在日常生活中人們常常會感到光源的照度與色溫的升高或者下降，可以使人感到溫暖或涼意，而且人體的內部溫度也會受到照明光源的影響.
例如，健康人體的生理活動多呈24h的晝夜節律，而照明光線在調節人體晝夜生理節律方面起著最為重要的作用.
人體在晝夜的生理變化中體溫的波動就是一個光源作用的重要體現.
在白天，光源照度和色溫升高時，人的體溫升高；而在夜間，當人體處于暗光或無光環 境 進 入 睡 眠 時，體 溫 就 會 下 降.Yasukouchi等就光源色溫對人體的覺醒水平、自主神經功能、體溫調節以及睡眠結構的生理作用進行了論述.結果表明，光源色溫對人體的體溫調節有明顯的作用.Sato等的研究證明，當環境溫度為26°C,相對濕度為60%,受試者在晚上分別暴露于5 000lx的亮光和100lx的暗光下時，與亮光相比，因為在暗光下人體褪黑激素的分泌較多，人體體核溫度發生了有意義的下降.關于光源色溫對體溫調節的一系列研究表明，在冷色溫和暖色溫之間人的熱感覺相差約為1~1.5°C.Yujiri指出：光源色溫可能和人的“冷-熱”感覺有密切的關系.Nakamura等的實驗發現，當人暴露于與人體的體溫調節密切相關的環境大氣溫度低于冬天的溫度時，受試者喜歡低色溫的暖光源；而當環境溫度升高時，受試者就喜歡高色溫的冷光源；并將3個不同空間的環境溫度分別設定為10、23和30°C,受試者分別喜歡選擇色溫3.5×103,5×103和7×103K的光源，這說明：光源照明在一定的程度上參與人的體溫調節.目前尚未見有不同環境溫度下光源照明對人體溫調節影響的研究報道.
本文的研究目的是觀察人體分別暴露于日常生活和工作中經常遇到的相差12°C的環境溫度、30°C的輕度熱和18°C的中度冷時，光源照明對人體體溫調節的作用，為不同溫度下適宜照明光源的選擇提供生理學的依據.
1 實驗對象和方法
1.1 受試對象
8名男性大學生和研究生作為自愿者參加了本研究，平均年齡（28±1.3）歲，平均身高（170±2.5）cm,平均體重（67±7.0）kg.
受試者在整個實驗過程中著短袖體恤、短褲、短襪和軟鞋，在實驗過程中禁用酒精、咖啡類飲料，不能從事重體力活動.
實驗前都向受試者講述了本研究的技術路線、操作方法和可能的風險，簽署了相關協議并向倫理委員會備案.
1.2 實驗條件
本項研究在人工氣候室內進行.由2種氣溫、2種照度和2種色溫組合而成8種實驗條件，如表1所示.光 源 照 度 和 色 溫 用 色 度 計 （MINOLTA,CL10）調控.【表1】
1.3 測試項目及方法
皮膚溫度和體核溫度的測試使用高靈敏度的熱敏 電 阻 溫 度 計 （3M,Micropore,Technoca ST-23S）.測試人體表面前額（A）、肩部（E）、上肢（F）、手背（G）、胸部（H）、腹部（J）及下肢（K）等7個點的皮膚溫度，按照Hardy-Dubois的公式算出平均皮膚溫度（tsk）：tsk=0.07tA+0.35tE+0.14tF+0.05tG+0.19tH+0.13tJ+0.07tK（1）皮膚血流量使用激光多普勒流量計（ALF 21Advance,Japan）測定，測定位置在上肢.
1.4 實驗程序
受試者進入人工氣候室內溫度25°C、相對濕度50%的預備間，休息15min.之后進入光源實驗室，其室 內 環 境 溫 度25°C,相 對 濕 度50%,色 溫2 700K,照度E=100lx,安靜休息30min.然后按照表1所示條件進行實驗，測定各項生理指標.每2次實驗之間最少相隔3d.
1.5 統計處理對實驗數據進行反復測定分散分析，組間比較采用配對t檢驗，P<0.05為差異有統計學意義，P<0.01為差異有顯著統計學意義.
2 實驗結果
2.1 體核溫度
實驗結果表明，環境溫度及光源色溫對直腸溫度變化的作用有統計學意義.隨著環境溫度由30°C下降至18°C時，在3 000K的暖色溫光源下直腸溫度比6 000K的冷色溫下為高，在E=300,1 000lx時的顯著性分別為P<0.01和P<0.05,如圖1所示.【圖1】
在環境溫度18°C下，當光源色溫為3 000或者6 000K時，300和1 000lx的照度都未引起直腸溫度的差異性變化.這說明在環境溫度下降時，影響人體體溫調節的因素主要是光源的色溫，而不是其照度.當人體在30°C下暴露，直腸溫度逐漸升高.但無論是在300lx或是1 000lx的照度條件下，2種光源色溫均未引起體溫變化的差異.
2.2 皮膚溫度
平均皮膚溫度的測定結果表明，當環境溫度下降至18°C時，平均皮膚溫度也逐漸下降.在300lx時，3 000K色溫下的平均皮膚溫度比6 000K色溫下明顯為低（P<0.01），如圖2所示.【圖2】
而隨著在30°C條件下暴露時間的延長，與6 000K色溫相比，在3 000K色溫 下 皮 膚 溫 度 的 升 高 最 為 顯 著 （P<0.01），如圖3所示.【圖3】
2.3 皮膚血流量
皮膚血流量的測定結果表明，在30°C時，皮膚血流量逐漸升高，但在不同光源色溫條件下其變化是不同的；1 000lx、3 000K條件下皮膚血流量增加至0.265mL/（g·min），最為顯著；而在300lx和6 000K條件下皮膚血流量為0.212mL/（g·min）,增加幅度最小.兩者間有明顯的統計學差異（P<0.01）.
但值得指出的是，當色溫為3 000K時，1 000lx照度條件的皮膚血流量高于300lx照度條件的（P<0.05）；在18°C時，人體的皮膚血流量逐漸降低.與6 000K條件相比，在3 000K條件下皮膚血流量的下降更為顯著（P<0.01），如圖4所示.【圖4】
3 討論
人類的生活和工作都是在不同氣溫、不同光源照明下進行的，而這兩種因素對人體的體溫調節都有一定的影響.
因此，研究不同氣溫條件下，不同光源照度和色溫對人體體溫調節的影響，分析環境氣溫及人造光源協同作用的機制有重要的理論意義和實用價值，可以提示人們在不同環境溫度下選擇適宜的照明光源.在研究人體的體溫調節時最常用的指標是體核溫度、不同部位的皮膚表面溫度和皮膚血流等與熱調節相關的指標.本文的實驗結果表明：在環境溫度升高或下降時，上述3項指標都會發生相應的變化，而且在這些變化中，光源的照度和色溫也起著一定的作用.
人體暴露于低溫環境時，由于冷的直接作用或者由于冷而啟動體溫調節的生理機能，冷可以直接或反射性地引起皮膚血管的收縮、血流阻力加大、皮膚血流量下降、交感神經興奮以及一系列產熱反應的動員，這均構成了熱調節的變化.文獻[3]中的研究結果表明，如果在“晝白光”（高色溫）或“暖白光”（低色溫）的照明作用下人體就可能發生熱感覺的變化，則在冬天選用暖光源（低色溫），而在夏天選用冷光源（高色溫），可使電能的消耗節省5% ~18%;同時，6 000 K高色溫光源與3 000K的低色溫光源間的熱效應相差1~1.5°C.本文的實驗表明：當室溫由30°C下降至18°C時，在3 000K的色溫光源作用下，平均皮膚溫度、手和下肢皮膚溫度的下降均比6 000K色溫光源時顯著；皮膚血流量的下降在3 000K色溫光源下比6 000K色溫光源時顯著；直腸溫度的下降則在3 000K色溫光源時比6 000K色溫光源時小.
人體體溫的維持是通過熱的產生和喪失來控制平衡的.當人暴露于冷的環境時，體熱的喪失可被皮膚血管的收縮、阻力的加大和皮膚血流量的減少來制約.此時，如果體溫不能維持在正常范圍，人體的產熱量就增加.
一般認為，在環境溫度為26°C時機體的代謝率最低；在環境溫度為28°C以下時，安靜的人體一般不會出汗.溫度由26°C下降至18°C時，人體的代謝率要增加2倍方可維持體熱的平衡.
因此，人體在冷的環境中停留時，由于冷的直接作用，或者由于冷刺激而啟動體溫調節機能，從而對人體的生理功能產生明顯的影響.光源對人體生物鐘影響的一個重要方面就體現在其對體溫的調節上，如在夜間睡眠時體溫下降，而白天體溫上升.Morita等的研究表明，在不同色溫光源的作用下，夜間體核溫度的下降和尿內褪黑激素分泌的增加能被高色溫的綠光和藍光所抑制，但不能被低色溫的紅色光源所抑制.這表明光源色溫度在體溫調節方面有一定的作用.
體溫受光源色溫度影響而變化的機制可能由體內神經、內分泌系統的變化來調節；下丘腦前部是體溫調節的重要中樞所在，許多能影響人體體溫的理化因素均通過改變該區域的溫度敏感神經元而發揮其效應，如褪黑激素就具有類似于散熱性物質的特性，而下丘腦的體熱調節中樞具有褪黑激素的受體.Reppert等的研究表明：人體尿內褪黑激素的水平和體核溫度之間有相應的相關性（負相關）.同時，他們還證明，在白天給人注射褪黑激素也可引起人體體核溫度的下降，而且高色溫光源比低色溫光源的作用更為明顯.Yasukouchi等的研究證明，當人在15°C的氣溫下暴露90min,皮膚溫度的下降在3 000K時比在5 000K和7 500K時明顯，但直腸溫度的下降則較少.這表明在3 000K的光源條件下體熱的喪失較少.本文的研究結果和這一觀察一致，即暖色溫可以使冷的條件下的直腸溫度保持在較高的水平上，這有利于對體溫的維持.可以認為，在冷的環境下光源的色溫作用于下丘腦，導致體溫調節中樞興奮性的變化，進而發生直腸溫度的變化和皮膚溫度及皮膚血流的改變.因此，在冷的環境內，從人體對冷的耐受性和保持體溫的觀點來看，暖色溫可以制約人體從體表散熱，對冷環境的體溫調節是很有利的.也就是說在冷環境內，運用3 000K的光源比6 000K的光源對冷的耐受能力高.因此，在冷的季節和冷的環境中選擇3 000K的光源能減少體熱的喪失，也說明光源照明在人體的體溫調節中可能是一個重要的外環境因素.一般認為，周圍環境的溫度變化時，人體周圍的空氣溫度可改變體表溫度而刺激皮膚的冷、熱感受器，以感受不同的外界環境中的溫度變化.
對熱刺激敏感的為熱感受器；對冷刺激敏感的為冷感受器.2種感受器分布在皮膚表層中，均呈點狀分布，在皮膚溫度感受器中冷點較多，約為熱點的4~10倍，可以認為皮膚對寒冷刺激比較敏感，冷感受器的放電頻率遠遠高于熱感受器，由感受器受冷、熱的感覚可以引起傳入神經沖動的發放，信息傳遞給體溫調節中樞，經過它的整合作用，再調整受控系統的活動，從而在新的基礎上達到新的體熱平衡，起到穩定體溫的效果.當皮膚溫度在30°C時是人體熱感和冷感的分界線，也就是說冷感受器在皮膚溫度低于30°C時開始發放沖動，人體出現冷的感覺；而熱感受器在皮膚溫度超過30°C時開始發放沖動，人體就感到熱.
人的皮膚受環境溫度波動的影響，發生的溫度波幅最大.但體表各部分皮膚的溫度差也很大，四肢未端皮膚溫度最低，隨著氣溫的下降，手、足皮膚溫度的下降最為顯著，而頭部皮膚溫度的變化相對小些.皮膚溫度取決于皮膚的血流量和血液溫度.環境溫度變化時，皮膚血流量主要由交感-腎上腺系統調節.交感神經興奮使皮膚血管收縮、血流量減少，皮膚溫度因而降低；反之，則皮膚血管舒張，皮膚溫度升高.所以說皮膚血管的舒張、收縮是重要的體溫調節形式.光源色溫和照度對人熱調節的通路可能存在著獨立的通道.
最近，Yasukouchi等將光源色溫對人體非視覺生理功能作用的神經通路進行了詳細的描述，認為發源于視網膜的光信號傳播至皮層時有兩條主要的神經通路：一條是專門負責影像形成的視覺功能，經過內膝狀體（Intergeniculate Leaflets,IGL）聯結視覺皮層；另一條則經過視交叉上核（Su-prachiasmatic nuclei,SCN）聯結松果體，負責傳送非視覺信息.Yasukouchi等還開展了光源色溫對人體中樞神經作用的研究，如對生物節律（褪黑素的分泌和體溫的晝夜變化），皮層的覺醒水平，自主神經張力，激素分泌和皮膚血管舒、縮功能的影響等.同時，他們還通過實驗證明了光源色溫和照度對人體的這些生理功能有明顯的影響.
綜上所述，在選擇照明光源方式和類別時，除考慮美觀、藝術環境效果、節省電能和滿足視覺工作的需求外，還應考慮如何使人的生理功能，特別是使中樞神經功能調整在最佳狀態，營造一個溫馨舒適的光環境，使人們能在其中輕松、愉快和高效地工作與生活.
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