城市医院照明技术发展与方案设计探究
医院是城市中的重要建筑之一，随着人们生活质量的提高，对医院的照明需求已从基本功能向高质量及舒适性提升。针对医院场景需求不仅是治疗疾病，已经发展到强调空间内医患人员情感需求，体现照明场景人性化特点，利用情感化照明代替光的功能性刻板，令患者身心愉悦而有利于康复。随着LED照明技术的成熟应用，医院空间照明设计应聚焦人性关怀与情感慰籍，对就医的诊疗效果和康复、缓和医患关系及影响人们的情绪具有重要作用，也对医院运营管理顺畅具有显著影响。
1 医院照明设计现状
1.1 国内医院照明现状我国建筑工程行业标准JGJ/T 16-2008《民用建筑电气设计规范》规定了医院照明的基本要求。国家标准GB 50034-2013《建筑照明设计标准》第5章中，针对医疗建筑照明的各场所在规定参考平面上的照度、统一眩光值(UGR)、照度均匀度、显色指数和照明功率密度(LPD)等指标进行了相应规定，成为了设计师们设计医院照明方案时的依据。照明行业具有代表性的《照明设计手册》(第三版)第9章中叙述了医院照明的灯具选择、设计要求及紫外线杀菌灯、看片灯的应用等。随着新型照明光源的成熟应用与技术发展，现有标准已不能完全满足当前技术及设计的需求。相关的标准规范也在进行完善和修订。由中国建筑科学研究院有限公司等单位牵头修订的GB 50034标准，将补充LED照明要求、健康照明、智能照明和直流照明应用等内容，对创造良好光环境，促进绿色与健康照明发展具有重要意义。
医院照明是一个复杂的系统，目前没有专门针对医院照明的标准来规范医院照明环境的设计、质量和产品性能等要求，如何规范医院照明对患者和医院工作人员及整个社会的和谐健康都非常重要。图1为夜幕下医院照明效果给人祥和温馨的氛围，医院照明设计时主要关注照明系统的功率密度、光环境质量、照明功能和主观需求等，大部分学术文献都是将重点放在医院空间人性化设计方面，而容易忽略照明系统氛围的协调设计。设计师已意识到医院照明质量提升和系统性优化的重要性，但仍然需要系统研究照明光对医院群体的身心及情绪影响，以及场景内对照明光感受的重要作用。总之，我国医院在照明系统设计方案等方面还有较大的拓展空间。
夜幕下医院照明效果
1.2 国外医院照明现状发达国家的照明设计方和相关学术机构在对医院照明技术研究中，聚焦照明光对人的生理影响。北美照明工程学会(IES)发布的《Lighting Handbook》从理论上指明了光环境设计方向及光质量的重要性，淡化照明计算及指标设定，突出光环境向质量层面的提升。Jack Allanach发表的《Colour Me Healing》聚焦如何利用颜色的变化让人的能量中心达到平衡状态。Jacob Liberman医生发表的《Light：Medicine of the Future》和英国国家卫生局发布的《Lighting and Colour for Hospital Design》等论著，都强调了光色质对患者、家属和医务人员所产生的悦目性和情感性心理效果影响。当前，已有较多生理和心理方面的研究成果逐渐被应用到照明方案设计和实际案例中，设计师们在满足照明灯具形态设计的同时，更加注重灯光与人的互动与协调，通过照明光来影响人们的心理情绪。
2 医院空间中对光的需求
2.1 光质量概述例如在光照充足的办公场所能提高人们的工作效率。医院舒适的照明环境能够安抚人们烦躁的情绪，下图暖色调照明的医院空间给人以舒适和温馨的感受。现行国家及行业标准主要是针对照明产品的亮度、显色指数、相关色温、频闪和色容差等指标进行要求。具有代表性的团体标准组织还规定根据照明光与太阳光光谱的吻合度来判定光质量的优劣性，通过系统性评价来判断照明产品或场景的照明质量优劣。
医院高质量照明空间
2.2 光色相关研究表明，照明灯光中的蓝光对人眼的危害与距离有关，特别是在医院疗养过程，长期处于高蓝光照明环境下将引起人紧张、疲劳和不安，对人的情绪产生重要影响，也有可能会对视网膜造成损伤。有效控制照明蓝光危害已成为技术人员研究的重点[6]。
2.3 生理需求医院照明应根据功能区域的不同而进行设计。手术室内不但对照度的要求更高，特别是手术台局部照明对照度、显色性和色彩还原性的要求更高，高质量照明才能确保医生在视觉良好的环境下进行手术。例如可以从患者皮肤的颜色及变化作出正确的诊断。在医院营造一种良好的照明氛围，将对患者的康复具有重要帮助。人的内脏器官运作与休养与人体的生物钟密切相关，而人类生物钟是以太阳运行为基准，通常人的内脏器官休养是在夜间进行，长期倒班的人群生物钟被打乱，导致短时间内将产生疲惫及困倦的现象，长时间处于这种环境易诱发相关疾病。医学研究表明，人体中松果体产生的褪黑素具有促进睡眠、延缓衰老和抗击肿瘤的作用。清晨阳光的蓝光成分多抑制了褪黑素的分泌而使人精神饱满开始新一天的工作与学习，黄昏太阳光中蓝光成分较少时人体内的褪黑素分泌增多引起的疲倦提醒应该休息，如何通过智能控制与全光谱技术实现节律照明，满足人们生理需求已成为相关人员的研究重点。
2.4 情感抚慰照明光对人的情绪具有多维度影响，光带来舒适惬意的同时也能让人难受烦躁，人们选择不同光环境来抚慰情感需求，明亮的场所让人更有安全感而精神良好，昏暗的光线让人觉得更有情调和氛围。冬天温度低于人体体温时利用照明光色来改善人们的情绪感受，炎热的夏季骄阳似火时冷色光给人以视觉心理上的凉爽感觉。如图3所示，通过对医院的医护室内照明光的冷暖色温搭配，从光的色温、亮度和照射角度等方面的优化而改善光环境，为医护场所增添温暖与舒适的照明氛围。
医护室高质量照明场景
2.5 调控优势随着高品质全光谱LED的推广应用，如何利用人工光源的光谱可调控来满足人类在各种环境中的照明需求，已成为医学与光电子学等领域的研究人员跨领域研究热点。基于物联网架构下智能调控技术能够让医院各场景获得更人性化的照明体验，利用各种传感器来收集医院各场所的人流量及光环境信息，管理中心处理器的运算与分析形成指令来调节各场所照明灯光，通过照明改善促进心理和生理健康及营造舒适的氛围，使光照指标达到医院各场所最佳需求，让医护人员及患者在适宜的光环境下工作与接受治疗。
3 医院照明标准与质量
2019年12月，深圳市3家行业组织联合发布了T/LSA 024.4-2019《室内健康照明设计规范第4部分：医院照明》团体标准。该标准起草工作组由旭宇光电(深圳)股份有限公司、深圳市计量质量检测研究院、深圳市医院管理者协会等近40家企业及科研单位代表组成，通过对国内外医院照明相关数据、标准及技术资料的收集与比对分析，并组织行业企业、研究机构及医院相关人员进行多次研讨形成规范文本。该团体标准明确了医院不同场所的照明指标要求和测试方法。表1为国外发达国家对医院各场所照度要求，表2为T/LSA 024.4-2019对医院照明的相关指标要求，对比可以看出，深圳发布的团体标准在医院各场所照度要求接近的前提下，明确了照明光质量的照度、统一眩光值(UGR)、光输出波形的波动深度、显色指数、色饱和度和色彩逼真度等关键技术指标要求，为医院照明设计、产品生产、施工及验收提供了标准支撑[8]。
表1 国外医院各区域场所照度推荐值
表2 深圳团体标准对医院照明标准值
4 医院照明设计建议
4.1 门诊门诊照明应满足医务人员对患者进行检查及诊断的视觉要求，并为患者营造舒适的光环境来缓解情绪压力。通常医院门诊部公共区域是人流量的主要枢纽，各类诊断治疗科室以单厅式、分厅式和集中成片式进行组合，以缩短就诊路线、便于集中管理及利于消毒杀菌。建议采用无频闪及暖色调的LED进行设计，结合智能调控技术营造温馨、和谐及舒适的照明氛围。
4.2 急诊急诊部位于医院主入口靠近住院部和手术室的地方，照明会根据急诊部视觉要求和环境条件，以嵌入式面板型灯具为主，使该区域具备合理的照度、显色性和亮度均匀的视觉环境，有利于医生快速开展紧急诊断工作，照明的色温一般选用5000K正白光，照度在300lx～500lx可调节范围，提供明亮的照明环境。
4.3 住院部病房是医护人员进行检查和治疗的交互场所，照明设计应从医护人员和病患两者的角度考虑，医护人员需要充分的照明来清晰地观察人和物的细节，患者则更期望柔和的照明环境而不产生心理压力和紧张情绪，因此一般采用分层照明，通常采用一般照明与局部照明相结合的方式。建议病房采用智能控制来调节照明，医患交互时将照明调节到最佳状态，其余时间根据一天的时间周期来调节，让患者处于一种舒适放松的状态，有利于病情的缓解及康复。
4.4 医技部医技部包括手术部、中心消毒供应部、放射科、检验科、理疗科、药房、机能诊断室和血库等功能部门。各场所照明通常设计师会采用放射状方案设计，具有层次感明显及主次分明，也可以间接性引导人流。如手术室一般为无窗房间，且为工作持续时间长，操作精细的地方，照明必须考虑如何减轻医护人员疲劳，照度保持在500lx～750lx以内，并确保手术台重点照明区域的照度在2000lx以上。
5 结束语
医院是集诊断、护理和疗养等功能为一体的综合性服务机构，在照明设计方面应基于功能和区域划分而各具特色。随着医院照明光环境高质量改善的提出，人们对照明影响情绪的研究也更深入，通过智能控制技术的融合以适宜的人性化照明来改变氛围，满足医院功能需求的同时，聚焦照明对患者和医务工作者情绪需求，让健康舒适的照明光缓解紧张情绪有益身体康复。通过对医院健康照明设计的不断探索与实践，以注重功能与满足情绪需求并存的理念发展，提升医院服务社会的重要功能与价值。
