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怎样的教室照明才符合健康标准?教室照明亟须“更新换代”

2017-08-30许建兴

创新时代 2017年8期
关键词:荧光灯色温照度

许建兴

学生正处于身心发展的关键阶段,照明环境的好坏对学生的视力健康会产生巨大影响。好的照明环境应该能同时满足学生生理和心理的需要,适合学生长时间的视觉作业。随着现代社会生活水平的不断提高,照明技术日新月异的变化,学校已经具备条件为学生创造更健康的教室照明环境。

那么,怎样的教室照明才符合健康标准?怎样才能为学生提供明亮、舒适的视觉环境?当前我国的教室照明是否亟须“更新换代”,以便更好地顺应大形势下所提倡的全面促进青少年健康体质发展,为缓解学生诸如近视、色弱等亚健康现象做力所能及之事?

我国学校教室照明“演变史”

我国的教室照明大致经历了从单一到重视、从无标准到逐步向国际标准靠拢的阶段,大致可以总结如下:

20世纪80年代之前,学校用电单一,照明以“白炽灯”为主。教室照明照度低,国家对照明标准没有明确规定。20世纪80年代以后,开始关注教室照明布灯方式、黑板照明等。这时出现了蝙蝠翼荧光灯具,黑板区域开始设置照明设备。

1987年国家发布了GB7793-1987《中小学学校教室采光和照明卫生标准》,首次对教室照明提出要求—课桌面照度不低于150lx。经过二十几年的发展,我国人民的生活水平已经大幅提高,这样的照度标准已不能满足教育教学要求。2011年发布的GB7793-2010《中小学学校教室采光和照明卫生标准》,对教室采光和照明的有关规定进行了修正补充,新规范规定:

1.教室桌面上的维持平均照度值不应低于300lx,其照度均匀度不应低于0.7。

2.教室黑板应设局部照明灯,其维持平均照度值不应低于500lx,照度均匀度不应低于0.8。

3.教室宜采用3300K~5500K色温的光源,光源显色指数不宜小于80。

4.教室的统一眩光值不宜大于19。

5.在维持平均照度值300lx的条件下,教室照明功率密度现行值不应大于11W/㎡,目标值应为9W/㎡。

当前学校照明现状及未来发展趋势

早期由于国内没有适合教室使用的专用照明灯具,绝大部分学校是采用荧光灯,有的甚至采用无罩的裸灯。近几年,LED光源作为第四代新型节能光源,从诞生之时就被用来做各类灯具的发光光源,在教室照明领域也得到应用。一部分学校采用未取得中国强制性产品(3C)认证的LED灯管。在这些教室照明产品中,学校又该如何从中选择适合学生健康成长的照明灯具呢?

一、使用荧光灯及替换型LED灯管带来的光环境问题,主要表现在以下几个方面:

1.课桌的照度及照度均匀度普遍低于国家规定的标准。

2.用普通支架灯装在黑板前作为黑板灯具使用,没有使用专用黑板灯具,甚至没有布置黑板灯。

3.熒光管、替换型LED灯管光线直射学生眼睛而产生眩光。

4.荧光灯一般都配置电感镇流器,存在严重的光频闪效应。

5.荧光灯、替换型LED灯管显色指数在70左右,过低造成颜色失真。

6.荧光灯、替换型LED灯管属高色温(6500K)产品,光线颜色偏白。

7.荧光灯为气体放电灯,其内含有毒重金属汞,即水银。

二、理想教室光环境希望达到如下要求:

1.足够的照度、教室更亮堂:采用优质LED光源,照度、照度均匀度高于国标要求。

2.无眩光、不伤眼:采用格栅防眩设计,眩光值小于16,优于国标小于19的要求。

3.没有光闪烁、用眼舒适:光频闪无危害,缓解视觉疲劳。

4.色彩更逼真、视觉更清晰:高显色性,超高色彩还原能力,极接近自然光,光谱更连续,光线更柔和,提高辨色能力。

5.5000K色温适中:通过对人眼舒适度研究实验证明,色温低于4000K的光线过于柔和,导致注意力不容易集中;色温高于6500K的光线过于偏白,容易亢奋,易疲劳;色温在4000K到5500K之间的光线适中,极适于工作和学习。

6.无蓝光危害,用眼更健康:通过护眼光学透镜设计,有效降低蓝光危害。

7.绿色节能:在满足上述护眼要求的基础上,实现节能的目标。

8.环保:不含汞、铅等毒害物质,材料可回收,对环境友好。

目前,优质的LED灯具能够实现上述理想的教室光环境,护眼效果显著,兼具节能、使用寿命长、无须维护等优点。此外,在智能方面,LED灯具也具有明显的优势。

三、未来智能照明的校园实现

LED灯具的最大优势是优良的调控功能,它是实现智能化及人性化照明的最佳选择。虽然传统电子镇流器和荧光灯管的组合也能实现调光和控制,但是当灯光下调后,系统效率会下降,并且荧光灯会因电极温度太低而减少寿命。但是LED的调光几乎可实现0~100%的调光,响应快,而且在光输出下调运行时还能大大延长使用寿命。如果用微处理系统调控,可以实现人离开时,自动调整到1%~3%左右的光照,既能看清周边障碍物,又能明显节电,当有人进入时,立刻上升到正常照明。另外还能实现按需要进行的调光和调色温的控制及远程遥控的功能等,这无疑在提高照明质量、体现智能化和人性化、实现调控节能等方面,都有着广阔及诱人的前景。

教室照明符合健康标准为何如此重要?

灯光影响视力是众人皆知的事,但对影响程度的认知却不一样。其实,除部分先天遗传外,不良教室照明环境是导致学生近视的直接原因之一。教室太暗、光频闪问题,都会导致学生眼睛屈光系统产生变化,眼内肌过度调节,导致近视发生。此外,长期在不良的教室照明环境下学习,学生容易因光线不足而低头弯腰甚至趴在桌子上,这将间接影响中小学生的正确用眼习惯的培养,造成处于发育成长、塑形关键阶段的学生“站不直”或颈椎损害。

光频闪是一种灯具光输出不稳定的现象。当光频闪的频率高于一定数值时,人眼未必可识别,但人眼觉察不到的光频闪不等于对人眼就没伤害。最新研究表明光频闪对人体有如下影响:1.可诱发光敏性癫痫或闪烁光的癫痫发作;2.可引起偏头痛或严重的头痛常伴恶心、视觉紊乱;3.会增加自闭症人之间重复行为;4.可引起包括应变疲劳、眼睛疲劳、视力模糊,及传统的头痛、视力和在视觉相关作业上性能下降等危害;5.频闪效应和相关的明显减慢或者停止旋转机械。

“显色指数”(简称显指,是指评价一个光源对物体本来颜色显示能力的指标)是较少被关注的照明指标。显指高有利于提高学生对色彩的识别能力。荧光灯和劣质的LED光源的显色指数在70左右,即损失了物体本来颜色的30%左右,而且对饱和红色(R9)的显色能力普遍低,甚至为负值。在这样的教室照明环境下长期学习,必然会导致辨色能力的下降和衰退,出现色弱、辨色能力差等情况。

而学生的学习效率与色温(光源所发出的颜色的评价指标)有着密不可分的关系:色温低于4000K,光线柔和,人处在这种光环境中会过于放松,注意力难以集中。色温高于6000K,光线偏白容易亢奋而疲劳。研究表明,色温5000K更适于学习,学习效率事半功倍。

由此可见,教室照明符合健康标准是有效防止学生产生亚健康问题的方式之一。教室照明不仅应该符合国家标准,而且在各项指标系数上应达到关爱学生健康成长的目的。

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