節(jié)律照明-黑視素通量、M/P比率、黑視素等效日光效率

（Mel、M/P、MDER）

人因照明中的節(jié)律照明細(xì)分領(lǐng)域逐漸被人們所知悉掌握，并在燈具測試報(bào)告中顯示節(jié)律照明關(guān)注的黑視素通量（Melanopic Flux）、M/P比率（M/P Ratio）、黑視素等效日光效率（MDER），以及380-780nm范圍內(nèi)以1nm為間隔的光譜能量分布。

　　節(jié)律照明的三個(gè)參數(shù)，可以用1nm間隔的光譜能量分布Φe(λ)計(jì)算得出。將光譜數(shù)據(jù)帶入CIE S 026 alpha-opic Toolbox計(jì)算工具，即可得到相應(yīng)的數(shù)據(jù)。

黑視素通量（Melanopic Flux）

定義：表示光源發(fā)出的光對人體黑視素受體產(chǎn)生刺激的光通量，反映了光對人體生物鐘調(diào)節(jié)的潛在能力。

計(jì)算方法：

黑視素通量（Melanopic Flux，簡稱：Mel）。通過光譜功率分布加權(quán)黑視素敏感曲線S_mel(λ)（ipRGC響應(yīng)曲線即為黑視素敏感曲線）積分得出。一般來說，黑視素通量越高，燈具越能實(shí)現(xiàn)更高的黑視素照度，直接作用于ipRGC細(xì)胞，進(jìn)而影響褪黑素的合成。

M/P 比率（M/P Ratio）

定義：這個(gè)比值表征的是光譜中含有黑視素敏感成分的多少，是黑視素通量與光通量的比例，用于評估光對人體生理節(jié)律和視覺功能的綜合影響。

計(jì)算方法：(參考：美國建筑標(biāo)準(zhǔn)Well 的V2 版本的附錄L1，第79頁)

　其中：

黑視素函數(shù)前置系數(shù)：832lm/W

明視覺光譜V(λ)效能最大值系數(shù)：683lm/W

　　Φe(λ)：待測光源光譜曲線

　　V(λ)：明視覺光譜曲線

S_mel(λ)：黑視素敏感曲線（ipRGC響應(yīng)曲線）

在S026標(biāo)準(zhǔn)中，有定義類似的表征量，稱為α視覺流明輻射效率(ELR)，對于黑視素敏感曲線來說，記為K_mel，v，其計(jì)算公式為：

其單位為mW/lm, K_mel，v與M/P Ratio的關(guān)系為：

M/P Ratio比例越高，同樣的光通量越能有效抑制褪黑素的合成，一般需要警醒的場合常需要燈具具有較高的M/P Ratio，例如：學(xué)習(xí)、工作場合。

黑視素等效日光效率（MDER）:

定義：衡量照明在模擬自然日光對人體節(jié)律調(diào)節(jié)效果方面的能力，反映了光源的黑視素通量與具有相同照度的標(biāo)準(zhǔn)日光的黑視素通量的比值。

CIE選擇標(biāo)準(zhǔn)日光D65作為參照光譜，按照公式

計(jì)算D65的黑視素視覺流明輻射效率：

S026 標(biāo)準(zhǔn)中的表A.1有其計(jì)算值，為1.326mW/lm。MDER的英文全稱是Melanopic Daylight(D65) Efficacy Ratio，其計(jì)算式為：

其中：其分子表示待測光源抑制褪黑素的能力，分母表示標(biāo)準(zhǔn)照明體D65 抑制褪黑素的能力。

MDER與M/P之間的關(guān)系呈線性關(guān)系，如下計(jì)算公式：

　　如果MDER比值大于1，說明與標(biāo)準(zhǔn)照明體D65相比，待測光源一直褪黑素的能力更強(qiáng)，反之較弱。

MDER可以直接與建筑照明的照度進(jìn)行換算，此時(shí)對于節(jié)律照明來說常用的參數(shù)為黑視素等效日光照度（Melanopic Equivalent Daylight(D65)Illuminance,簡稱：MEDI，記為。在建筑照明對于有特定節(jié)律要求，抑制或不抑制褪黑素要求的情況下，可以規(guī)定在標(biāo)準(zhǔn)照明體D65對照下所需要的照度。燈光設(shè)計(jì)師根據(jù)光源的抑制褪黑素與D65抑制褪黑素的能力相比較，利用MDER可以直接計(jì)算出為滿足照明標(biāo)準(zhǔn)要求，需選用多少照度的燈具，其計(jì)算公式為：

此時(shí)MDER的實(shí)際意義就非常明顯，一般建筑要跟自然采光相比較，如果要實(shí)現(xiàn)同樣的警醒效果，對于MDER大于1的產(chǎn)品，可以用更低的照度來實(shí)現(xiàn)，反之則要用更高的照度。

參考文獻(xiàn)：

[1] 康玉柱.節(jié)律照明表征參數(shù)的概念與計(jì)算[J].中國照明電器,2021,1(1)

[2] CIE S 026/E:2018標(biāo)準(zhǔn)《光敏視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞受光響應(yīng)的光輻射計(jì)量系統(tǒng)》