办公室安什么灯？广州计量院｜以精准课堂照明环境丈量珍爱青少年视力康健

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广州计量院｜以精准课堂照明环境丈量珍爱青少年视力康健

2022-06-15    

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　　近年来，我国中小学生视力不良率居高不下，并出现上升趋势，而课堂照明的不达标是造成学生视力不良的主要缘故原由之一。为了更好的珍爱学生的视力、身心康健，对课堂的照明环境提出了更高的要求。

　　从2022年最先，天下各地陆续开展了课堂照明的刷新工程，目的就是能够营造一个恬静、明亮的用眼环境，以此守护学生的视力康健。

　　但刷新历程中，在传统荧光灯和led灯具的选择上则泛起了对照大的分歧，不少校方和家长对课堂照明的尺度不领会，又对LED存在危害的说法有着本能的抗拒，导致各地方课堂照明刷新质量乱七八糟，甚至有些刷新后效果更不理想。

　　我院耐久从事工程照明环境的检测事情，拥有厚实的履历，同时也介入许多照明环境的尺度制订事情，我们就从国家尺度入手，以实测数据为准则，剖析差异光源用于课堂照明对学生用眼康健的影响。

　　一、课堂照明的国家尺度

　　在现在课堂照明相关国家尺度中，选取两个有代表性的尺度：GB50034-2022《修建照明设计尺度》、GB7793-2010《中小学课堂采光和照明卫生尺度》。

　　尺度中对于照明灯具可审核的参数包罗：桌面和黑板的维持平均照度;照度平均度(划定平面上照度最小值和平均照度之比);光源色温;光源显色指数;统一眩光值(UGR)等。如表1所示。另外还包罗相关修建设计参数，如墙面反射比、灯具设计高度等。

　　二、课堂用LED灯具和通俗灯具能效及颜色参数对比

　　国家尺度中涉及学生视力康健最要害的参数就是平均照度和照度平均度，影响视觉恬静性的是眩光，以及光源色温顺显色指数。但从“明亮”的角度，也就是课桌面照度水平来看，传统光源和LED光源都能够到达尺度要求的效果。但在知足照度的同时，也要知足其他条件就有一定的难度了。而通常印象里，用LED灯具把环境照亮很容易，然则要让环境恬静就很难，也就是颜色显示是LED的短板。

　　由于其发光原理，光谱有显著缺失，导致很长一段时间里很难应用到用于读写的光环境中。但随着手艺的不停生长，LED已经突破了许多手艺难点，我们通过实验数据来详细剖析。

　　1、灯具能效的对比

　　课堂照明灯具是整个照明环境的焦点，现在绝大多数课堂都是使用直接照明的方式。传统荧光灯光源灯具由于是全偏向发光，通过反射器合理的行使光源光通量，提高课桌偏向的照度，这样灯具效率会受到影响。而LED自身特点就是基本所有向下发光，而且通过格栅还可以有用的控制眩光，整个灯具的效率获得很大提升。

　　我院实验室检测过相关格栅灯具，并通过数据来对照。LED光源灯具使用的是2根18W的LED灯管，传统灯具接纳的是2根36W的双端荧光灯，灯具均是敞开式格栅。如表2所示，可以看到LED灯具的效能比通俗光源灯具要高，然则灯具的光通量却相对低。

　　由于课堂灯具最主要的目的是提供课桌外面照度，从数据对比来看，LED灯具是可以起到替换作用的，只不外由于光通量相对低些，要想到达相同的照明尺度需要适当增添数目或提高光源功率，然则即便云云，LED光源依然可以起到节能的效果，提供更好的照明功率密度。

　　2.灯具颜色特征对比

　　GB7793-2010中划定“课堂宜接纳3300K～5500K色温的光源，光源的显色指数不宜小于80。”光源的色度指标对于学生用眼的恬静性有很大的影响，尺度划定的色温局限相对合适，课堂既不会显得太冷白(大于6000K)，也不会显得太暖暗(小于3000K)。显色指数影响的是物体色的还原水平，作为尺度的A光源属于全光谱色域，我们看到的物体色以此为参考，若是光源显色指数过低，看到的物体色会发生很大的色差，看起来也会很不恬静。对于LED光源，由于光谱是缺失的，一直以来显色性相对较低(60～70左右)，以是之前一直作为装饰用灯。不外近两年随着手艺的生长，产物质量的提升，LED的颜色指标提高很快，许多产物显色指数均到达了80以上。现在许多大品牌LED光源显色性甚至做到90以上，以是在颜色特征上LED已经可以知足课堂用灯需要了。

　　三、LED灯具蓝光辐射测试剖析

　　LED存在蓝光辐射危害一直是人们关注的问题，课堂用灯更是关乎学生的用眼康健，不能忽视。有几个问题需先予以说明：

　　首先，LED光源的辐射危害主要泉源于蓝光，所谓蓝光危害由波长主要介于(400~500)nm的辐射照射后引起的光化学作用，导致视网膜损伤的潜能。此危险机理主要是跨越10s的热损伤心理反映。

　　其次，所谓蓝光危害并不是LED光源产物特有的，某些金卤灯和荧光灯一直存在此类特征。

　　第三，要准确区分蓝光危害和“富蓝化”照明发生的影响，蓝光危害主要指蓝光的辐射亮度到达相关尺度划定的条件时，会在较短时间对人眼造成的危险(GB/T 20225-2006《灯和灯系统的光生物平安性》)。而含有“富蓝化”的照明(蓝光LED，以及部门高色温光源)则是影响人的心理纪律，对人体心理方面的影响需要长时间才好有所体现，现在这方面还没有相关的考量尺度。

　　最后，蓝光是组成白色光的主要组成部门，以是在正常情形下滤掉蓝光的说法是片面的，按人的心理时刻节律选择光照成份和质量，才是合理可靠的。

　　1、LED灯具光辐射危害尺度及部门检测数据

　　对于LED的光辐射危害检测，外洋属于强制检测项目，我国最新的尺度GB7000.1《灯具第1部门：一样平常要求与试验》已经列入，海内执行的检测尺度为GB/T20225-2006。依据GB/T20225-2006，蓝光视网膜危害分类：

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　　①无危险(辐亮度≤100 W·m-2·sr-1)：无危害类是灯对于本尺度在极限条件下也不造成任何光生物危害。

　　②低危险(1类)(辐亮度≤1×104 W·m-2·sr-1)：在曝光正常条件限制下，灯不发生危害。

　　③中危险(2类)(辐亮度≤4×106W·m-2·sr-1)：灯不发生对强光和温度的不适反映的危害。

　　④高危险(3类)(辐亮度>4×106W·m-2·sr-1)：灯在更短瞬间造成危害。

　　从表3的检测效果看，对于LED产物的辐射危害并无太大纪律可循，更多地需要取决产物的防护措施和产物自身质量。

　　测试产物中部门色温远远高于6500K，这种LED产物已经超出通例照明产物使用的白光色温的上限，其中蓝光因素占有相当比例，虽然本次检测样品的LED模块的功率相对较小，但已不适适用作一样平常照明，耐久使用此类产物将危害人的心理纪律，影响睡眠，造成生物钟的杂乱，进而降低人的免疫力。

　　“日出而作，日落而息”，这种心理反映是靠人的司辰视觉细胞提供应大脑信息的。人们主要家庭用灯时间多数在晚上，以是用低色温的光，给予心理上的提醒，有利于睡眠，相符心理纪律。而对于容易失眠的人来说，纵然是色温在(5000 ～ 6000)K局限的照明产物，也不适合晚上使用。

　　2、课堂用LED光源与荧光灯光谱对比

图1 LED灯与荧光灯的光谱对比

　　图1是LED灯与荧光灯的光谱对比图，图左边一列是冷色调灯的光谱图比对，LED光源色温低(1000K左右)，在保持光效时才气委屈到达显色指数的要求，两种光源的光谱中红色和绿色光比例差不多， LED灯的蓝色比还比荧光灯略低一些。

　　图右边一列是暖色调灯的光谱图比对，LED灯色温凌驾300K，荧光灯的红色比显著高，然则蓝色比照样LED灯略低。由此可知，现在手艺条件下生产的LED光源只要保持显色指数大于80，色温保持在不高于4500K，其蓝光的因素是不会高于同类的荧光灯的。

　　四、课堂用LED灯具与荧光灯炫光(UGR)对比

　　眩光是指在考察视场中由于照明亮度漫衍不平均，存在显著或极端的亮度对比，从而导致考察者视觉不恬静或者被考察物体可见度降低的照明征象。

　　评价眩光的方式有许多，统一眩光值(UGR)是现在与主观评价相关系数最高的眩光表征方式，在室内眩光丈量上有普遍的应用。课堂照明发生的眩光也是用UGR来举行评价。

　　我国现行国家尺度中，课堂的UGR限值为19，相对是对照宽松的。现在许多地方尺度的UGR限值为16，相对严苛一些。我们通过实地检测来对比通例荧光灯照明的课堂和LED灯具照明的课堂在眩光这项参数上的显示若何。

　　我们选取了中山市某小学的两间课堂，规格相同，布灯方式也相同，划分接纳了传统荧光灯照明，和LED灯具照明，其中荧光灯功率为20W/支，LED灯具为36W/支。

图2 LED灯照明课堂亮度漫衍图

　　传统荧光灯照明的课堂环境，课桌面的平均维持照度只有233 lx，低于国家尺度的300 lx，显色指数86.8，现场色温7236 K，也跨越了国家尺度的要求。新刷新的使用LED光源照明的课堂环境，课桌面的平均维持照度到达了461 lx，显色指数97.0，现场色温4572 K，均知足了国家尺度要求。再举行眩光测试，丈量效果如表4所示。

　　我国尺度课堂统一眩光值不大于19，从效果可看出，两间课堂都是相符尺度要求的，而且LED照明的课堂眩光值更低，整体的光环境更好。从课堂的亮度漫衍图中我们也能看出，虽然荧光灯照明的课堂相对较暗，原则上眩光应该不高，然则却明暗对对照为强烈，从而发生可察觉的眩光。LED照明课堂这边，光源功率更高，亮度强，然则得益于LED灯具优异的可塑性，做了很好的补光措施，致使整个环境没有显著的明暗对比，整体感受恬静。

　　五、总结和建议

　　通过对课堂用灯具国家尺度的解读，并以实测数据剖析，我们梳理给出以下建议：

　　①课堂照明用LED灯具在照度、色温、显色性、统一眩光值等方面已经完全可以到达相关尺度，而且还稍具优势，如能效更高，启动速率快，眩光更易控制，寿命大幅提高等等。

　　②蓝光危害问题是客观存在的，但不能一概而论，更不能“妖魔化”。首先通常说的蓝光危害是指瞬时危害，是可以通过产物质量控制，产物检测剔除危险品从而阻止的。另外更需要关注的应该是“蓝化”的照明对学生心理司辰纪律带来的影响，这一点要说明的是首先蓝光是白光的组成部门，正常生涯中一定是有蓝光存在的，不能通过滤掉蓝光来阻止。另外高色温的LED长时间会对人的心理纪律造成影响，而国家尺度中划定的色温尺度(3300～5500)K是相对温顺的，并不会有不适感。

　　③LED产物无论从产物质量照样尺度系统都日渐完善，作为新型节能型光源，针对差异人群、差异场所，调治出合理的光谱和光色，正是LED的优势所在，逐渐替换传统光源应该是一个趋势。

　　④课堂照明环境刷新要做好产物质量监视事情，严酷对课堂照明用灯具举行检测，尤其是光度、色度、辐射平安方面的测试。同时要加大对中小学课堂的风险监测，定期举行照明环境的检测，包罗照度、平均度、色温、眩光等。

　　呵护青少年就是呵护我们的未来，学生们耐久在学校生涯，明亮恬静的照明能够有用地珍爱视力。用准确的丈量数据，助力打造优良的课堂照明环境，专心呵护学生的身心康健是计量大的职责所在。

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