教室照明中照度檢測方法的探討

陳茂凌 楊卉娟 韓冰 國家燈具質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心

國家電光源質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心（上海）

上海時代之光照明電器檢測有限公司 (上海201114)

0 引言

近年來我國中小學生近視不良率持續(xù)上升，已經(jīng)引起國家的高度重視。國家相關(guān)部委和領(lǐng)導人相繼作出批示，要求切實加強青少年近視防控工作。學校教室照明環(huán)境，是防控青少年近視的重要一環(huán)。教育相關(guān)部門也更加重視教室照明環(huán)境要求，加強了對其改造的力度。隨著教室照明環(huán)境的改造，如何判斷改造后照明環(huán)境是否滿足國家相關(guān)標準要求，這就對照明檢測工作提出了更高的要求。文章針對教室照明檢測中照度檢測方法尤其是黑板照度檢測方法做一些探討。

1 黑板照明檢測方法探討

1.1 國內(nèi)現(xiàn)狀

現(xiàn)在國內(nèi)教室中使用的黑板尺寸基本為：長3.6～4.4 m，寬1.0～1.2m，最常見的尺寸是4m×1.2m(文中未注明的均以該尺寸為例）。國內(nèi)教室現(xiàn)行相關(guān)標準中對黑板的照度規(guī)定限值是：維持平均照度≥500lx，照度均勻度≥0.7或0.8。

1.2 黑板照明的難點

黑板照明均勻度，即最小照度值/平均照度值，這個參數(shù)是教室照明改造中一個非常關(guān)鍵的技術(shù)參數(shù)。一個合格的黑板照明，需要好的黑板燈具、精確的照明設(shè)計和嚴格的施工三者相結(jié)合。如圖1所示，一個黑板的照度最小值一般都出現(xiàn)在紅線畫出的角落范圍內(nèi)，而且極難調(diào)整。

上海在教室改造初期，按照黑板照度均勻度≥0.7的標準，那時兩個黑板燈基本就可以實現(xiàn)照度均勻度要求。經(jīng)過大量數(shù)據(jù)測試統(tǒng)計（超過500塊黑板測試），兩個黑板燈可以達到最高照度均勻度在0.75～0.78。

2011年上海地方標準[1]實施以后，將黑板照度均勻度限值提升到≥0.8。經(jīng)過測算和實際測試，只有使用3個以上黑板燈具，才能穩(wěn)定地保證照明改造后黑板照度均勻度在0.8以上，最高實測結(jié)果也僅僅是0.85左右。

圖1 黑板照片

1.3 黑板照度測試方法

黑板照度檢測測試方法也不完全相同，比較常見的有以下兩種。

測試方法1：采用中心布點法，測試點間隔0.4m。整個黑板正好可以布置30個測試點，如圖2中空心點所示。這種布點方式與現(xiàn)有黑板尺寸比較配套，測試點數(shù)適中（30個），既考慮到黑板邊角的整體性，又照顧到了檢測的便捷與可重復性。

測試方法2：采用中心布點法，測試間隔0.5m。這個方法的測試區(qū)域與黑板常見尺寸不完全一致，黑板上下各有10cm寬度不在測試區(qū)域內(nèi)，共16個測試點，如圖2中實心點所示。檢測更加簡捷，但測試區(qū)域不完整，間隔過大，黑板照度均勻度最難處理的地 方（圖1四角區(qū)域）沒有測試到。

圖2 黑板照度測試布點圖

1.4 數(shù)據(jù)分析

選取一些采用方法1的測試數(shù)據(jù)進行分析，考慮到黑板本身具有較高的均勻度，假設(shè)黑板照度呈線性變化，用線性差值方法換算成測試方法2的測試點數(shù)值后，看看結(jié)果是什么。經(jīng)過推算統(tǒng)計數(shù)據(jù)見表1。

表1 數(shù)據(jù)統(tǒng)計表

由表1可以得出：

(1)兩種測試方法得到的照度平均值基本相同，最大偏差1.12%，平均偏差只有0.48%；

(2)兩種測試方法得到的照度均勻度偏差較大，最大偏差27.27%，最小偏差4.23%，平均偏差10.77%；

(3)如以均勻度0.8為限值，用方法1測試合格的黑板僅有1塊，用方法2測試合格的黑板有5塊；同樣的黑板，同樣的照明，測試方法略有不同，測試結(jié)果差異較大。

2 教室桌面照度方法探討

相對黑板照明來說，教室桌面照明難度相對較小。教室桌面照度的檢測也同樣有多種測試方法，常見的有：

(1)根據(jù)教室的尺寸，很多地方標準規(guī)定的測試間隔是1 m×1 m；

(2)GB/T5700—2008[2]中推薦教室的測試間隔是2 m×2 m。

實際檢測中會發(fā)現(xiàn)這樣一個問題：義務(wù)教育和高中階段的普通教室都比較小，一般長度在9 m左右，寬度在8m左右，且標準GB50099—2011[3]中規(guī)定，學生課桌椅的擺放位置是，最近距離黑板2.5 m處一直向后排列，因此學生實際在教室中使用的面積僅有后面7 m×8 m左右。如果按照標準GB/T 5700—2008的2m間隔測試，大概測試點數(shù)也只有12個?，F(xiàn)在像這種教室一般都是3×3布置的教室燈，基本上測試點都是燈下點或附近。這樣的測試結(jié)果尤其是均勻度必然會和真值相差巨大。

如圖3所示，這是一張教室照明設(shè)計平面圖疊加一張測試布點圖，圖中小圓點是1m間隔時測試布點，大圓點是2 m間隔的測試點，2 m間隔測試點基本在燈下或附近。這兩種方法比較起來應(yīng)和黑板照度測試中兩種方法的比較結(jié)果類似，測試的照度平均值應(yīng)該差不多，但均勻度結(jié)果應(yīng)該相差較大。從圖3中可以看到，在教室照度較低的兩側(cè)和后部，2 m間隔的測試方法根本就沒有測試點。

圖3 教室照明測試布點圖

3 總結(jié)

根據(jù)標準要求和測試結(jié)果，可以得出以下結(jié)論。

(1)教室桌面照度和黑板照度測試應(yīng)根據(jù)具體尺寸選擇合適的測試方法，盡量讓測試區(qū)域覆蓋整個教室或黑板，不留測試空白區(qū)域。不能生搬硬套標準中的推薦測試間隔（如：GB/T 5700—2008中最小測試間隔0.5 m，并不適用于黑板測試），而是要根據(jù)實際情況選擇最合理的測試方法。

(2)測試點應(yīng)分布均勻，測試點越多測得的數(shù)據(jù)越接近真值，這是照度測試的一個基本原則。所以測試點數(shù)應(yīng)盡可能多。

(3)對均勻度的重視程度越高，測試點間隔也要越小，這樣測試結(jié)果才能與真值更接近。如文章中提到用黑板照度測試方法1能達到均勻度0.8的黑板只有1塊，而用方法2卻有5塊合格。

標準中提高教室和黑板照度均勻度限值的本意是對教室照明提出更高的要求，但如果檢測方法不做相應(yīng)的提升，或用了不合理的測試方法（如黑板測試方法2），那么制定的標準就達不到應(yīng)有要求，反倒給不合格的照明效果有了濫竽充數(shù)的空間。