郝洛西自述

我的研究领域——建筑与城市光环境,源自我在同济大学博士阶段求学时的研究方向。作为同济学人代表,我的两位导师王季卿先生和杨公侠先生,是他们带我进入视觉与照明这个崭新而富于挑战和创新的领域。广博严谨的同济学人风范和同舟共济的同济大学精神,成为我在科技创新与教书育人职业中的一种情怀,影响至深。两位先生孜孜不倦、宁静淡泊的学术境界,让我心存敬仰。我期待能够在我的执教生涯中,秉承他们的工作作风和价值理想,倾力教育、治学严谨、无怨无悔。坚守他们的独立精神和学术追求,执着奉献、务实创新,服务社会。

宜居城市环境品质提升关键问题与研究路径

我国城市已迈入以品质提升为主的转型发展新阶段,宜居环境建设成为城市发展的新理念、新目标。本文介绍了“城市可度量、居民能感知、方法更本土、技术高融合”的城市环境品质提升策略与路线,重点阐述了“宜居城市环境品质评价和提升的本土化理论方法”“城市道路慢行系统与空间环境的适应性改造”“城市声、光、热环境品质的协同提升”与“城市宜居环境综合品质预测模型及应用”四大关键问题,以期构筑“新标尺”,支撑对城市环境品质的精确测度与科学提升。此外,本研究还就数智技术驱动下城市环境品质提升模式的创新与变革进行了探讨。

视觉舒适感导向下的媒体立面动态照明评估--基于实验室与城市环境的比对分析

健康城市背景下的各类建设活动不断强化对公众生活的健康关护,作为我国城市夜景建设的重要组成,媒体立面动态照明由于基础研究不足、标准规范缺失等问题引发了众多社会与环境问题。研究设计并搭建了一套用于评估媒体立面动态照明舒适感的实验装置,结合主观量表与眼动数据探讨了光色、动态持续时间、观察距离等关键变量下观察者的视觉舒适感变化规律。随后通过城市环境实验对实验室结论进行验证,结果表明二者在结论上具有较好一致性。具体包括:距离变量下,观察距离越远,舒适感越高。亮度变量下可接受的亮度水平内亮度升高舒适感上升,当亮度超出可接受范围时,更高亮度会引起舒适感的快速下降;最高亮度相较于平均亮度更易引发不适感。动态持续时间变量下,舒适感与动态时长以正比关系为主导;多数被试更偏好3 s及以上的动态持续时间。光色变量下,在可接受的刺激强度内彩色光对个体间的影响差异明显,而白光提供的舒适感水平较为统一;当刺激超出可接受范围时,彩色光会带来更强不适感。同期结合研究结论提出媒体立面设计和管控过程中的相关建议和待完善内容,以助力媒体立面实践管控和后续更深入、广泛的研究。

光的非视觉生物效应评价方法及其质量评估模型的构建

为提高光的非视觉生物效应研究方法选取提供科学依据,本研究采用文献分析法搜集筛选有效文献240篇对光的非视觉生物效应相关的认知/注意力水平、警觉度、情绪、睡眠质量、节律相位等5个人体指标的25种评价方法进行比较评估。研究结果:(1)提出由“方法设计”、“心理学评价特征量”和“方法在光环境研究中适用性”三个维度的14个方法质量评估指标组成的方法质量评估模型;(2)构建适用于综合光环境研究的非视觉生物效应评价方法质量评估模型;(3)提出不同光环境特征量化分析方法。光的非视觉生物效应评价方法质量评估模型的建立可以为不同类型的光环境研究提供方法选取的依据和推荐,从而为光环境人因工程学研究的方法论提供理论基础。

综合医院天然采光优化设计研究——以台州湾医院一期项目方案设计为例

大型综合医院为了满足高效医疗的功能,往往布局集中,体块敦实,缺乏足够的采光面。光与健康息息相关,良好的天然光环境也有助于患者的身心健康。以台州湾医院一期项目方案设计为例,选取患者使用最为频繁的三个空间:大厅及医疗街、门诊模块、病房,进行健康光环境的优化设计策略探讨,并建立参数模型模拟室内天然光环境,以动态采光指标为评价标准,针对不同空间类型,通过增加通高层数、拆分医疗街和诊疗模块、改变朝向等方式优化室内天然光环境,并计算优化比例,形成了“结合项目提出设计策略”——“建立参数模型量化分析”——“以数据论证设计策略”的综合医院的健康采光设计方法。

关于《照明环境、计量和非视觉响应》的编者按

《“健康中国2030”规划纲要》将全民健康提升到国家战略层面,这对我国照明设计实践与研究产生深远影响。纵观国内既有研究,关于非视觉计量方法的创新研究甚少,因此,亟须拓宽原有视野和思维,在交叉学科研究中产生新的思路与方法。荷兰与英国研究团队梳理了国际标准CIE S 026:2018及工具箱,解释并讨论了一个标准化的光计量方法,并提供了该方法在实践中的应用示例,对我国健康照明的发展有一定指导作用。

基于Meta分析的睡眠环境照明策略研究

睡眠环境中的光线与睡眠健康紧密相关。本文采用循证研究的荟萃分析(Meta分析)手段,分析了强光刺激、高色温光照、蓝光限制照明等不同强度、光谱特征的光刺激,在不同作用时间对褪黑激素暗光下分泌起始时间(DLMO)、睡眠效率与入睡潜伏期的影响。结果显示,无论昼夜节律、睡眠质量均受到光照非视觉生理效应的调节,但不同光照参数对昼夜节律和睡眠质量的调节效应有显著差别。总体上看,时间参数在决定昼夜节律、质量方面均起到重要作用;其次,昼夜节律指标变化呈光照强度依赖,但未发现睡眠质量指标变化与光照强度之间的明显相关性;睡眠期间极低强度光照持续作用,也将造成严重的睡眠质量破坏;此外,全天性的光环境设计更有助于改善睡眠健康。最后,在荟萃分析证据集成的基础上,本文根据“睡眠—觉醒”双过程理论,从昼夜节律和睡眠稳态两个方面,就如何通过室内照明支持睡眠健康,提供了策略建议。

南极无人观测站室内光照色温对监控图像质量的影响研究

南极无人观测站可突破人类生理限制、持续高效工作,而高品质监控画面可提升观测站无人状态下的运维效果,其与监控摄像机所处的室内光环境密切相关。对智能照明调光技术的过往研究多集中在环境照度与图像质量的关系上,且多采用主观评价手段、缺乏对环境色温与图像质量关系的客观定量研究。本研究将采用机器视觉图像质量评价体系(MVB)作为评价标准,选取华为实验室推荐的清晰度、色差、饱和度等关键指标,在模拟极昼极夜状态下客观评价无人观测站3 000~6 000 K室内光照色温下的监控图像质量,选取图像质量最高时的色温段(3 500~4 500 K)作为其智能照明系统的调光预设指标,为类似智能照明系统的调试及程序预设提供参考。

南极Dome A地区低温低压环境下智能照明控制技术探索

南极内陆Dome A地区极端恶劣的环境对科考人员的生理极限及作业效率构成了严峻挑战,而无人观测站可突破人类生理限制,持续高效工作,其关键运维技术,包括智能照明控制技术等越发受到各国重视。本文在总结Dome A地区遥远、低温、极夜、白化天等不利影响因素的基础上,探索适应该区域极端环境、满足科考人员工作需求、便于远程及现场操作的智能照明系统运维模式,进行满足极昼极夜环境下无人观测站室内监测及维护需求的智能照明适宜技术选型。通过对铱星传输模块、Wi-Fi无线网关等子系统的组合,提出可耐受Dome A地区低温低压环境的现场照明监控设备控制方案,对南极无人站区的建设及相关智能照明控制技术的发展具有指导意义。

光与健康的研究动态与应用展望

随着照明科技的发展,光照环境的研究与应用已经从视觉功效拓展到情绪、睡眠、认知、节律等多个方面,光与健康成为了未来照明领域发展的新方向。本文回顾了光与健康的研究历程,分析了人因健康照明的各个要素,总结了光生物安全和光的疗愈作用,提出了光与健康研究、设计与应用的未来方向,展望了光与健康的前沿科技以及循证设计的必要性,对目前光与健康领域进行了全方位的综述。

健康导向的参数化病房采光设计——以重庆智慧医院设计为例

医疗建筑最重要的功能之一便是为病人提供疗愈空间,而病房则是医疗建筑中占比最大,也是住院患者长期生活的空间,因此病房的天然光环境无时无刻不在影响着病人的健康。为了在医院设计中营造健康疗愈的病房环境,结合参数化设计的手段建立参数模型来优化天然采光:将住院楼布局形态、护理单元布局、采光口尺寸等参数与采光效果建立对应关系,进行模拟采光分析,并以动态采光评价指标作为评判依据进行评价从而优化相关参数,提升采光效果。以实际项目——重庆智慧医院的优化设计为例,通过调整住院楼形态、采光口尺寸以及外遮阳板参数等相关要素,优化病房室内光环境,为患者营造健康疗愈的病房空间。

中国城市照明规划的探索与实践——中国城市照明规划20年回顾

文中主要就我国近二十年城市夜景照明规划与建设工作进行了梳理和总结。分别介绍了中国城市照明建设与规划的概况、各城市的照明规划实践和大事件契机下的城市夜景照明规划的发展。最后展望了未来城市照明可持续发展之路。

南极与照明科技

南极特殊的自然环境和极昼极夜现象对于科考队员的身心健康产生了较大的负面影响。本文基于中国第29次南极科学考察,针对南极站区光环境特点,提出了相应的光环境设计策略,旨在整合光的视觉效应、情感作用及生物效应三方面,创造出健康的南极科考站区光环境,并对半导体照明科技在南极站区光环境的应用和其他领域的发展前景进行了初步的展望。

面向人居健康的城市夜景照明:进展与挑战

近年来城市化建设、夜景经济、国内外重大事件活动等多重有利因素带动了城市夜景照明需求的持续、快速增长。然而在城市亮化热潮之下,过度照明、光污染等问题亦日益凸显。本文通过机理与实证文献研究,剖析了城市夜景照明问题对视觉、生理、心理健康的多重影响及其存在的疾病风险,探讨了显著影响人体健康的夜景照明要素与其特征;从人居健康的角度分析了我国城市照明管控措施优化的迫切性;展望了宜居、宜业、宜游城市夜景照明的健康发展路径。

基于LED光源特性的半导体照明应用创新与发展

LED步入普通照明,正在孕育着一场新的变革。文中提出利用光的非视觉生物效应、以昼夜节律光生物学理论为基础的光健康理念是人居光环境半导体照明研发与应用的新方向;另外对LED超越照明的应用进行了展望;最后提出了半导体照明创新发展的技术路线。今天的LED照明,跨越了颜色科学、光学、数字控制技术等多个学科,我们必须重新思考模式与路线问题。

LED光源的光谱能量分布(SPD)对步行空间颜色识别的影响研究

在中间视觉条件下,人眼视网膜内的锥状细胞依然活跃,使得颜色识别也是人行空间照明中的重要视觉作业。本文通过步行空间照明场景的模拟实验,在4m的距离下辨认四对色卡的颜色,以获得人行道路中LED光源SPD对于颜色识别能力的影响。研究结果显示:在不同适应亮度环境分组中,色温对颜色识别的影响均具有统计学意义上的显著性,4000K色温时对颜色识别的准确率均为最高,且判断误差也最小,而2700K和6500K均次之。实验获得了色温对于识别单个颜色的影响情况。

关于购物环境视觉诱目性的主观评价研究

对提高购物环境视觉诱目性的照明条件作了分析研究．使用了一系列语意差别量表对3种不同类型的商业空间进行了视觉环境的主观评价．实验中使用了15张彩色幻灯片，采用因子分析法对数据进行处理．结果显示，亮度分布、光色、造型立体感在购物环境视觉诱目性的主观评价中起着重要的作用．

南昌红谷滩新区城市形象规划设计

随着我国城市化进程的加快．城市的整体环境形象品质已成为衡量城市文明程度高低，经济发展快慢的重要标志之一。目前．我国在构成城市形象的重要因素——城市环境色彩和城市照明方面．显得力量薄弱．发展滞后．导致我国大部分城市环境色彩和夜景照明处于无序建设、各自为政、个性模糊的不理想状态。在城市规划建设初期．对城市环境色彩和夜景照明分别进行专项规划．既是塑造城市形象、美化城市环境、体现城市特色的不可缺少的环节．也为我国国情所迫．是时代发展的需要。

LED光源的光谱能量分布对人行空间面部辨识的影响研究

本文采用场景模拟实验研究LED光源的光谱能量分布(SPD)对面部辨识的影响。在室内建立人行步道的照明场景,被试在给定4m距离条件下观察位于步道灯前方的陌生人,通过改变该陌生人面部垂直照度,获得不同SPD的LED光源下的面部辨识能力。经数据统计分析,当地面平均照度较低时,光源色温对面部辨识的影响具有统计学意义,且蓝光含量较低的LED光源对于面部辨识更有利,蓝光含量越高对面部辨识越不利。实验也获得了不同地面平均照度情况下,满足面部辨识所需的最小垂直照度和相应半柱面照度的数值。