你有没有遇到过这样的情况:明明空调温度没有变化,但坐在同一个房间里,却突然觉得比刚才更热或者更冷?
通常我们会认为,影响体感温度的主要因素是室内温度、湿度、空气流动以及衣服厚度。但一项来自美国宾夕法尼亚州立大学的最新研究发现,可能还有一个容易被忽视的因素——灯光。
研究人员发现,即使两种灯光看起来完全一样,甚至亮度也没有明显区别,只要它们内部包含的不同波长光线比例有所变化,就可能影响人在相同室温下对冷热的感受和行为反应。
这项研究发表在《Energy and Buildings》期刊上。研究团队使用了两种肉眼看起来几乎完全相同的白光,但实际上两种灯光的光谱组成不同。其中一种增加了蓝色波长成分,另一种则增加了红色波长成分。
参与实验的人并不知道两种灯光之间存在这种差异。
研究人员一共招募了10名年龄在18至35岁之间的成年人,其中包括5名男性和5名女性。实验在宾夕法尼亚州立大学一个没有窗户的实验室房间内进行,房间被设计成类似普通办公室的环境。
每名参与者分别在两种不同灯光下接受测试。实验开始时,房间温度大约保持在24.4摄氏度左右,让参与者先适应环境。随后,研究人员逐渐提高或者降低室内温度,并让参与者进行阅读、工作或者简单的益智活动。
实验过程中,参与者每隔几分钟报告自己的冷热感觉和舒适程度,同时还可以在觉得环境已经无法忍受时按下按钮。
令人意外的是,当室温逐渐升高时,蓝光成分更丰富的灯光似乎让参与者能够在更高的温度下继续待着。
与红光成分更丰富的灯光相比,在蓝光环境下,参与者平均可以多忍受大约0.7摄氏度的升温,相当于约1.3华氏度,然后才选择按下按钮表示需要降温。
但有意思的是,参与者并没有明确表示自己“感觉更凉快”。
也就是说,蓝光带来的变化主要体现在参与者的行为反应上,而不是他们主观报告的冷热感觉上。
当实验方向反过来,室温开始逐渐下降时,情况又出现了变化。
在红光成分更加丰富的灯光下,参与者报告自己感觉比蓝光环境更加温暖。也就是说,在完全相同的空气温度下,仅仅改变灯光中不同波长的组成,就可能改变人们对冷热的主观感受。
不过,在室温下降的过程中,两种灯光并没有明显改变参与者等待多久才表示“不舒服”。
这说明灯光对人体热舒适度的影响可能并不是简单的“蓝光让人凉快、红光让人暖和”。
研究人员认为,灯光可能通过不同的生理或神经通路影响人们对温度的感知以及行为反应,但目前还不能确定具体机制。
这项研究真正特别的地方,在于研究人员并没有简单比较“红灯”和“蓝灯”。
因为如果一个房间使用明显的蓝色灯光,人在心理上很容易认为环境更凉;如果使用红色或橙色灯光,则可能产生更温暖的视觉联想。
为了排除这种影响,研究人员设计了所谓的“异色同色”(metameric)光源。简单来说,就是两种灯光在人的眼睛看来是一样的白色,但实际上内部的光谱组成存在明显差异。
因此,参与者并没有意识到自己正在接受不同类型的灯光照射。
这让研究人员能够进一步判断:真正影响人体热舒适度的,可能并不是我们看到的颜色,而是人眼无法直接察觉的光谱组成。
如果这种现象能够在更大规模的研究中得到证实,它可能对建筑节能产生一定意义。
我们日常生活中大量的能源都被用于加热和制冷。办公室、学校、商场和住宅都需要通过空调和暖气系统,把室内温度维持在大多数人感到舒适的范围内。
研究人员因此进一步进行了建筑能源模拟。
他们在计算机模型中假设,建筑物可以利用这种灯光对人体热舒适度产生的影响,让空调系统的设定温度适当放宽约0.5摄氏度。
模拟结果显示,在不同美国气候区域,这种方式理论上可能减少约5.2%至11.4%的制冷能源消耗。
不过,这个数字需要特别谨慎地理解。
因为这些节能数据来自计算机模拟,而不是实际办公楼或者住宅中的长期实验。也就是说,目前还不能说“换一种灯就能节省10%的空调电费”。
真正的意义在于,如果未来研究能够证明灯光确实能够在不降低人体舒适度的情况下扩大可接受的温度范围,那么灯光和空调系统或许可以配合使用。
例如,在夏季,某些特定光谱的照明可能让人在稍高的室温下仍然感觉舒适,从而允许空调把温度设定得略高一些。对于大型办公楼或者学校来说,即使温度只调整很小的幅度,长期累积下来也可能产生一定的能源节约。
当然,目前距离实际应用还有很长的距离。
这项研究最大的限制之一就是参与人数非常少,只有10名年轻成年人,而且所有实验都在冬季进行。这意味着研究结果能否适用于不同年龄、不同身体状况以及不同季节的人群,目前仍然无法确定。
此外,实验是在高度受控的实验室环境中完成的,现实中的办公室和住宅还会受到阳光、空气流动、湿度、衣着、活动量以及心理状态等多种因素影响。
因此,研究人员自己也将这项工作视为早期的探索性研究,而不是已经可以直接应用于建筑设计的成熟方案。
不过,这项研究还是提出了一个非常有意思的问题:我们以为自己感受到的“冷热”,真的完全由温度决定吗?
答案可能并没有那么简单。
人体感受到的温度其实是一种复杂的生理和心理体验。大脑不仅会接收来自皮肤和身体内部的温度信号,还会受到视觉、环境以及其他感觉信息的影响。
过去我们更多关注灯光的亮度、颜色和对视觉的影响,而这项研究提示,灯光中那些肉眼无法直接分辨的光谱差异,也可能参与调节人体的热舒适感。
换句话说,即使温度计显示的数字完全一样,人们对这个房间的感觉也可能并不完全相同。
当然,这并不意味着以后只要改变家里的灯光,就可以替代空调,也不意味着蓝光或红光能够直接让人体升温或者降温。
目前更合理的理解是:灯光可能影响我们对环境温度的感知和行为反应,而这种影响未来或许可以被用于改善建筑的热舒适度和能源效率。
如果后续有更大规模、更长时间、覆盖不同年龄和季节的人体研究能够重复这一结果,那么灯光就可能成为建筑节能设计中一个此前被低估的因素。
有时候,决定一个房间让人感觉舒服还是不舒服的,可能不仅仅是墙上的温度计。
甚至连头顶的灯光,都可能在悄悄影响我们对冷热的判断。
原文:https://studyfinds.com/light-fool-body-feeling-warmer-cooler/