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如何基于晝夜節律調節進行醫院病房照明設計？
發布時間：2021-05-25 16:33:31 作者：星立方 瀏覽次數：198
病房作為醫院建筑中一種較為普遍的空間，是為患者提供檢查、治療、住宿的場所。住院患者基本上每天 24h 身在病房之中，而醫護人員因為輪班也會在夜班查房。已有研究表明，病房照明對患者和醫護人員的晝夜節律調節有顯著影響，在病房的設計中應給予重點考慮。
一、照明對晝夜節律調節的影響
1、晝夜節律的定義
晝夜節律（circadian rhythm）是指生命活動以24h 左右為周期的變動。地球上所有活生物體都具有晝夜節律，這些晝夜節律是每天重復的生物周期，并受到環境信號的調節或帶動。人類睡眠和清醒狀態受暴露于光明和黑暗的時間長短的影響。每天的明暗循環影響著人的行為和生理節律變化。研究發現，這些變化是由生物鐘控制的，對于人類來說，生物鐘位于兩個大腦上方區域，稱為視交叉上核。晝夜明暗交替循環可以確保白天警覺性達到高峰，而夜間則可以鞏固睡眠。通常，人類在失眠或睡眠障礙中會產生疲勞，缺乏機敏性或機能，可以使用人工照明將晝夜節律重新調整為人類所需的睡眠和喚醒時間。
2、影響晝夜節律調節的照明因素
在影響晝夜節律調節的照明因素中，包含“靜態”因素和“非靜態”因素。“靜態”因素是指光譜功率分布（SPD）和角膜照度，這兩者通常由照明設計師決定；“非靜態”因素包括時間、持續時間以及曝光歷史等，通常由受光者決定 。LED 光譜優化旨在常規照明要求的約束下，可有效提高生物鐘的可調范圍等。角膜照度作為晝夜節律的重要影響因素已經得到研究者的廣泛認同，可分為兩部分：一是直接角膜照度，這是由光源直接到達眼睛的光造成的；二是間接角膜照度，這是由房間表面相互反射的光引起的。對于人工照明來說，提高直接角膜照度，意味著提高光源發出的光通量，容易引起眩光；所以，通常認為提高間接角膜照度對調節人類的晝夜節律非常重要。
3、現有照明條件對患者晝夜節律的影響
患者尤其是 ICU 中的患者長期處于病房當中，對光照的需求很高。當自然光無法滿足照度要求時，通常會以人工照明加以輔助。典型的醫院照明富含藍光，當患者在夜間暴露在強光環境中時，會抑制褪黑激素（夜間黑暗期間產生的“促睡眠激素”）產生，降低睡眠質量；同時，增加皮質醇激素（通常稱為“壓力激素”），破壞患者的晝夜節律。因為病房光環境長期得不到改善，節律紊亂帶來生物鐘相位移動，進而影響患者的攝食、軀體活動、睡眠和覺醒等行為；甚至連學習與記憶能力、情緒等也有明顯的晝夜節律波動。
4、有利于患者晝夜節律調節的光環境
相對于傳統的建筑照明設計主要關注可見性問題，如減少眩光和陰影、顯色性、安全性和美觀性等，基于晝夜節律調節進行照明設計時，會涉及更多不同的照明設計目標，因此，其度量標準也不同于照明設計師當前使用的度量標準。在指定晝夜節律照明時，重要的是要考慮角膜照度、光譜、光色、光照照射的時間和持續時間以及先前接受的曝光量 。研 究 表 明， 在 4000K CCT（ 相 關 色 溫 ） 和CRI ≥ 80 的條件下，即使采用先進的LED 光譜優化，實現晝夜節律調節目標?晝夜節律刺激（CS）=0.35也需要 442lx 的最小角膜照度。對比發現所需的角膜照度值比當前照明設計實踐中達到的值高出幾倍。
結束語
病房照明與病房使用者的晝夜節律活動關系密切。如何在病房照明設計中合理、高效地利用人工照明從而促進患者和醫護人員的晝夜節律改善是值得深入研究的課題。了解病房的功能、了解患者和醫護人員對照明的需求和期望對于實現晝夜節律調節的照明設計至關重要。
來源于本刊2021年4期：《基于晝夜節律調節的病房照明設計策略研究》
李喆 劉博 畢琳琦
北京建筑大學建筑與城市規劃學院
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