淺談教育照明燈具的檢測(cè)及重要性

唐媚

【關(guān)鍵詞】教育照明;燈具;檢測(cè)

【中圖分類號(hào)】TM923.5 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-0688（2021）07-0066-03

0 引言

當(dāng)前，我國(guó)學(xué)生近視呈現(xiàn)高發(fā)、低齡化趨勢(shì)，嚴(yán)重影響孩子們的身心健康，這是一個(gè)關(guān)系國(guó)家和民族未來(lái)的大問(wèn)題，必須高度重視，不能任其發(fā)展。對(duì)此，習(xí)近平總書(shū)記指示，要結(jié)合深化教育改革，拿出有效的綜合防治方案，并督促各地區(qū)、各有關(guān)部門抓好落實(shí)。習(xí)近平總書(shū)記強(qiáng)調(diào)，全社會(huì)都要行動(dòng)起來(lái)，共同呵護(hù)好孩子們的眼睛，讓他們擁有一個(gè)光明的未來(lái)。2018年，衛(wèi)健委、教育部等八部委聯(lián)合印發(fā)了《綜合防控兒童青少年近視實(shí)施方案》，提出到2023年，力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)全國(guó)兒童青少年總體近視率在2018年的基礎(chǔ)上每年降低0.5%以上，近視高發(fā)省份每年降低1%以上。學(xué)校需改善視覺(jué)環(huán)境，改善教學(xué)設(shè)施和條件，嚴(yán)格按照普通中小學(xué)、中等職業(yè)學(xué)校建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，落實(shí)教室、圖書(shū)館、宿舍等采光和照明需求，使用有利于視力的健康照明設(shè)備，根據(jù)學(xué)生座位視角、教室采光照明狀況去調(diào)整學(xué)習(xí)環(huán)境。在國(guó)家的號(hào)召下，很多照明廠商紛紛投入教育照明產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)，健康教育照明燈具應(yīng)運(yùn)而生。隨著產(chǎn)品的多元化，本文分析總結(jié)教育照明燈具的現(xiàn)狀和存在問(wèn)題，提出相應(yīng)的燈具性能和應(yīng)用效果檢測(cè)。

1 教室照明存在的問(wèn)題

目前，我國(guó)大部分學(xué)校教室照明環(huán)境比較落后，眩光、藍(lán)光危害、頻閃、照度、顯指、色溫、均勻度、光衰等問(wèn)題突出，這直接影響了學(xué)生的視覺(jué)健康。本文分析教室照明存在的七大問(wèn)題。

（1）眩光刺眼、傷眼，分散學(xué)習(xí)注意力，導(dǎo)致視力下降。

（2）“藍(lán)光危害”引發(fā)用眼健康，影響睡眠質(zhì)量，引起視覺(jué)疲勞，導(dǎo)致近視、白內(nèi)障及黃斑病變。

（3）頻閃厲害，讓人頭暈眼花，引發(fā)視覺(jué)疲勞。

（4）照度、均勻度不合格，讓人昏昏欲睡，學(xué)習(xí)效率明顯降低。

（5）顯色指數(shù)低，圖像模糊，容易導(dǎo)致學(xué)生色彩認(rèn)知偏差。

（6）教室內(nèi)一般采用高色溫偏高、光色偏冷的熒光燈管，藍(lán)光溢出。

（7）供電系統(tǒng)異常，產(chǎn)品安全存在隱患 [1]。

2 教育照明燈具的檢測(cè)

為了更好地保證教育照明產(chǎn)品達(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn)要求，我們不僅考慮光電方面的測(cè)試，還需要考慮安全和電磁兼容的影響?？蓪⒔逃彰鳠艟邫z測(cè)分單燈的基本性能檢測(cè)和安裝后的整體效果檢測(cè)。

2.1 性能檢測(cè)

教育照明燈具的性能檢測(cè)主要包括光學(xué)性能檢測(cè)、安全性能檢測(cè)、電磁兼容性能檢測(cè)3個(gè)方面。光學(xué)性能檢測(cè)包括色溫、配光曲線、效能、顯色指數(shù)、藍(lán)光、光衰等測(cè)試;安全性能檢測(cè)包括電氣強(qiáng)度、絕緣電阻、爬電距離和電氣間隙等測(cè)試;電磁兼容性能檢測(cè)包括諧波、輻射騷擾等測(cè)試。

2.1.1 光學(xué)性能檢測(cè)

顯指是指光源對(duì)物體的顯色能力。在教室照明中，燈具的顯色指數(shù)越高，越有利于青少年視覺(jué)健康，舒適自然的光環(huán)境可以提高學(xué)生分辨顏色能力和學(xué)習(xí)效率，否則容易導(dǎo)致學(xué)生對(duì)色彩認(rèn)知產(chǎn)生偏差，在色彩的具體運(yùn)用中產(chǎn)生混亂。此外，色溫偏白，易導(dǎo)致亢奮和視疲勞，同時(shí)存在藍(lán)光溢出的風(fēng)險(xiǎn);色溫是表示光線中包含顏色成分的一個(gè)計(jì)量單位，偏低會(huì)導(dǎo)致光線偏暗，易產(chǎn)生視疲勞。因此，教育照明燈具必須嚴(yán)格控制顯指、色溫這兩項(xiàng)測(cè)試參數(shù)，滿足健康光環(huán)境的需求。色溫和顯值需使用光色分析測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，根據(jù)尺寸的大小宜選擇φ2 m的積分球，測(cè)試前應(yīng)對(duì)燈具進(jìn)行自吸收系數(shù)測(cè)試，排除燈具本身材料對(duì)測(cè)試的影響。檢測(cè)結(jié)果應(yīng)嚴(yán)格依據(jù)《中小學(xué)校教育采光和照明衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB 7793）中的要求，色溫宜采用3 300～5 500 k的光源，光源顯色指數(shù)不小于80。

燈具設(shè)計(jì)在考慮節(jié)能環(huán)保的同時(shí)，還要考慮光源的配光角度、光衰及藍(lán)光危害。發(fā)光效率值越高，表明照明器材將電能轉(zhuǎn)化為光能的能力越強(qiáng)，即在提供同等亮度的情況下，節(jié)能性越強(qiáng);在同等功率下，照明性越強(qiáng)，亮度越大。在國(guó)家提倡節(jié)能環(huán)保的當(dāng)下，效能是比較重要的參數(shù)。同時(shí)，長(zhǎng)時(shí)間使用燈具容易產(chǎn)生光衰，會(huì)導(dǎo)致光通量的變化，需做長(zhǎng)期的壽命測(cè)試;配光性能的好壞直接影響安裝的效果，對(duì)均勻度、照度都會(huì)產(chǎn)生很大的影響。因而，需對(duì)燈具的效能、光通量、配光曲線進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試要求根據(jù)《普通照明用LED模塊測(cè)試方法》（GB/T 24824）執(zhí)行，使用分布光度計(jì)在暗室中完成，分布光度計(jì)根據(jù)原理的不同分為燈具旋轉(zhuǎn)式分布光度計(jì)、雙鏡式分布光度計(jì)、圓周運(yùn)動(dòng)反光鏡式分布光度計(jì)、中心旋轉(zhuǎn)反光鏡式分布光度計(jì)等，檢測(cè)結(jié)果可參照《中小學(xué)校及幼兒園教育照明產(chǎn)品節(jié)能認(rèn)證技術(shù)規(guī)范》（CQC 3155）。

當(dāng)有害藍(lán)光輻射到人眼時(shí)，可引起視網(wǎng)膜細(xì)胞氧化應(yīng)激反應(yīng)，造成不可逆的光化學(xué)損害，加劇黃斑區(qū)細(xì)胞損傷，如果學(xué)生長(zhǎng)期在這種環(huán)境中學(xué)習(xí)，容易引起視覺(jué)疲勞，導(dǎo)致近視、白內(nèi)障及黃斑病變，因而藍(lán)光是教育照明燈具首要考慮的參數(shù)，可使用光生物安全測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果按照IEC/TR 62778評(píng)估危害等級(jí) [2]。

頻閃是指電光源光通量以一定頻率產(chǎn)生的波動(dòng)。當(dāng)用手機(jī)或高清攝像頭對(duì)準(zhǔn)光源時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)條紋分布，給我們的感覺(jué)是圖像在不停地閃爍。當(dāng)學(xué)生長(zhǎng)期暴露在這種環(huán)境下，眼睛為了適應(yīng)頻率變化，會(huì)頻繁調(diào)節(jié)，這不僅會(huì)分散學(xué)生注意力，還會(huì)引起視力下降?？墒褂霉庠搭l閃測(cè)量?jī)x對(duì)燈具的波動(dòng)度進(jìn)行測(cè)試，波動(dòng)深度的判斷結(jié)果嚴(yán)格按照《LED室內(nèi)照明應(yīng)用技術(shù)要求》（GB/T 31831）。

2.1.2 安全性能檢測(cè)

除了光對(duì)小孩視力有影響，安全也是一項(xiàng)非常重要的考慮因素，安全性能檢測(cè)應(yīng)嚴(yán)格依據(jù)《燈具 第1部分：一般要求與試驗(yàn)》（GB 7000.1）、《燈具 第2-1部分：特殊要求 固定式通用燈具》（GB 7000.201）執(zhí)行，使用耐壓測(cè)試儀測(cè)試電氣強(qiáng)度，看是否會(huì)出現(xiàn)飛弧或擊穿現(xiàn)象，檢測(cè)時(shí)還需考慮燈具是基本絕緣、附加絕緣還是加強(qiáng)絕緣;用絕緣電阻表進(jìn)行絕緣電阻，電阻值不可低于標(biāo)準(zhǔn)值;根據(jù)有效值工作電壓和PTI值，測(cè)量帶電部件與金屬部件間的爬電距離和電氣間隙，測(cè)量值根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)確定是否滿足要求。

2.1.3 電磁兼容檢測(cè)

教育照明燈具電磁兼容的檢測(cè)，需依據(jù)《電氣照明和類似設(shè)備的無(wú)線電騷擾特性的限值和測(cè)量方法》（GB/T 17743）檢測(cè)輻射騷擾和電源端子騷擾。9 kHz～30 MHz的輻射騷擾場(chǎng)強(qiáng)的磁場(chǎng)分量檢測(cè)需使用直徑2 m、3 m或4 m的環(huán)形天線測(cè)得，限值不可超出標(biāo)準(zhǔn)要求;30～300 MHz的輻射騷擾需在3 m或10 m的電波暗室中完成，通過(guò)雙錐對(duì)數(shù)周期天線（含前置放大器）對(duì)樣品進(jìn)行角度360度、高度1～4 m的全方位探測(cè)，檢測(cè)樣品是否滿足標(biāo)準(zhǔn)限值要求;9 kHz～30 MHz的電源端子騷擾檢測(cè)設(shè)備有單相人工電源網(wǎng)絡(luò)、測(cè)試接收機(jī)、全自動(dòng)射頻切換開(kāi)關(guān)，檢測(cè)限值不可超出標(biāo)準(zhǔn)要求?！峨姶偶嫒?限值 諧波電流發(fā)射限值（設(shè)備每相輸入電流≤16 A）》（GB 17625.1），主要檢測(cè)諧波對(duì)產(chǎn)品的干擾，使用到的設(shè)備是諧波閃爍分析儀。

2.2 應(yīng)用效果檢測(cè)

單燈檢測(cè)性能合格不一定就能滿足整體的應(yīng)用效果。因而根據(jù)單燈檢測(cè)的光電性能測(cè)試結(jié)果，用DIALux軟件對(duì)其安裝效果進(jìn)行模擬，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)《中小學(xué)校教育采光和照明衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB 7793）、《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50034）考慮教室內(nèi)各個(gè)方向的使用材料的反射比、安裝高度、角度、數(shù)量，通過(guò)不斷調(diào)節(jié)相關(guān)參數(shù)，達(dá)到理想的模擬值。根據(jù)模擬出的值進(jìn)行指導(dǎo)安裝，使得安裝效果達(dá)到最優(yōu)性能[3]。DIALux軟件模擬-渲染圖如圖1所示，DIALux軟件模擬-測(cè)算圖如圖2所示。

安裝完成后，需用照度計(jì)和眩光測(cè)量?jī)x對(duì)黑板和教室燈具的平均照度、照度均勻度、顯指、眩光值等參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，測(cè)試面和測(cè)試尺寸需根據(jù)《照明測(cè)量方法》（GB/T 5700）要求進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)指標(biāo)見(jiàn)表1。

3 結(jié)語(yǔ)

在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求下，確保檢測(cè)項(xiàng)目的全面性、完整性，同時(shí)推動(dòng)了研發(fā)，對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、選材進(jìn)行與完善。通過(guò)對(duì)教育照明燈具各項(xiàng)參數(shù)的檢測(cè)，對(duì)教育照明燈具的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把控，結(jié)合安全、場(chǎng)景、光照、生理和心理特征等信息，為中小學(xué)生營(yíng)造一個(gè)健康、舒適、高質(zhì)量的光環(huán)境，在保證安全的前提下達(dá)到大幅度降低近視的效果。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]韓金蘭，楊春龍.中學(xué)教室照明設(shè)計(jì)[J].電氣應(yīng)用，2007，11（3）：22-27.

[2]劉婕，莊曉波，要華，等.光源藍(lán)光危害的測(cè)試與評(píng)估[J].照明工程學(xué)報(bào)，2013（S1）：45-50.

[3]姜濤，王浩.高校教室節(jié)能照明改造與設(shè)計(jì)[J].照明工程學(xué)報(bào)，2014，25（5）：40-45.