摘 要:本文結(jié)合國內(nèi)外發(fā)展情況分析了健康照明的發(fā)展情況,從照度、顏色、亮度均衡、眩光、頻閃等幾個方面簡單介紹了中小學(xué)教室照明中需要注意的問題。
關(guān)鍵詞:教室照明;照度; 顏色; 亮度; 眩光; 頻閃
中小學(xué)是一個學(xué)生發(fā)育、成長的階段,在學(xué)習(xí)過程中視覺是大腦最主要的信息來源,是學(xué)生視覺功能的需求階段。在繁重的學(xué)習(xí)過程中,教室照明以及學(xué)習(xí)環(huán)境照明對照明質(zhì)量提出更高的要求,正確的照明環(huán)境,有助于提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率和促進(jìn)學(xué)生身心的健康。
隨著教學(xué)手段的多樣化,學(xué)生的視覺任務(wù)也越來越復(fù)雜,對照明的要求也越來越高,中小學(xué)生視力健康問題也越來越突出。2017年1月4日,中美LED健康照明論壇在浙江臨安召開,主要對光生物學(xué)、醫(yī)學(xué)等方面進(jìn)行了交流,而中小學(xué)教室健康照明也被重點(diǎn)提出?,F(xiàn)代生活中的人工光照對人類健康構(gòu)成了新的挑戰(zhàn)。近視、視力退化、失眠、荷爾蒙下降、抑郁癥等等,可能與用光、照明有密切關(guān)系。我們在追求綠色產(chǎn)品、綠色環(huán)境的同時,健康照明已成為人們生活的迫切需求。另外,在國家標(biāo)準(zhǔn)GB7000.1-2015中,已對LED照明產(chǎn)品的藍(lán)光危害提出了新的安全要求。近年來,隨著智慧技術(shù)的發(fā)展,以人為本和智慧健康照明正在興起。LED光源與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合、并融合人體生物學(xué)和健康設(shè)計(jì),面向舒適、健康、節(jié)能的新型智慧健康照明技術(shù)將引發(fā)一場照明革命,形成相當(dāng)?shù)膽?yīng)用市場。
教室照明因素主要包括照度、顏色、亮度均衡、眩光、頻閃等幾個方面。教室綠色照明應(yīng)該從這幾個方面入手,并在設(shè)計(jì)和施工、改造階段應(yīng)得到有效控制。
照度與學(xué)生對書本文字識別的容易程度有關(guān)。日本的研究結(jié)果表明,更高的照度水平(500lx)與正常的照度(300lx)相比,學(xué)生的閱讀識別能力會產(chǎn)生不同的效果。因此教室照明應(yīng)在保證教室照度的基礎(chǔ)上進(jìn)行。
顏色是中小學(xué)教學(xué)中的重要部分,在學(xué)生讀取彩頁課本時燈具中光源的色溫和顯色指數(shù)直接影響顏色的視覺效果。低色溫光源偏暖,能夠形成一種安定、溫暖的氣氛;高色溫光源,能形成一種涼爽、清澈的感覺。一般在教室照明中,采用高色溫的光源。另一個參數(shù)是顯色指數(shù),是反映光源對顏色顯現(xiàn)能力的制標(biāo),顯色指數(shù)越高,顏色顯現(xiàn)的能力越高,一般顯色指數(shù)大約80,一些繪畫,藝術(shù)品場合需要顯色指數(shù)更高一些。
教室中燈具的亮度及顏色不僅與光源有關(guān),而且與教室內(nèi)各表面的反射率有很大關(guān)聯(lián)。采用飽和度不高的淺色表面,會提高教室的整體亮度也可以使教室感覺更加寬敞。通常頂棚表面需要更高的反射率,黑暗的頂棚會使人產(chǎn)生壓抑,影響視覺舒適;間接照明多采用頂棚反射燈具,如果頂棚反射率低,會降低利用系數(shù),增加能源消耗。為達(dá)到要求的反射比,需要同時考慮到年齡和各表面顏色的因素。一般推薦頂棚白色,墻面低年級教室為淺黃色、淺粉紅色等;高年級教室為淺藍(lán)色、淺綠色、白色等;成人用教室為白色、淺綠色等,地面使用不刺眼、耐臟的顏色。
亮度均衡是指當(dāng)人們在房間里時,眼睛聚焦經(jīng)常在墻或則桌面之間移動。當(dāng)兩個區(qū)域亮度差異比較大時,人眼需要不斷地重新適應(yīng),這會使人眼很容易疲勞,影響視覺功能甚至健康,并且會分散人們的注意力。
眩光是影響照明質(zhì)量的重要因素之一,眩光是由于視覺范圍亮度變化過大,時間和空間上存在著極端的對比,導(dǎo)致人的觀察能力和判斷能力降低,同時會影響人的心理狀態(tài),導(dǎo)致人們情緒煩躁,反映遲鈍等。眩光的評價指標(biāo)和方法有多種不同的模型,需要根據(jù)不同的照明環(huán)境使用不同的評價算法。例如,在道路照明中常用閾值增量(TI)來評價失能眩光、室內(nèi)工作場所中常用統(tǒng)一眩光指數(shù)(UGR)來評價。
通常教室照明燈具會采用控制燈具到桌面的安裝高度,控制燈具的發(fā)光口的出光角度來控制眩光,還可以通過控制表面亮度、面積來實(shí)現(xiàn)對眩光的控制。另外,自然光及反射光也會產(chǎn)生眩光,需要通過窗簾等遮光手段來控制這類眩光。反射眩光主要是光線通過觀察面直接反射到人的眼睛中,導(dǎo)致無法識別觀察面的內(nèi)容。
頻閃給我們的感覺就是圖像在閃爍,絕對意義上的無頻閃實(shí)際是不可能的。頻閃可能會引起視覺疲勞、頭痛、視力下降等問題,教室照明燈具也存在頻閃,因此需要在教室改造中引起重視。電氣和電子工程師協(xié)會(Institute of Electrical and Electronics Engineers, IEEE)新發(fā)布的技術(shù)規(guī)范IEEE Std 1789-2015《在高亮度發(fā)光二極管中調(diào)節(jié)電流以減輕對觀眾健康風(fēng)險的推薦性操作規(guī)范》將閃爍分為不可被察覺到的影響水平和超低風(fēng)險區(qū)域,并提出了閃爍百分比及閃爍指數(shù)。
以上僅是教室綠色照明涉及的幾個方面,教室照明還包括照明控制部分及天然光利用等。教室綠色照明是教育基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要組成部分,而中小學(xué)、幼兒園是綠色照明的應(yīng)用重點(diǎn),需要在教室照明建設(shè)或改造中注意這些因素的影響。
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作者簡介:
廖寧(1973--)男,漢族,四川省蓬溪縣人,大學(xué)本科,工程師;研究方向:電子技術(shù)。