室内照度和色温对工作效率的影响研究

摘要

在能源、健康、环境等问题日益严重的今天，健康、节能、舒适的室内空间环境已经成为人们研究与追求的热点和趋势。只有具有良好的室内环境，人们才能安全、舒适和高效的工作或进行其他活动。当今人类大部分时间是在室内的工作环境中度过，这在亚洲地区尤为明显，工作时间加长，加班已经成为常事，因此改善室内环境对提高人员健康水平和工作效率具有重要作用。　　光环境是室内环境的重要组成要素之一，而照度和色温是影响光环境的重要原因，光环境不仅会通过视觉效果直接影响工作效率，还会通过影响注意力、唤醒水平和工作积极性，从而间接影响工作效率。现有研究表明，照度的改变会影响工作效率，但关于照度和色温对脑电信号和工作效率的影响研究都相对较少，而且缺乏一个系统的、定量的工作效率评价方法。因此，建立照度、色温与工作效率的综合评价方法是十分有意义的。　　本文通过研究室内照度和色温对工作效率影响的生理和心理机制，以期建立一套工作效率的综合评价方法。首先，本文介绍了室内光环境的组成要素和特点以及光环境对视觉效果的影响，同时结合神经科学、医学和心理学等方面的知识，分析了工作效率的生理和心理调节机制，介绍了工作效率的主观评价、生理评价和任务评价三种方法，并选取了具有代表性的认知能力测试项目。然后，对实验方案进行了详细设计，实验包括认知能力测试实验和脑电信号采集实验两部分，通过实验获得不同照度和色温环境下的主观评价结果、认知能力测试结果和脑电信号。本文采用经验模态分解（EmpiricalModeDecomposition，EMD）方法对采集的脑电信号进行分解，分解得到脑电信号的多个特征模态函数，根据分解后的特征模态函数提取脑电信号的能量特征，并形成能量特征矩阵，然后采用支持向量机方法对脑电信号进行分类，分类结果表明该方法能较好的实现对注意力相关脑电信号的识别。最后，本文分析了认知能力测试结果随照度和色温的变化规律，以及认知能力测试结果与照度和色温变化的相关性，并综合主观评价、生理评价和任务评价的分析结果，可知室内照度和色温变化会影响人的主观感受、脑电信号的变化以及完成认知任务的能力，三者共同决定工作效率的输出。

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