浅谈教育照明灯具的检测及重要性

2021-08-18唐媚

企业科技与发展 2021年7期

唐媚

【关键词】教育照明;灯具;检测

【中图分类号】TM923.5 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2021）07-0066-03

0 引言

当前，我国学生近视呈现高发、低龄化趋势，严重影响孩子们的身心健康，这是一个关系国家和民族未来的大问题，必须高度重视，不能任其发展。对此，习近平总书记指示，要结合深化教育改革，拿出有效的综合防治方案，并督促各地区、各有关部门抓好落实。习近平总书记强调，全社会都要行动起来，共同呵护好孩子们的眼睛，让他们拥有一个光明的未来。2018年，卫健委、教育部等八部委联合印发了《综合防控儿童青少年近视实施方案》，提出到2023年，力争实现全国儿童青少年总体近视率在2018年的基础上每年降低0.5%以上，近视高发省份每年降低1%以上。学校需改善视觉环境，改善教学设施和条件，严格按照普通中小学、中等职业学校建设标准，落实教室、图书馆、宿舍等采光和照明需求，使用有利于视力的健康照明设备，根据学生座位视角、教室采光照明状况去调整学习环境。在国家的号召下，很多照明厂商纷纷投入教育照明产品的研发和生产，健康教育照明灯具应运而生。随着产品的多元化，本文分析总结教育照明灯具的现状和存在问题，提出相应的灯具性能和应用效果检测。

1 教室照明存在的问题

目前，我国大部分学校教室照明环境比较落后，眩光、蓝光危害、频闪、照度、显指、色温、均匀度、光衰等问题突出，这直接影响了学生的视觉健康。本文分析教室照明存在的七大问题。

（1）眩光刺眼、伤眼，分散学习注意力，导致视力下降。

（2）“蓝光危害”引发用眼健康，影响睡眠质量，引起视觉疲劳，导致近视、白内障及黄斑病变。

（3）频闪厉害，让人头晕眼花，引发视觉疲劳。

（4）照度、均匀度不合格，让人昏昏欲睡，学习效率明显降低。

（5）显色指数低，图像模糊，容易导致学生色彩认知偏差。

（6）教室内一般采用高色温偏高、光色偏冷的荧光灯管，蓝光溢出。

（7）供电系统异常，产品安全存在隐患 [1]。

2 教育照明灯具的检测

为了更好地保证教育照明产品达到使用标准要求，我们不仅考虑光电方面的测试，还需要考虑安全和电磁兼容的影响。可将教育照明灯具检测分单灯的基本性能检测和安装后的整体效果检测。

2.1 性能检测

教育照明灯具的性能检测主要包括光学性能检测、安全性能检测、电磁兼容性能检测3个方面。光学性能检测包括色温、配光曲线、效能、显色指数、蓝光、光衰等测试;安全性能检测包括电气强度、绝缘电阻、爬电距离和电气间隙等测试;电磁兼容性能检测包括谐波、辐射骚扰等测试。

2.1.1 光学性能检测

显指是指光源对物体的显色能力。在教室照明中，灯具的显色指数越高，越有利于青少年视觉健康，舒适自然的光环境可以提高学生分辨颜色能力和学习效率，否则容易导致学生对色彩认知产生偏差，在色彩的具体运用中产生混乱。此外，色温偏白，易导致亢奋和视疲劳，同时存在蓝光溢出的风险;色温是表示光线中包含颜色成分的一个计量单位，偏低会导致光线偏暗，易产生视疲劳。因此，教育照明灯具必须严格控制显指、色温这两项测试参数，满足健康光环境的需求。色温和显值需使用光色分析测量系統进行测试，根据尺寸的大小宜选择φ2 m的积分球，测试前应对灯具进行自吸收系数测试，排除灯具本身材料对测试的影响。检测结果应严格依据《中小学校教育采光和照明卫生标准》（GB 7793）中的要求，色温宜采用3 300～5 500 k的光源，光源显色指数不小于80。

灯具设计在考虑节能环保的同时，还要考虑光源的配光角度、光衰及蓝光危害。发光效率值越高，表明照明器材将电能转化为光能的能力越强，即在提供同等亮度的情况下，节能性越强;在同等功率下，照明性越强，亮度越大。在国家提倡节能环保的当下，效能是比较重要的参数。同时，长时间使用灯具容易产生光衰，会导致光通量的变化，需做长期的寿命测试;配光性能的好坏直接影响安装的效果，对均匀度、照度都会产生很大的影响。因而，需对灯具的效能、光通量、配光曲线进行测试，测试要求根据《普通照明用LED模块测试方法》（GB/T 24824）执行，使用分布光度计在暗室中完成，分布光度计根据原理的不同分为灯具旋转式分布光度计、双镜式分布光度计、圆周运动反光镜式分布光度计、中心旋转反光镜式分布光度计等，检测结果可参照《中小学校及幼儿园教育照明产品节能认证技术规范》（CQC 3155）。

当有害蓝光辐射到人眼时，可引起视网膜细胞氧化应激反应，造成不可逆的光化学损害，加剧黄斑区细胞损伤，如果学生长期在这种环境中学习，容易引起视觉疲劳，导致近视、白内障及黄斑病变，因而蓝光是教育照明灯具首要考虑的参数，可使用光生物安全测试系统进行检测，检测结果按照IEC/TR 62778评估危害等级 [2]。

频闪是指电光源光通量以一定频率产生的波动。当用手机或高清摄像头对准光源时，可以发现条纹分布，给我们的感觉是图像在不停地闪烁。当学生长期暴露在这种环境下，眼睛为了适应频率变化，会频繁调节，这不仅会分散学生注意力，还会引起视力下降。可使用光源频闪测量仪对灯具的波动度进行测试，波动深度的判断结果严格按照《LED室内照明应用技术要求》（GB/T 31831）。

2.1.2 安全性能检测

除了光对小孩视力有影响，安全也是一项非常重要的考虑因素，安全性能检测应严格依据《灯具第1部分：一般要求与试验》（GB 7000.1）、《灯具第2-1部分：特殊要求固定式通用灯具》（GB 7000.201）执行，使用耐压测试仪测试电气强度，看是否会出现飞弧或击穿现象，检测时还需考虑灯具是基本绝缘、附加绝缘还是加强绝缘;用绝缘电阻表进行绝缘电阻，电阻值不可低于标准值;根据有效值工作电压和PTI值，测量带电部件与金属部件间的爬电距离和电气间隙，测量值根据标准确定是否满足要求。

2.1.3 电磁兼容检测

教育照明灯具电磁兼容的检测，需依据《电气照明和类似设备的无线电骚扰特性的限值和测量方法》（GB/T 17743）检测辐射骚扰和电源端子骚扰。9 kHz～30 MHz的辐射骚扰场强的磁场分量检测需使用直径2 m、3 m或4 m的环形天线测得，限值不可超出标准要求;30～300 MHz的辐射骚扰需在3 m或10 m的电波暗室中完成，通过双锥对数周期天线（含前置放大器）对样品进行角度360度、高度1～4 m的全方位探测，检测样品是否满足标准限值要求;9 kHz～30 MHz的电源端子骚扰检测设备有单相人工电源网络、测试接收机、全自动射频切换开关，检测限值不可超出标准要求。《电磁兼容限值谐波电流发射限值（设备每相输入电流≤16 A）》（GB 17625.1），主要检测谐波对产品的干扰，使用到的设备是谐波闪烁分析仪。

2.2 应用效果检测

单灯检测性能合格不一定就能满足整体的应用效果。因而根据单灯检测的光电性能测试结果，用DIALux软件对其安装效果进行模拟，根据标准《中小学校教育采光和照明卫生标准》（GB 7793）、《建筑照明设计标准》（GB 50034）考虑教室内各个方向的使用材料的反射比、安装高度、角度、数量，通过不断调节相关参数，达到理想的模拟值。根据模拟出的值进行指导安装，使得安裝效果达到最优性能[3]。DIALux软件模拟-渲染图如图1所示，DIALux软件模拟-测算图如图2所示。