应用技术
APPLIED TECHNOLOGY
节律照明计算
节律照明-黑视素通量、M/P比率、黑视素等效日光效率计算
（Mel、M/P、MDER）
人因照明中的节律照明细分领域逐渐被人们所知悉掌握，相关标准陆续出台。2018年国际照明委员会发布了标准CIE S 026/E:2018标准《光敏视网膜神经节细胞受光响应的光辐射计量系统》。次年美国DLC（Design Lights Consort）标准提出，计划对光质量和光谱质量部分的照明要求，需支持警醒、睡眠和健康的生理调节功能，并在灯具报告中报告节律照明关注的黑视素通量（Melanopic Flux）、M/P比率（M/P Ratio）、黑视素等效日光效率（MDER），以及380-780nm范围内以1nm为间隔的光谱能量分布。美国Well标准（V2版）的建筑标准，已经将部分节律照明参数纳入其中。
国际照明委员会（CIE）2020年4月2日推出了一款工具箱，用于支持国际标准《CIE S 026:2018 System for Metrology of Optical Radiation for ipRGC-Influenced Responses to Light光敏视网膜神经节细胞受光响应的光辐射计量系统》的实施。2019年在关于这个计量系统的研讨会上，与参会者分享了工具箱的测试版。经进一步测试后，现在推出该工具箱来支持标准的实施。
CIE S 026工具箱及其用户指南，您可通过链接https://bit.ly/33YM9Rh和https://bit.ly/3auN66d自行下载。希望这些材料对您使用CIE S 026:2018有所帮助。请注意，工具箱不是CIE S 026:2018的替代品，而是应与标准一起使用。
节律照明的三个参数，可以用1nm间隔的光谱能量分布Φe(λ)计算得出。将光谱数据带入文章下方Excle计算工具，即可得到相应的数据。
黑视素通量（Melanopic Flux，简称：Mel，单位W）。通过光谱功率分布加权黑视素敏感曲线S_mel(λ)（ipRGC响应曲线即为黑视素敏感曲线）积分得出。计算公式如（1）所示：
一般来说，黑视素通量越高，灯具越能实现更高的黑视素照度，直接作用于ipRGC细胞，进而影响褪黑素的合成。
2、M/P比率（M/P Ratio），表征光谱中含有黑视素敏感成分的多少，是黑视素通量与光通量的比。计算公式如（2）所示：
明视觉光谱V(λ)效能最大值系数：683lm/W
黑视素函数前置系数：832lm/W
∅e(λ)：待测光源光谱曲线
V(λ)：明视觉光谱曲线
Smel(λ)：黑视素敏感曲线（ipRGC响应曲线）
M/P Ratio比例越高，同样的光通量越能有效抑制褪黑素的合成，更适合用于警醒的场合，例如：学习、工作场合。
在S026标准，有类似的定义表征量，成为α视觉流明辐射效率（ELR），对于黑视素敏感曲线来说，记为Kmel,v，单位：mW/lm，计算公式如（3）所示：
故Kmel,v与M/P Ratio的关系为：
3、黑视素等效日光效率（Melanopic Daylight(D65)Efficacy Ratio，简称MDER）。记为
，为了有一个标准的参照光谱用于比较抑制褪黑素的能力，CIE选择标准日光D65作为参照光谱，按照公式（3）分别计算D65和被评价光源的黑视素视觉流明辐射效率
和
：然后再计算，计算公式如（5）所示：
MDER与M/P之间的关系呈线性关系，如计算公式（6）：
如果MDER比值大于1，说明与标准照明体D65相比，待测光源一直褪黑素的能力更强，反之较弱。
MDER可以直接与建筑照明的照度进行换算，此时对于节律照明来说常用的参数为黑视素等效日光照度（Melanopic Equivalent Daylight(D65)Illuminance,简称：MEDI，记为
。在建筑照明对于有特定节律要求，抑制或不抑制褪黑素要求的情况下，可以规定在标准照明体D65对照下所需要的照度。灯光设计师根据光源的抑制褪黑素与D65抑制褪黑素的能力相比较，，利用MDER可以直接计算出为满足照明标准要求，需选用多少照度的灯具，如计算公式（7）：
点击下载计算文件
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参考文献：
[1] 康玉柱.节律照明表征参数的概念与计算[J].中国照明电器,2021,1(1)
[2] CIE S 026/E:2018标准《光敏视网膜神经节细胞受光响应的光辐射计量系统》
[3] CIE S 026 alpha-opic Toolbox
[4] CIE S 026 alpha-opic Toolbox User Guide
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