494-基于视觉诱发脑电的室内光舒适方法研究.pdfVIP

基于视觉诱发脑电的室内光舒适方法研究 1 青岛理工大学 辛淞 胡松涛 管宏宇 摘 要：目前对于室内光环境评价的方法，主要采用问卷调查的形式，此类方法主观性 较强，不能很好地对光环境进行定量评价。 本文采用视觉诱发脑电，实测在不同颜色LED 灯光刺激条件下的视觉诱发脑电的变化， 根据其各项基本参数及脑电波形，结合被受试者的主观评价，寻找两者的联系和规律，进而 建立基于视觉诱发脑电的对于不同室内灯光的评价体系。并根据结果对人工照明的光环境设 计提供参考。 关键词：光环境；视觉诱发脑电；评价方法 1.引言 [ 1] 人们大部分时间处于室内环境，87% 以上的外部信息量是通过视觉获取的 ，良好的室 内光环境，可以提高人们生活品质和工作效率[2] 。有很多学者相继对采用不同的方法，对 建筑光环境进行分析与评价。 陈仲林等人[3]提出了建筑室内光环境评价方法。主要通过相关专家确定影响室内光环 境的各项因素以及各因素的占得权重，进而将主观问卷得到的结果进行处理，最终得到对于 该室内光环境的评价得分。 中国建筑科学院物理研究所肖辉乾教授、张耀根教授，重庆大学陈仲林教授及湖北孝感 学院王建华副教授利用模糊数学方法对照明光环境进行了评价。该方法考虑了室内光环境质 量等级界限的内在模糊性，但是在评价过程中数据往往是由评价者人为给定的，并非精确测 量给出的 [4] ，缺少系统客观的评价参数，主观性较强。 脑电波是大脑皮质神经元具有的生物电活动，与人体各种生理活动息息相关，人体对于 光环境的生理反应可以用视觉脑电波的变化来表征。因此，如果能以视觉诱发脑电为依据， 从生理学角度，建立室内光环境客观评价体系，对室内光环境的评价和设计具有重要意义。 本文以LED 灯光作为光源，探究视觉诱发脑电与光环境的联系。使用红、黄、绿三种 颜色的LED 灯，分别对眼部进行刺激，使大脑产生视觉诱发脑电，将其与被受试者的主观 评价相结合，探究视觉诱发脑电与灯光之间的关系。研究发现，视觉诱发脑电的部分参数存 在“舒适区间” ，对应参数的数值过大或过小，都表明灯光使人眼产生不适感。并且当舒适度 较低时，在脑电波形上也会有体现。 2.实验概述 本实验研究在人工气候室内进行，室内保持明亮且不刺眼的光环境，采用LED 闪光灯 1 辛淞（1993- ），男，汉族，山东青岛人，硕士研究生，研究方向为列车及建筑空调与节能技术，联系电 话E-mail ：xinsong122@126.com 通讯地址：山东省青岛市市北区抚顺路11 号青岛理工大 学，邮编：266033 编号和名称基于生物电的声、光、热交互作用及综合舒适度机理研究 1 对被测试人员的眼部进行稳定光刺激。为使受试者眼部得到充分休息，刺激时间间隔为 10ms，刺激频率为1.5Hz。共有红、黄、绿三种颜色的灯光工况，每种颜色进行两次实验， 以避免偶然因素的影响。每次脑电记录结束之后需休息3 分钟，使神经细胞恢复到初始状态， 避免多次实验累积的疲劳对结果产生影响。 使用采集仪记录产生的视觉诱发脑电，在被测试人员头部的枕区安放记录电极，记录产 生的诱发脑电。在头顶安装参考电极，在额头贴放人体地线，以排除无关脑电以及人体其他 生理电信号的干扰。每次完整的脑电记录需重复200 次刺激，采用叠加相消的原则进行处理， 进一步去除其他无关脑电的影响。 图1 诱发脑电采集仪 图2 测点布置示意图 3.数据分析 被测试人员共20 人，每名被测试人员在同一颜色的两次测试中，实验结果重复性高。 测试结果大致相同，可以认为结果真实反映了不同灯光产生的视觉诱发脑电。对记录的视觉 诱发脑电各基本参数进行处理，分别从个体均值与整体均值两个角度研究其规律。并结合波 形特点，研究如何通过波形分析光的舒适度。 3.1 灯光主观评价 在每种颜色第一次记录视觉诱发脑电之后，让被测试人员对灯光做出评价，分为舒适、 可接受和不舒适三个等级。具体结果见下表。