描述的是眼部光照的黑视素加权水平。

m-EDI根据眼睛位置接收到的完整光谱计算，并换算为产生相同黑视素加权辐照度的CIE标准照明体D65的明视觉照度，单位为lx。

两个光环境都达到300 lx明视觉照度，m-EDI仍可能不同。它由完整光谱和入眼光量共同决定，通常在眼睛高度、朝向主要视线方向的垂直面进行评价。

m-EDI会随光源输出、灯具配光、窗户位置、空间表面的反射特性和人员朝向发生变化。工作面照度较高，也不代表眼部m-EDI会同步提高。

灯具单独标注m-EDI时，还需要同时给出测量距离、安装位置、输出状态和测量方向。缺少这些条件，数值很难代表实际空间中的眼部光照。

m-EDI无法单独预测睡眠质量。光照时间、持续时长、此前的光照经历、个体差异、作息和空间使用方式，都会影响实际生理反应。

对18—55岁、日间活动、夜间睡眠的健康成年人，专家共识建议白天时段的眼部m-EDI不低于250 lx。

从睡前至少3小时开始，眼部m-EDI建议低于10 lx；睡眠环境中眼睛位置的m-EDI建议低于1 lx，并尽量保持黑暗。夜间需要起身或完成必要的视觉活动时，眼部m-EDI建议不高于10 lx。

白天和睡前的参考值主要按照眼睛高度、主要视线方向垂直面上的光照评价；睡眠环境的1 lx用于描述眼睛位置的夜间环境光水平。这些数值还要结合相应时段的持续时间理解，属于健康光照参考值，并非各类空间统一采用的验收指标。

儿童、老年人、轮班人员和特殊作息人群，适用的光照目标可能不同。

六、一天里的光怎样安排

早晨和白天需要较充分的眼部光照。白天优先利用日光，空间深处再用人工照明补充，同时兼顾工作面照度、眩光、显色质量和能耗。

向下照明容易提高桌面照度，明亮墙面、顶棚和位于视野前方的发光面更容易提高眼部垂直光照。日间照明应同时评价工作面照度和眼部光照。

傍晚以后可以逐步降低照明强度和眼部m-EDI，色温与光谱根据使用时段和空间需求调整。

临近睡眠时，可以减少视线方向上的入眼光，控制顶棚、墙面和大面积发光面的亮度。位置较低、照明范围较小、遮光较好的灯具，也有助于减少夜间进入眼睛的光。灯具即使没有直接出现在视线中，大面积明亮顶棚和墙面仍可能提高眼部垂直光照。

老年人在相同室内环境中，到达视网膜的光可能少于年轻人。夜班人员的工作和睡眠时间与日间办公人员不同。病房和养老空间的光照安排，还要结合治疗、护理、人员活动能力和日光条件。

办公室、病房、养老空间和夜班工作场所面对的人群与作息不同，光照安排需要分别考虑。

七、一套节律照明系统怎样落地

Foster + Partners伦敦工作室的照明改造采用了多通道LED和日光感应控制。

多通道系统可以通过改变各光源通道的输出比例调节白光光谱，m-EDI、白光颜色和显色表现也会随之变化。

改造保留了原有灯具的外形和安装方式，内部换成多通道LED光源和新的控制系统。系统利用多个可见光通道调节白光光谱，早晨提高眼部光照的黑视素加权水平，傍晚再逐步降低，同时维持良好的显色表现。

日光传感器和控制算法根据室外光照变化，动态调整人工照明。系统还保留了手动调节功能，使用者可以根据局部工作和个人感受调整灯光。

这套光源通道配置和控制程序针对这座办公空间设定。应用于其他建筑和人群时，需要根据空间条件和使用需求重新调整。

Foster + Partners伦敦工作室通过多通道LED、日光感应和控制程序，调节白天与傍晚的空间光环境和白光光谱。图片来源：arc No.152 / Good Light Group

节律照明关注一天中的光照变化和时间安排。白天提供充分的眼部光照，临近睡眠时逐步降低进入眼睛的光，睡眠阶段尽量保持黑暗，再结合日光、作息和空间用途进行调整。