浅谈中小学校照明系统的优化方案

郑叶龙

摘要：本文主要介绍中小学功能教室的灯具的选取，通过对于LED灯具及普通荧光灯具的利弊分析，并结合节能等具体措施，落实到所有功能用房的灯具选取及控制方案中。

关键词：LED灯的利弊 节能 控制方式

1、引言

1879年10月21日，爱迪生发明了世界上第一盏有使用价值的电灯后，我们现代人的生活就从未离开过电灯。金属卤化灯，高压钠灯，矿物灯等各种灯具的出现，在带给我们光明的同时，更美化着我们的生活，电灯伴随着人类文明的进步而不断突破、创新。我们普通老百姓的生活中接触最多的就是从最开始发出微黄的白炽灯，再到后来我们口中所说的日光灯，再到目前市面上最普遍采用的LED灯。灯具发展演变的同时，关于灯具的利弊也产生了一些看法。

2、LED灯的利弊

就LED灯而言，好处自然不需赞美其美观，节能是其最大的优点，普通的荧光灯发光效率一般不会超过0.6;而根据LED实验室给出的数据，其发光效率可以达到惊人的0.95左右，符合我们国家提倡节能减排的大趋势。但LED灯的弊，更是我们不容小觑的。

一、LED灯会产生大量的蓝光，而蓝光的危害由以下几点

1.损伤结构：在2010年国际光协会年会中，世界顶尖光学专家一致指出：短波蓝光具有极高能量，能够穿透晶状体直达视网膜。蓝光照射视网膜会产生自由基，这些自由基会导致视网膜色素上皮细胞衰亡，进而导致光敏感细胞缺少养分，引起视力损伤，而且这些损伤是不可逆的。加重视网膜黄斑区疾病，过量的蓝光会造成视网膜上皮色素细胞衰亡，使得光敏感区细胞死亡、黄斑病变，导致眼底病变、视力下降、甚至失明。

2.视觉疲劳：由于蓝光的波长短，人眼聚焦点并不是落在视网膜中心位置，而是离视网膜更靠前一点的位置。要想看清楚，眼球会长时间处于紧张状态，引起视觉疲劳。 长时间的视觉疲劳，可能导致近视加深、出现复视力、阅读时易串行、注意力无法集中等症状。

3.影响睡眠：蓝光会抑制褪黑色素的分泌，而褪黑色素是影响睡眠的一种重要激素，可促进睡眠、调节时差。蓝光刺激大脑，抑制褪黑素分泌并提高肾上腺皮质激素的生成，从而调节心率、警觉、睡眠、体温、基因表达等，打乱人体生理节律，增加疾病风险，尤其是乳腺癌和结直肠癌风险增高。

二、LED灯产生频闪的危害

人体的危害：眼睛长时间暴露在高频闪环境下会引起头痛和眼疲劳、引起脑部细胞灼伤，造成视觉细胞受损，产生头痛，疲劳，视力下降，注意力分散等问题，同事产生的神经问题如光敏性癫痫等。

安全方面：就如视觉错觉，包括转动的机器，道路照明和汽车灯等，容易导致安全事故的发生。

不管LED灯具做到如此完美程度，其少量的蓝光和频闪都是无法避免的。

综上所述，长时间工作、学习的房间，如学校的教室，在满足国家节能标准的同时，应避免使用LED灯具，尽量采用普通的荧光灯，最好采用最原始的白炽灯，避免对学生眼睛的发育造成影响。

3、中小学主要功能用房灯具的选取

结合上诉对于LED灯具的利弊分析，并结合《建筑照明设计标准》GB50034-2013及《中小学教室采光和照明卫生标准》GB7793-2010的相关规定。对于主要的功能用房选取不同的灯具。

一、教室

《中小学教室采光和照明卫生标准》GB7793-2010第5.5条的规定，教室采用小于26mm细管径直管形稀土三基色荧光灯，并结合LED灯的利弊分析，教室属于长期工作或停留的场所，应选用细管径直管形稀土三基色荧光灯。

结合《教育建筑电气设计规范》JGJ310-2013第8.2.11条的规定，教室照明灯具与课桌面的垂直距离不应小于1.7m。一般中小学课桌面高度为670mm～750mm，故灯具安装高度一般为2.4米。

《建筑照明设计标准》GB50034-2013第5.3.7条的规定，教室、阅览室的课桌面照度要求为300lx，UGR=19，U0=0.6，Ra=80，LPD=8.0W/㎡。灯具的色温不宜高于4000K。

二、办公室

办公室一般选用LED灯具，由于办公室面积一般较小，照度为300LX的话，如选用细管径直管形稀土三基色荧光灯的话一般将超过8.0W/㎡。若办公室面积较大，选用三基色荧光灯自然是首选。

三、风雨操场

风雨操场分两种，一种是比赛用风雨操场，其照度为500LX;一种是训练与娱乐用风雨操场，其照度为300LX。

比赛用风雨操场，一般设置于高中学校内，高中学校内的风雨操场顶部网架结构高度高，可将灯具设于两侧布置。既不影响美观，亦不影响照度。

中小学风雨操场一般为训练及娱乐时用，高度也不会太高。由于中小学风雨操场顶部多采用吸音材质的格栅，因此选用成套的LED悬挂灯，均匀布置于顶面，既美观，又完全满足照度的要求。

四、走廊

走廊为中小学校的学生应急疏散的重要场所，因此定性为二级负荷。

《消防应急照明和疏散指示系统技术规范》GB51309-2018规定，走廊的消防应急照明疏散均采用集中电源型A型应急照明疏散系统。

结合上诉两个规定，走廊的普通照明灯具可采用带蓄电池的非消防应急照明LED灯具，既满足二级负荷的要求，亦不影响消防应急照明疏散。

4、控制方式

一、走廊及楼梯间的控制方式

结合节能要求，疏散走道等公共区域的开关一般采用自熄式控制开关，但是，学校的走廊为重要场所，由于人员密集，极容易发生踩踏事件，故走廊及樓梯的灯具控制方式采用最普通的控制方式，既双控开关，整体亮，整体灭。

二、教室的控制方式

教室的灯具控制方式分两种，一种是有多媒体教学的教室，另一种是无多媒体教学的教室。多媒体教学的教室，因投影设置与电子白板上方，对于亮度的要求高，因此，采用平行于黑板的单列控制灯具的亮灭。而无多媒体教学的教室，要考虑自然光对教室照度的影响，灯具控制方式按单排控制，平行于窗。

三、紫外线消毒灯具的控制方式

一般中小学校，除厨房区域外，基本不用紫外线消毒灯具。但是，结合《托儿所、幼儿园建筑设计规范》JGJ39-2016第6.3.3.条的规定，托儿所、幼儿园的 紫外线杀菌灯的控制装置应单独设置，并应采用防误开措施。调研中了解到，大多数都是紫外线灯的灯开关单独设置，且在灯开关上作出标志，例如紫外线灯开关贴上才是不干胶，上面写上“紫外线灯”，还有的是把紫外线灯开关设在高处，并做上标记。但这些做法也不能完全避免误开，曾经发生过误开紫外线灯伤人事故。

鉴于目前的情况，提出三种做法供参考：

1.采用灯开关控制，并把灯开关设置在门外走廊专用的小箱内并上锁，由专人负责，其他人不能操作。

2.采用专用回路并集中控制，把控制按钮设于有人值班的房间，确定房间无人后由专人操作开启紫外线灯。

3.有条件时采用智能空时，探测房间内是否有人，由房间无人和固定的消防时间两个条件才做开启紫外线灯。

5.总结

中小学校的教室一般采用小于26mm细管径直管形稀土三基色荧光灯，由多媒体教学设备的教室控制方式应平行于黑板单列控制。人员长期工作学习的场所亦应避免采用LED灯。减少LED灯具对人员的永久性伤害。走廊、楼梯等场所，可采用自带蓄电池的非消防LED灯具，提高走道照度的安全性，并采用普通开关，防止开关自熄给学生人员带来踩踏等危险。有紫外线灯的场所，如学校的厨房，应防止误开紫外线灯伤人事故。

参考文献：

[1]人民日报《提醒LED灯可诱发失明？关于“蓝光危害”，这些人员必当心！》

[2]《建筑照明设计标准》GB50034-2013

[3]《中小学教室采光和照明卫生标准》GB7793-2010

[4]《托儿所、幼儿园建筑设计规范》JGJ39-2016