郝洛西 | 聚焦人居健康 共创行业未来
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我国人居健康发展面临着诸多挑战，人口老龄化趋势加剧、身心疾病高发、医疗资源供需失衡、配置不均等日益严峻的人居健康问题不仅降低了大众生活品质，也制约着我国社会经济的发展。人与环境间的多维耦合作用机制和动态关系让人居健康的研究高度复杂，具有相当的难度，但又迫在眉睫、不可回避。在“健康中国 2030”国家战略的引领下，我们的研究应以问题为导向，按照“关联作用机制研究——关键性技术问题突破——示范应用与评估”的路线，开展涵盖“医、工、理、 管”等多个专业领域的全链程、系统性研究，以人居健康为目标、建成环境为载体、新兴技术为工具，学科交叉与产学研协同合作是目前该类研究的特色和优势。
人体健康与光环境之间存在着复杂的多因素交互作用和正负反馈机制。关联作用机制研究旨在厘清身心健康与光环境间的相关要素，筛选损害健康的风险因素，识别增进健康的有利因子，是光健康研究中不可或缺的基础内容。伦斯勒理工学院照明研究中心（LRC）的Mark Rea 和Mariana Figueiro团队基于光辐射对夜间褪黑激素分泌抑制影响的函数关系和人眼对光、色度、亮度的感知特性，提出了节律刺激指标（Circadian Stimulus，CS），用于衡量光照刺激对昼夜节律的影响。美国国立精神卫生研究院（National Institute of Mental Health）、萨尔克生物研究所(Salk Institute for Biological Studies) Satchidanada Panda 团队、英国圣托马斯医院的Ifigenia Kostoglou-Athanassiou和David F Treacher团队以及解放军总医院顾瑛院士团队、温州医科大学附属眼视光医院瞿佳教授团队、中国标准化研究院蔡建奇研究员带领的视觉健康与安全防护实验室、中国科学院苏州生物医学工程技术研究所史国华团队等基础医学和生命科学研究团队的大量科研成果，揭示了光照的细胞生物学效应、人体视觉、中枢神经、皮肤和代谢系统对光环境的短、中、长期响应以及不良光照环境引起屈光不正、视觉疲劳、节律紊乱、情绪障碍等健康问题的发生机制，为健康照明产品应用和工程设计中技术指标、光照参量的确定提供了理论依据，保障了光健康研究实践的科学性。
技术创新的根本目的是改善民生福祉。近年来，我国各大高等院校、科研院所及企业的研发团队瞄准世界科技前沿，前瞻布局，在光源材料及器件、电路与模块、智能控制技术与下游应用等方向上进行技术攻关，取得了大量原创成果，打破了核心技术为少数跨国公司所垄断的局面。国家“十三五”重点研发计划“战略性先进电子材料”重点专项下的“半导体照明产品全技术链绿色制造技术研究”、“新形态多功能室内照明关键技术及系统集成”、“室外照明关键技术及系统集成”、“可见光通信关键技术及系统研发”、“面向健康照明的光生物机理及应用研究”等项目对大数据、云平台与云计算、无线通信、物联网、机器学习、虚拟现实、传感器、人机交互等众多数字化信息技术与照明领域关键技术深度融合，集成应用的探索也在有序进行，技术难点不断获得突破。面向各类人居环境及不同人群的身心健康需求，革新照明光源和灯具产品的材料、制造工艺、技术参数及应用模式；深层挖掘多领域交叉、跨界集成的先进照明技术在光健康研究实践中的落脚点，构建光照环境主动式健康干预的技术体系，最终形成有益于视觉健康、改善情绪和节律的健康照明系统和针对性、系统性的健康光环境设计策略，是下一步聚力攻坚的重点。
学术研究和技术创新成果转化依托于住宅、工厂、养老、医院、学校、办公、极端环境和国防设施等各类人居环境中开展的光健康示范应用。然而，人类拥有着高度发达和复杂生理系统、高级而深层的思维活动与心理过程，人居环境也受到自然条件、政治、经济、文化、社会等因素的综合影响，相对于借助各种仪器设备、严格控制条件的实验室环境更为动态和多变，所以实验室研究结果的可靠性与可重复性有待检验，同时医学伦理问题也不断出现。以人为对象的健康照明研究从实验室到应用往往被一系列的障碍分隔，过程长期而艰难，极具挑战，很多基础研究成果难以产生实际效益。循证设计通过影响机制分析、实证、对比实验、观察和评价等方法指导理论成果转化。面向生命全周期、健康全过程，关注老龄、婴幼儿、病患等特殊人群的健康需求，应对地下空间、密闭空间、极地、深空、深海等特殊和极端人居环境给人体健康造成的不利影响，在各类人居环境中开展循证设计研究，完成工程应用实践，将成为光健康研究的重要环节。
国际照明委员会（CIE）提出了一系列光健康和光生物安全的相关标准，如2004年提出2009年更新的CIE 158:2004/2009《Ocular Lighting effects on human physiology and behavior》（视觉照明对人体生理及行为的影响）、2016年的CIE 218:2016《Research roadmap for healthful interior lighting applications》（室内健康照明应用路线图）、2017年的CIE 227:2017《Lighting for older people and people with visual impairment in buildings》（老年人和视觉障碍者的建筑照明指南）、CIES009/E: 2002 《Photobiological safety of lamps and lamp systems》(灯和灯系统的光生物安全性）等；ISO和CIE的联合工作组ISO/TC274提出了ISO/WD TR 21783《Light and lighting - Integrative lighting - Non visual effects》（集成照明设计指南—非视觉效应），德国标准化协会发布了《Optical radiation physics and illuminating engineering - Part 100: Melanopic effects of ocular light on human beings》（光辐射物理学和照明技术 第100部分：人眼部光照对褪黑激素的影响），DIN SPEC 67600-2013《Biologically effective illumination - Design guidelines》(生物效应照明设计指南）两份标准化文件，后者还对教育设施、老人家居和疗养院、医疗诊所、办公室、交通枢纽的光环境设计提出了具体建议。我国未来人居光照环境设计导则、标准及验收规范的制定在借鉴国际标准的基础上，还需结合中国国情与中国人群人眼、体质及人格特点，在建立普适性标准的同时，还应针对各类人群和人居环境的应用要求制定专门化标准。
从分子层面的关联机制研究到循证实验，从建成环境到管理策略、规范导则的制定，光健康研究是一个多主体、多维度、多层次的结构，需要不同学科的全面参与、深度协同合作。通过基础性学科与应用性学科主体的协同、自然科学研究与社会科学研究的结合，探索健康光照解决方案，优化人居环境的健康性能；通过有效利用各学科领域的实验平台和技术条件，对光照环境与人居健康的相关课题进行综合系统性研究（例如生理传感器、眼动追踪、城市大数据等创新技术，对光照环境的健康性进行主客观结合的测度）保证光健康研究的科学性与完整性，实现学术资源的最佳化配置；通过整合产、学、研、用各领域的资源优势，开展综合性和示范性的人居健康照明工程实践；突破照明领域壁垒，构建具有行业引领作用的高水平智库、学术交流平台、标准引领和技术成果转化平台，这种多学科、复合型、开拓式的共融发展模式是光健康研究实践也是照明行业发展需要采取的新模式。
中国是照明电器产品生产、消费、出口的大国，也是照明工程建设的大国。多年以来，照明行业保持着快速、稳定的发展，成绩斐然。然而产业格局不高、基础研究和先进制造技术存在短板、行业创新能力和核心竞争力不足、发展不平衡、整体实力有待提升等现状亦不容忽视。面对日益激烈的国际竞争和错综复杂、充满变数的世界经济形势，传统的以量为主的行业发展模式难以为继，加强技术研发、推进转型升级的需求极为迫切。我国13亿多的人口基数庞大，深度老龄化人口结构还将持续，与此同时国家战略对大众健康问题高度重视，人们的健康意识不断提升，健康产业蕴含着极强的内在生长力及广阔的市场前景。“人居健康”为照明行业突破发展瓶颈、实现变革与升级，创造了历史性的新机遇。因此，从顶层策略、研究设计到制造应用、检测评估，照明产业链的各环节应携手共进，抓住“光健康”这一弯道超车的窗口期，以技术创新为引领、可持续发展为目标，为我国健康事业的可持续发展、贯彻全民健康保障战略，让中国照明行业的技术创新造福于民，做出务实的贡献。
本文作者：郝洛西（同济大学建筑与城市规划学院）
作者简介：郝洛西，同济大学建筑与城市规划学院教授、博士生导师，现任中国照明学会副理事长，《照明工程学报》主编，国际照明委员会（CIE）副主席，主管出版工作。长期从事光、视觉、颜色、照明设计的教学和科研工作。承担了国家自然科学基金、国家重大研发计划、国家863高技术课题、国家科技攻关项目、国家科技支撑计划课题、上海市世博重大专项等重要科研工作。
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