老齡背景下的天津老舊住宅樓梯間照明現(xiàn)狀研究

袁 策，張明宇，李雙旭，劉繼凱，呂晨歌，劉乾昌

(天津大學(xué) 天津市建筑物理環(huán)境與生態(tài)技術(shù)重點實驗室，天津 300072)

引言

我國人口老齡化加速發(fā)展，根據(jù)第七次全國人口普查結(jié)果，與2010年第六次全國人口普查相比，60歲及以上人口的比重上升5.44個百分點[1]。到2030年，中國將成為全球人口老齡化程度最高的國家[2]。在老舊社區(qū)改造和居家養(yǎng)老的背景下，身體機(jī)能是影響老年人居家養(yǎng)老服務(wù)需求的硬性指標(biāo)[3]。其中人類視覺系統(tǒng)會隨著年齡的增長而退化，大約60歲以后，其適應(yīng)能力就會快速下降[4]。相比于年輕人，老年人對于照明環(huán)境的要求更高。因此，針對老年人視覺特點進(jìn)行有針對性的照明設(shè)計顯得十分緊迫和重要[5]，這其中老舊住宅樓梯間內(nèi)的照明情況值得關(guān)注。本文從老年人需求出發(fā)，對天津市15處老舊住宅樓梯間進(jìn)行照明數(shù)據(jù)收集及主觀問卷調(diào)查，并結(jié)合主客觀數(shù)據(jù)對樓梯間照明現(xiàn)狀進(jìn)行評價分析。

1 老年人住宅樓梯間照明需求

1.1 老年人住宅樓梯間行為活動與照明需求

老年人照明需求和老年人在住宅樓梯間內(nèi)的行為活動密切相關(guān)，圖1為老年人出入樓梯間的一般流程：

圖1 老年人出入住宅樓梯間的一般流程Fig.1 The general process of the elderly going in and out of the residential stairwell

根據(jù)老年人在樓梯間內(nèi)的行為活動可知，樓梯間內(nèi)照明設(shè)計的首要目的是滿足老年人的安全需求與生理需求，由此得出老年人在住宅樓梯間內(nèi)三個主要區(qū)域的照明需求：

(1)梯段處需求。

梯段是樓梯間內(nèi)最主要的功能區(qū)域。在夜間，不良的照明環(huán)境和身體及視覺功能的衰退會導(dǎo)致老年人在梯段行走時發(fā)生危險。因此，該處的照明要使老年人清晰地識別踏步，以保證其抬腿邁步等動作的準(zhǔn)確性，這就需要提供足夠的照度水平，而老年人保持與年輕人相同的視力所需的照明水平要提高[6]。與年輕人相比，老年人室內(nèi)照明照度標(biāo)準(zhǔn)值至少要提高2～3倍[7]。同時老年人的心理感受也是需要考慮的問題，室內(nèi)環(huán)境中照度和色溫兩個因素是相互影響的，共同對人的心理起著作用。表1列出了光源色溫與照度帶給老年人的綜合感受[8]。

表1 光源色溫與照度帶給老年人的綜合感受

(2)平臺處需求。

對老舊住宅而言，由于物業(yè)管理的薄弱，樓梯平臺經(jīng)常會存有雜物。同時對于老年人而言，平臺休息的作用十分顯著，因此該處照明需要保證地面足夠的清晰。老年人的眼部適應(yīng)能力減弱，在保證照度的同時也應(yīng)避免在連續(xù)的路徑或空間內(nèi)照度的變化過大，因為它們會在視覺上分散注意力和混淆視覺影響判斷[4]。同時針對老年人的心理特點。照度均勻度的增加也有助于提升其心理感受與安全感。若燈具設(shè)置不當(dāng)，產(chǎn)生的陰影會使老年人產(chǎn)生恐懼心理。

(3)門鎖處需求。

因為老年人對顏色的分辨能力降低，如藍(lán)色和綠色[7]，再加之視力的下降，相比于年輕群體，對于門鎖這類細(xì)致物體的識別更加困難，因此該處照明需要讓老年人快速準(zhǔn)確找到鎖芯位置，從而順利完成開關(guān)門鎖，避免因長時間開關(guān)鎖引起的急躁情緒和體能消耗。對此,為使老年人感覺視覺舒適，照明光源的顯色性指數(shù)Ra應(yīng)大于80，以100為最佳。在波長考慮上，藍(lán)光對視網(wǎng)膜有損害作用，尤其是老年人，身體各種器官都會因此受到影響，所以在照明時要考慮波長的要求，減少藍(lán)色波段光譜能量[9]。同時為順應(yīng)一天之內(nèi)的室外光環(huán)境變化，晚上宜采用2 500～3 500 K色溫的LED照明[7]。

1.2 老年人住宅樓梯間照明指標(biāo)的相關(guān)要求

表2選取了我國與以發(fā)達(dá)國家為代表的美國在樓梯間相關(guān)空間的照度參考標(biāo)準(zhǔn)。

表2 住宅及養(yǎng)老設(shè)施樓梯間相關(guān)空間照度值[10-13]

通過對比可知：

1)我國僅對樓梯間整體的地面照度標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行說明。相比之下，美國針對老年人和普通成年人在樓梯梯段和平臺處的照度都有說明。

2)針對樓梯間等輔助交通空間的照度標(biāo)準(zhǔn)值，我國僅在針對老年人照料設(shè)施建筑的《老年人照料設(shè)施建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ 450—2018)中進(jìn)行說明。而對于諸如老舊住宅等居住建筑樓梯間，《建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50034—2013)中沒有針對老年人群做照度值上的說明。

3)相比普通成年人，美國在住宅內(nèi)樓梯、平臺和走道區(qū)域針對老年人的照度標(biāo)準(zhǔn)均有提升，且針對老年人的照度值相比普通成年人在樓梯及平臺處為翻倍關(guān)系。

2 天津老舊住宅樓梯間照明數(shù)據(jù)實測

在了解老年人樓梯間照明需求的基礎(chǔ)上，為調(diào)查照明現(xiàn)狀中的問題，對現(xiàn)有住宅樓梯間照明數(shù)據(jù)進(jìn)行實測。依照《國務(wù)院辦公廳關(guān)于全面推進(jìn)城鎮(zhèn)老舊小區(qū)改造工作的指導(dǎo)意見》中提及的改造對象范圍[14]，調(diào)研對象為2000年以前建成的天津市內(nèi)老舊小區(qū)內(nèi)老舊住宅，為避免受所在轄區(qū)地域的影響，所選擇的老舊小區(qū)地點廣泛分布在天津市內(nèi)老舊小區(qū)及老舊住宅數(shù)量較多的南開區(qū)、和平區(qū)、河西區(qū)。另所選老舊小區(qū)內(nèi)同類型老舊住宅具有一定規(guī)模，以保證在后續(xù)對照明現(xiàn)狀進(jìn)行主觀評價時能夠涉及更多的老年人群體。在此原則上篩選出具有研究條件的調(diào)研地點15處，表3為所選調(diào)研地點老舊住宅基本信息。調(diào)研時間為夜間樓梯間照明正常開啟期間。

表3 調(diào)研地點老舊住宅基本信息

2.1 調(diào)研指標(biāo)及方法

老舊住宅樓梯間調(diào)研指標(biāo)分為照明空間指標(biāo)、照明環(huán)境指標(biāo)和照明參數(shù)指標(biāo)。

(1)照明空間指標(biāo)：包括樓梯形式、樓梯間平面尺寸、豎向尺寸以及樓梯間內(nèi)外部的圖像信息收集。

(2)照明環(huán)境指標(biāo)：包括內(nèi)部飾面材料反射比、燈具布置方式及位置、色溫、光源類型。

(3)照明參數(shù)指標(biāo)：包括梯段處踏步邊緣水平照度、垂直照度、樓梯平臺地面水平照度、入戶門門鎖處垂直照度、門鎖處臨近周圍照度、單元門門廳地面水平照度。

使用卷尺進(jìn)行各尺寸的測量，并使用柯尼卡美能達(dá)CL-500A手持式分光輻射照度計進(jìn)行照度、色溫和反射比的測量。測量方法參考《照明測試方法》(GB/T 5700—2008)[15]，各區(qū)域測點分布示意如圖2所示，色溫測量點與照度測量點相同。

圖2 樓梯間各區(qū)域測點示意圖Fig.2 Measuring points in each area of the stairwell

2.2 數(shù)據(jù)評價分析

(1)照明空間指標(biāo)。

調(diào)研地點中，樓梯形式方面，有13處樓梯間為平行雙跑樓梯，僅在花港里和照湖里2處為三跑樓梯，可見雙跑樓梯在老舊住宅中十分常見。在樓梯間空間尺寸方面，剔除兩個三跑樓梯間后，其余樓梯間開間差異不大，平均為2 342.3 mm，進(jìn)深為4 955.4 mm。標(biāo)準(zhǔn)層踏步數(shù)平均為16.5個，踏步寬度平均為254.7 mm，高度為163.7 mm。平臺處凈高平均為2 620 mm，門廳進(jìn)深平均為2 886.7 mm，凈高為2 046.7 mm。另調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，樓梯平臺處和門廳處經(jīng)常會有雜物堆放，侵占了一部分通行空間，其存在一定的安全隱患(圖3)。

圖3 樓梯間空間被物品占用Fig.3 Stairwell space occupied by goods

(2)照明環(huán)境指標(biāo)。

如表4所示，調(diào)研中踏步和平臺均為粗糙水泥表面，墻面和天花表面材質(zhì)為白色乳膠漆，因此踏步平臺反射比均小于墻面天花反射比。光源類型方面，除照湖里樓梯間采用冷白色熒光燈，其余調(diào)研地點均采用暖黃色白熾燈，即除在照湖里測得色溫為5 348 K外，其余地點所測色溫均為低色溫且差異不大。另外所有樓梯間都僅在樓層平臺布置燈具，這其中又分為在天花處和側(cè)墻布置兩種，根據(jù)實地觀察，在天花處布置燈具對整個樓梯平臺照射更加均勻，而在側(cè)墻布置燈具則容易出現(xiàn)照明死角且容易引起眩光。另外，樓層平臺頂部存在管線外露情況，在一定程度上對光源產(chǎn)生了遮擋，影響了樓梯間內(nèi)的照明效果。

表4 樓梯間照明環(huán)境指標(biāo)

(3)照明參數(shù)指標(biāo)。

由于調(diào)研樓梯間均僅在樓層平臺處布置燈具，因此在梯段處對各跑段分別統(tǒng)計。統(tǒng)計結(jié)果如圖4所示。

根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果，各樓梯間踏步邊緣水平照度、垂直照度差異明顯，然而整體照明水平不高，兩者的最大值僅為14.3 lx和15.6 lx。分跑段看，踏步邊緣水平照度一跑段數(shù)值與二跑段差異不大。垂直照度則由于二跑段測點無直接光源照射，數(shù)值明顯低于一跑段，最高僅為1.1 lx。

平臺處、門廳處、門鎖處照明指標(biāo)統(tǒng)計結(jié)果如圖5所示。

平臺方面，由于中間平臺無燈具布置，因此各樓梯間中間平臺地面水平照度較低，均值僅為1.6 lx。相比之下樓層平臺地面水平照度差異明顯，最高值達(dá)到21.6 lx，最低值為3.3 lx，然而均未達(dá)到GB 50034—2013中樓梯間地面的照度標(biāo)準(zhǔn)值50 lx。 均勻度方面，除吉星北里和照湖里平臺面積較大且燈具位置設(shè)置不當(dāng)造成的照射不均情況外，其他調(diào)研地點樓層平臺照度均勻度均在0.5以上。

各樓梯間入戶門門鎖處垂直照度數(shù)值差異較大，最大為21.3 lx，最小僅為2.3 lx。入戶門門鎖處周圍臨近照度與入戶門門鎖處垂直照度則幾近一致。

由于所有樓梯間門廳處均沒有單獨的燈具設(shè)置，門廳處只能依靠首層平臺處的光源照射，加之二層梯段的遮擋，即使是人通行的有效區(qū)域，門廳地面照度值較低，均值僅為2.5 lx，均勻度范圍則從0.1～0.8，差異較大。

圖5 平臺處、門廳處、門鎖處照明指標(biāo)統(tǒng)計結(jié)果Fig.5 Statistical results of lighting indicators at the platform, foyer and door lock

3 現(xiàn)狀照明環(huán)境主觀評價分析

在現(xiàn)狀照明數(shù)據(jù)測量的基礎(chǔ)上，針對老舊住宅樓梯間現(xiàn)狀照明進(jìn)行主觀評價。被調(diào)查者為60歲及以上人群且具有自主行動能力。同時為進(jìn)一步了解年齡差異對照明環(huán)境感知的差異，對60歲以下居民發(fā)放問卷作為對照。對滿意程度的考察使用語義差異量表，由被調(diào)查者用1～5尺度進(jìn)行評價。問卷填寫地點為樓梯間內(nèi)，以保證被調(diào)查者能夠直觀地對樓梯間內(nèi)各區(qū)域照明環(huán)境進(jìn)行評價。

3.1 問題設(shè)置

針對樓梯間各個區(qū)域設(shè)置不同的評價要素。具體問題設(shè)置如表5所示。

表5 調(diào)查問卷設(shè)置

3.2 不同年齡段人群樓梯間照明需求差異分析

本次共收集242份有效問卷，其中60歲以下人群占41.3%，60歲及以上人群占58.7%。通過SPSS對問卷信度和效度的分析，問卷結(jié)果可靠性較高且結(jié)構(gòu)效度良好。

相比年輕人群，老年人群在視覺系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和生理上均有明顯衰退，因此需要匹配更高的照明水平以滿足老年人群的需求，為驗證這一結(jié)論，首先將60歲及以上和60歲以下兩組人群評價結(jié)果進(jìn)行對比，如圖6所示。

圖6 兩個年齡段人群問卷數(shù)據(jù)結(jié)果對比Fig.6 Comparison of the results of questionnaire data for two age groups

從結(jié)果可以看出，60歲及以上人群對樓梯間照明現(xiàn)狀的評價大多低于3分，處于不滿意區(qū)間，且各評價要素滿意程度都要低于60歲以下人群，這說明在樓梯間內(nèi)，相比年輕人群，老年人群需要更高的照明水平。為進(jìn)一步研究兩組人群在各評價要素上的評價結(jié)果是否存在明顯差異，采用獨立樣本t檢驗分析兩組人群的評價結(jié)果，如表6所示。

表6 兩組不同年齡段人群針對樓梯間照明現(xiàn)狀主觀評價獨立樣本t檢驗結(jié)果

在t檢驗結(jié)果中除Q7、Q10的顯著性指標(biāo)大于0.05外，其余各項顯著性均小于0.05。即兩組人群在樓層平臺地面均勻度及光色氛圍滿意信度的評價上不存在明顯差異。而其余各評價要素的評價存在明顯差異。此外，雖然60歲以下人群的評價高于60歲及以上人群，但距滿意程度仍有差距，這也進(jìn)一步說明了現(xiàn)有老舊住宅樓梯間照明水平較低，需要加以提升。

3.3 老年人群主觀評價結(jié)果分析

60歲及以上老年人群各項評價為一般及以下所占比例(評價3分及以下)和數(shù)據(jù)特征如圖7、圖8所示。

(1)梯段處評價。

相比于上樓過程，下樓過程中60歲及以上人群評價為一般及以下所占比例更高，同時從均值看，上樓過程對踏步邊緣和表面識別的滿意程度要略高于下樓過程。因此判斷該人群下樓過程中對踏步的照明水平要求更高。此外，無論是上樓還是下樓，即使是調(diào)研數(shù)據(jù)最大值，也均未達(dá)到滿意程度，由此表明，60歲及以上人群對踏步照明現(xiàn)狀滿意程度較低。

圖7 60歲及以上人群評價一般及以下滿意程度所占比例Fig.7 The proportion of people aged 60 and over who rated as general or below

圖8 60歲及以上人群問卷數(shù)據(jù)特征Fig.8 Characteristics of questionnaire data of people aged 60 and over

(2)平臺處評價。

60歲及以上人群對平臺地面識別及均勻性評價為一般及以下所占比例分別為53.3%和40%，從均值看為一般滿意程度，明亮程度方面則所占比例更高，達(dá)到66.7%，調(diào)研中最小值甚至低于2分。由此表明，現(xiàn)狀平臺處的照明均勻性基本達(dá)到滿意程度，然而照度水平還需提升。

(3)入戶門門鎖處評價。

60歲及以上人群對門鎖識別及門鎖處明亮程度評價為一般及以下所占比例分別為66.7%和60%。從均值看，該人群對于門鎖識別性評價為2.88，略低于一般程度。對門鎖處明亮程度的評價，各調(diào)研地點差異較大。然而從總體評價來看，門鎖處照明現(xiàn)狀距離滿意程度仍有一定差距。

(4)單元門門廳處評價。

60歲及以上人群對門廳照明環(huán)境的適應(yīng)性及門廳地面情況的識別性評價為一般及以下所占比例分別為46.7%和73.3%。從均值看，該人群對門廳照明環(huán)境的適應(yīng)性為一般滿意程度，對門廳地面情況的識別性評價則略低于一般程度，且兩項調(diào)研最大值也均未達(dá)到滿意程度。

(5)光色氛圍及整體照明評價。

60歲及以上人群對光色氛圍評價為一般及以下所占比例為40%。從均值看，該人群對光色氛圍評價為3.20，略高于一般程度，調(diào)研最大值為3.82，接近滿意程度。最小值2.50則是在唯一使用高色溫光源的照湖里小區(qū)獲得?？傮w上看，暖黃色的光色更受該群體歡迎，但由于使用高色溫光源的樓梯間有限，因此還需進(jìn)一步驗證。

在樓梯間整體照明評價方面，所得均值僅為2.75，低于一般滿意程度，最小值則低至1.67，加之評價為一般及以下所占比例為67.7%。由此表明，該人群對現(xiàn)有樓梯間照明情況并不滿意。

4 照明實測數(shù)據(jù)與主觀評價數(shù)據(jù)結(jié)合分析

將照明實測及主觀評價兩部分?jǐn)?shù)據(jù)按照樓梯間不同區(qū)域的需求進(jìn)行主客觀數(shù)據(jù)結(jié)合，運用SPSS分析60歲及以上人群在樓梯間內(nèi)照明需求與照明指標(biāo)的相關(guān)性，包括相關(guān)關(guān)系及緊密程度，方法為Pearson相關(guān)系數(shù)法[16]。

(1)梯段處需求與照明指標(biāo)相關(guān)性。

將Q1～Q5與梯段處照明指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析(表7)。該人群上樓和下樓過程中對踏步邊緣、表面情況識別及明亮程度的滿意程度與踏步邊緣水平照度的相關(guān)系數(shù)均大于0.8，呈高度正相關(guān)。

表7 梯段處主觀評價與照明指標(biāo)的相關(guān)性

(2)平臺處需求與照明指標(biāo)相關(guān)性。

主觀評價視看平臺為樓層平臺，將Q6～Q8與該處照明指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析(表8)。平臺地面識別和明亮程度的滿意程度與平臺地面水平照度相關(guān)系數(shù)大于0.7，呈顯著正相關(guān)。對于地面均勻度的滿意程度與平臺地面照度均勻度相關(guān)系數(shù)大于0.8，呈高度正相關(guān)。

表8 平臺處主觀評價與照明指標(biāo)的相關(guān)性

(3)門鎖處需求與照明指標(biāo)相關(guān)性。

將Q9、Q10，與入戶門門鎖處照明指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析(表9)。對于門鎖識別和明亮程度的滿意程度與門鎖處垂直照度的相關(guān)系數(shù)大于0.8，呈高度正相關(guān)。

表9 門鎖處主觀評價與照明指標(biāo)的相關(guān)性

(4)門廳處需求與照明指標(biāo)相關(guān)性。

將Q11、Q12與門廳處照明指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析(表10)。門廳照明環(huán)境適應(yīng)程度滿意度與門廳地面水平照度(有效區(qū)域)的相關(guān)系數(shù)為0.559，呈顯著正相關(guān)。門廳地面識別滿意程度與門廳地面水平照度(有效區(qū)域)和門廳地面有效區(qū)域照度均勻度的相關(guān)系數(shù)分別為0.781和0.642，呈顯著正相關(guān)。

表10 門廳處主觀評價與照明指標(biāo)的相關(guān)性

(5)樓梯間光色滿意度與照明指標(biāo)相關(guān)性。

樓梯間光色氛圍滿意度與色溫的相關(guān)系數(shù)雖然為-0.512(表11)，表現(xiàn)出一定的對暖黃色氛圍滿意的傾向，然而由于顯著性指標(biāo)大于0.05，因此不能判斷顯著相關(guān)。

表11 光色氛圍主觀評價與照明指標(biāo)的相關(guān)性

(6)樓梯間照明整體滿意程度與照明指標(biāo)相關(guān)性。

將Q14與各照明指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析(表12)。樓梯間整體照明滿意度與踏步邊緣水平照度、樓層平臺地面水平照度、入戶門門鎖處垂直照度的相關(guān)系數(shù)大于0.7，呈顯著正相關(guān)。與門廳地面水平照度(有效區(qū)域)無顯著相關(guān)性。

表12 樓梯間整體照明滿意度主觀評價與照明指標(biāo)的相關(guān)性

5 結(jié)論及討論

通過以上分析可以得到結(jié)論如下：

1)60歲及以上人群對樓梯間內(nèi)各區(qū)域照明現(xiàn)狀評價未達(dá)到滿意程度。此外，其對梯段處、平臺處、入戶門門鎖處、單元門門廳處和樓梯間整體照明的滿意程度均低于60歲以下人群，且除樓層平臺地面均勻度和光色氛圍滿意度外均存在顯著差異。其次，由于現(xiàn)狀樓梯間內(nèi)多采用低色溫光源，老年人光色氛圍滿意度與色溫的關(guān)系尚不明晰，需進(jìn)一步驗證。

2)60歲及以上人群對樓梯間照明整體滿意程度與踏步處照度、平臺處照度和門鎖處垂直照度呈正相關(guān)。其中梯段處照明需求與踏步處照度呈正相關(guān)，平臺處照明需求與平臺處照度和均勻度呈正相關(guān)，門鎖處照明需求與門鎖處垂直照度呈正相關(guān)。

因此，針對以上結(jié)論，基于老年人特殊的視覺特征，其居住空間的照明設(shè)計上應(yīng)有足夠的針對性[17]。在多為老年人使用的住宅樓梯間，照明指標(biāo)應(yīng)根據(jù)老年人需求進(jìn)行進(jìn)一步研究，并通過現(xiàn)有環(huán)境的調(diào)整及改善，適應(yīng)老年人的使用安全和舒適需求。同時，一個好的光環(huán)境不僅可以影響老年人的視覺功能，而且對于老年人的心理健康有著很好的輔助作用[18]。