淺談中小學(xué)校照明系統(tǒng)的優(yōu)化方案

鄭葉龍

摘要：本文主要介紹中小學(xué)功能教室的燈具的選取，通過對于LED燈具及普通熒光燈具的利弊分析，并結(jié)合節(jié)能等具體措施，落實(shí)到所有功能用房的燈具選取及控制方案中。

關(guān)鍵詞：LED燈的利弊 節(jié)能 控制方式

1、引言

1879年10月21日，愛迪生發(fā)明了世界上第一盞有使用價(jià)值的電燈后，我們現(xiàn)代人的生活就從未離開過電燈。金屬鹵化燈，高壓鈉燈，礦物燈等各種燈具的出現(xiàn)，在帶給我們光明的同時(shí)，更美化著我們的生活，電燈伴隨著人類文明的進(jìn)步而不斷突破、創(chuàng)新。我們普通老百姓的生活中接觸最多的就是從最開始發(fā)出微黃的白熾燈，再到后來我們口中所說的日光燈，再到目前市面上最普遍采用的LED燈。燈具發(fā)展演變的同時(shí)，關(guān)于燈具的利弊也產(chǎn)生了一些看法。

2、LED燈的利弊

就LED燈而言，好處自然不需贊美其美觀，節(jié)能是其最大的優(yōu)點(diǎn)，普通的熒光燈發(fā)光效率一般不會超過0.6;而根據(jù)LED實(shí)驗(yàn)室給出的數(shù)據(jù)，其發(fā)光效率可以達(dá)到驚人的0.95左右，符合我們國家提倡節(jié)能減排的大趨勢。但LED燈的弊，更是我們不容小覷的。

一、LED燈會產(chǎn)生大量的藍(lán)光，而藍(lán)光的危害由以下幾點(diǎn)

1.損傷結(jié)構(gòu)：在2010年國際光協(xié)會年會中，世界頂尖光學(xué)專家一致指出：短波藍(lán)光具有極高能量，能夠穿透晶狀體直達(dá)視網(wǎng)膜。藍(lán)光照射視網(wǎng)膜會產(chǎn)生自由基，這些自由基會導(dǎo)致視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞衰亡，進(jìn)而導(dǎo)致光敏感細(xì)胞缺少養(yǎng)分，引起視力損傷，而且這些損傷是不可逆的。加重視網(wǎng)膜黃斑區(qū)疾病，過量的藍(lán)光會造成視網(wǎng)膜上皮色素細(xì)胞衰亡，使得光敏感區(qū)細(xì)胞死亡、黃斑病變，導(dǎo)致眼底病變、視力下降、甚至失明。

2.視覺疲勞：由于藍(lán)光的波長短，人眼聚焦點(diǎn)并不是落在視網(wǎng)膜中心位置，而是離視網(wǎng)膜更靠前一點(diǎn)的位置。要想看清楚，眼球會長時(shí)間處于緊張狀態(tài)，引起視覺疲勞。 長時(shí)間的視覺疲勞，可能導(dǎo)致近視加深、出現(xiàn)復(fù)視力、閱讀時(shí)易串行、注意力無法集中等癥狀。

3.影響睡眠：藍(lán)光會抑制褪黑色素的分泌，而褪黑色素是影響睡眠的一種重要激素，可促進(jìn)睡眠、調(diào)節(jié)時(shí)差。藍(lán)光刺激大腦，抑制褪黑素分泌并提高腎上腺皮質(zhì)激素的生成，從而調(diào)節(jié)心率、警覺、睡眠、體溫、基因表達(dá)等，打亂人體生理節(jié)律，增加疾病風(fēng)險(xiǎn)，尤其是乳腺癌和結(jié)直腸癌風(fēng)險(xiǎn)增高。

二、LED燈產(chǎn)生頻閃的危害

人體的危害：眼睛長時(shí)間暴露在高頻閃環(huán)境下會引起頭痛和眼疲勞、引起腦部細(xì)胞灼傷，造成視覺細(xì)胞受損，產(chǎn)生頭痛，疲勞，視力下降，注意力分散等問題，同事產(chǎn)生的神經(jīng)問題如光敏性癲癇等。

安全方面：就如視覺錯覺，包括轉(zhuǎn)動的機(jī)器，道路照明和汽車燈等，容易導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。

不管LED燈具做到如此完美程度，其少量的藍(lán)光和頻閃都是無法避免的。

綜上所述，長時(shí)間工作、學(xué)習(xí)的房間，如學(xué)校的教室，在滿足國家節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，應(yīng)避免使用LED燈具，盡量采用普通的熒光燈，最好采用最原始的白熾燈，避免對學(xué)生眼睛的發(fā)育造成影響。

3、中小學(xué)主要功能用房燈具的選取

結(jié)合上訴對于LED燈具的利弊分析，并結(jié)合《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50034-2013及《中小學(xué)教室采光和照明衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GB7793-2010的相關(guān)規(guī)定。對于主要的功能用房選取不同的燈具。

一、教室

《中小學(xué)教室采光和照明衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GB7793-2010第5.5條的規(guī)定，教室采用小于26mm細(xì)管徑直管形稀土三基色熒光燈，并結(jié)合LED燈的利弊分析，教室屬于長期工作或停留的場所，應(yīng)選用細(xì)管徑直管形稀土三基色熒光燈。

結(jié)合《教育建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ310-2013第8.2.11條的規(guī)定，教室照明燈具與課桌面的垂直距離不應(yīng)小于1.7m。一般中小學(xué)課桌面高度為670mm～750mm，故燈具安裝高度一般為2.4米。

《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50034-2013第5.3.7條的規(guī)定，教室、閱覽室的課桌面照度要求為300lx，UGR=19，U0=0.6，Ra=80，LPD=8.0W/㎡。燈具的色溫不宜高于4000K。

二、辦公室

辦公室一般選用LED燈具，由于辦公室面積一般較小，照度為300LX的話，如選用細(xì)管徑直管形稀土三基色熒光燈的話一般將超過8.0W/㎡。若辦公室面積較大，選用三基色熒光燈自然是首選。

三、風(fēng)雨操場

風(fēng)雨操場分兩種，一種是比賽用風(fēng)雨操場，其照度為500LX;一種是訓(xùn)練與娛樂用風(fēng)雨操場，其照度為300LX。

比賽用風(fēng)雨操場，一般設(shè)置于高中學(xué)校內(nèi)，高中學(xué)校內(nèi)的風(fēng)雨操場頂部網(wǎng)架結(jié)構(gòu)高度高，可將燈具設(shè)于兩側(cè)布置。既不影響美觀，亦不影響照度。

中小學(xué)風(fēng)雨操場一般為訓(xùn)練及娛樂時(shí)用，高度也不會太高。由于中小學(xué)風(fēng)雨操場頂部多采用吸音材質(zhì)的格柵，因此選用成套的LED懸掛燈，均勻布置于頂面，既美觀，又完全滿足照度的要求。

四、走廊

走廊為中小學(xué)校的學(xué)生應(yīng)急疏散的重要場所，因此定性為二級負(fù)荷。

《消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》GB51309-2018規(guī)定，走廊的消防應(yīng)急照明疏散均采用集中電源型A型應(yīng)急照明疏散系統(tǒng)。

結(jié)合上訴兩個規(guī)定，走廊的普通照明燈具可采用帶蓄電池的非消防應(yīng)急照明LED燈具，既滿足二級負(fù)荷的要求，亦不影響消防應(yīng)急照明疏散。

4、控制方式

一、走廊及樓梯間的控制方式

結(jié)合節(jié)能要求，疏散走道等公共區(qū)域的開關(guān)一般采用自熄式控制開關(guān)，但是，學(xué)校的走廊為重要場所，由于人員密集，極容易發(fā)生踩踏事件，故走廊及樓梯的燈具控制方式采用最普通的控制方式，既雙控開關(guān)，整體亮，整體滅。

二、教室的控制方式

教室的燈具控制方式分兩種，一種是有多媒體教學(xué)的教室，另一種是無多媒體教學(xué)的教室。多媒體教學(xué)的教室，因投影設(shè)置與電子白板上方，對于亮度的要求高，因此，采用平行于黑板的單列控制燈具的亮滅。而無多媒體教學(xué)的教室，要考慮自然光對教室照度的影響，燈具控制方式按單排控制，平行于窗。

三、紫外線消毒燈具的控制方式

一般中小學(xué)校，除廚房區(qū)域外，基本不用紫外線消毒燈具。但是，結(jié)合《托兒所、幼兒園建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ39-2016第6.3.3.條的規(guī)定，托兒所、幼兒園的 紫外線殺菌燈的控制裝置應(yīng)單獨(dú)設(shè)置，并應(yīng)采用防誤開措施。調(diào)研中了解到，大多數(shù)都是紫外線燈的燈開關(guān)單獨(dú)設(shè)置，且在燈開關(guān)上作出標(biāo)志，例如紫外線燈開關(guān)貼上才是不干膠，上面寫上“紫外線燈”，還有的是把紫外線燈開關(guān)設(shè)在高處，并做上標(biāo)記。但這些做法也不能完全避免誤開，曾經(jīng)發(fā)生過誤開紫外線燈傷人事故。

鑒于目前的情況，提出三種做法供參考：

1.采用燈開關(guān)控制，并把燈開關(guān)設(shè)置在門外走廊專用的小箱內(nèi)并上鎖，由專人負(fù)責(zé)，其他人不能操作。

2.采用專用回路并集中控制，把控制按鈕設(shè)于有人值班的房間，確定房間無人后由專人操作開啟紫外線燈。

3.有條件時(shí)采用智能空時(shí)，探測房間內(nèi)是否有人，由房間無人和固定的消防時(shí)間兩個條件才做開啟紫外線燈。

5.總結(jié)

中小學(xué)校的教室一般采用小于26mm細(xì)管徑直管形稀土三基色熒光燈，由多媒體教學(xué)設(shè)備的教室控制方式應(yīng)平行于黑板單列控制。人員長期工作學(xué)習(xí)的場所亦應(yīng)避免采用LED燈。減少LED燈具對人員的永久性傷害。走廊、樓梯等場所，可采用自帶蓄電池的非消防LED燈具，提高走道照度的安全性，并采用普通開關(guān)，防止開關(guān)自熄給學(xué)生人員帶來踩踏等危險(xiǎn)。有紫外線燈的場所，如學(xué)校的廚房，應(yīng)防止誤開紫外線燈傷人事故。

參考文獻(xiàn)：

[1]人民日報(bào)《提醒LED燈可誘發(fā)失明？關(guān)于“藍(lán)光危害”，這些人員必當(dāng)心！》

[2]《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50034-2013

[3]《中小學(xué)教室采光和照明衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GB7793-2010

[4]《托兒所、幼兒園建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ39-2016