光健康背景下的教室照明研究與應(yīng)用新進(jìn)展探究

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2112-5042-0400

摘要：受“十四五”新內(nèi)容新指導(dǎo)，教育領(lǐng)域應(yīng)提高對青少年身心健康成長的重視程度，深刻意識(shí)到青少年所處環(huán)境可對其個(gè)體發(fā)展帶去聯(lián)動(dòng)影響。眼睛因光而生，光環(huán)境好壞直接影響青少年視覺健康。學(xué)校教室作為青少年課程學(xué)習(xí)、身心成長的主陣地，為落實(shí)總書記就青少年視力問題明確提出的重要指示，應(yīng)以健康、舒適、科學(xué)的教室照明環(huán)境的打造為著眼點(diǎn)，在保持學(xué)生視力、保護(hù)學(xué)生眼睛的關(guān)鍵前提下，助力其學(xué)習(xí)效率穩(wěn)步增長，促進(jìn)學(xué)生身心健康平穩(wěn)發(fā)育、發(fā)展。文章立足光健康，圍繞教室照明展開系列分析，為安全的教室照明環(huán)境構(gòu)建提供新思路。

關(guān)鍵詞：光健康 ?教室照明 ?照明燈具 ?照明環(huán)境

中圖分類號(hào)：TU113.6???文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ??文章編號(hào)：1672-3791（2022）04（b）-0000-00

Research and Application of Classroom Lighting Under the Background of Light Health

CHEN Zengyu

（Ningbo Zhongpu Lantian Information Technology Co.， Ltd.， Ningbo， Zhejiang?Province，?315000?China）

Abstract： Under the new content and guidance of the 14th five year plan， the field of education should pay more attention to the healthy growth of teenagers' physical and mental health， and be deeply aware that the environment of teenagers can have a linkage impact on their individual development. Eyes are born of light. The quality of light environment directly affects teenagers' visual health！ As the main front for teenagers' curriculum learning and physical and mental growth， in order to implement the important instructions clearly put forward by the general secretary on Teenagers' vision， the school classroom should focus on the creation of a healthy， comfortable and scientific classroom lighting environment， and help its learning efficiency grow steadily on the key premise of maintaining students' vision and protecting students' eyes， Promote students' physical and mental health and stable development. Based on light health， this paper will carry out a series of analysis around classroom lighting， so as to provide new ideas for the construction of safe classroom lighting environment.

Key Words： Light health; Classroom lighting; Lighting lamps; Lighting environment

校園教室是青少年群體日常生活、學(xué)習(xí)的主戰(zhàn)場。據(jù)了解，我國青少年需每日在校8?h以上。其中，在教室活動(dòng)時(shí)間則可占據(jù)總在校時(shí)間的七成以上?，F(xiàn)階段，隨著光健康理念在我國校園的不斷深入，各地校園開始了以保護(hù)學(xué)生眼部健康為主的教室照明系統(tǒng)改造工作。但囿于諸多原因的客觀限制，使得改造手段較為單一，如替換新燈具等，缺乏統(tǒng)籌全局的教室光環(huán)境優(yōu)質(zhì)打造，致使教室光環(huán)境整體效果的改良不盡人意，亟需教室照明領(lǐng)域人員加以正確指導(dǎo)。

1 ?LED教室照明燈具及教室照明環(huán)境的要求指標(biāo)

1.1藍(lán)光危害

可將藍(lán)光危害簡單理解為：若藍(lán)光輻亮度滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的2、3類時(shí)，將會(huì)在短時(shí)間內(nèi)，甚至瞬間為人眼帶去直接傷害。有害藍(lán)光持有較大能量，可在穿透人眼晶狀體后，接觸視網(wǎng)膜，導(dǎo)致視網(wǎng)膜色素的上皮細(xì)胞發(fā)生枯萎、死亡。以LED燈具為例，該類燈具表層亮度極高，因幼兒園幼兒，或是小學(xué)低年級學(xué)生的眼睛具有較高的藍(lán)光透光率。所以，比較成年人，青少年的眼睛更易遭受燈具藍(lán)光危害。因此，在LED燈具的選擇中，應(yīng)注重?zé)艟吣芊駶M足RGO免除級的藍(lán)光要求，防止其對學(xué)生視網(wǎng)膜造成損傷危害。

1.2顯色指數(shù)

為確保教室整體照明的顯色指數(shù)可充分契合紅色光譜要求，應(yīng)強(qiáng)調(diào)LED燈具所持一般顯色指數(shù)的參數(shù)可保持在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，即≥90;并將燈具特殊顯色指數(shù)，即，把控在50，或50以上。

1.3閃爍

在燈具閃爍中，因其光譜，或是亮度的分布可因波動(dòng)的直接光刺激造成不穩(wěn)定的人眼視覺現(xiàn)象，在極為嚴(yán)重的閃爍狀態(tài)下，將加重人眼的視覺疲勞、引發(fā)各類視覺認(rèn)知障礙。因此，在教室照明情境下，關(guān)于燈具的閃爍頻率應(yīng)匹配以下要求，保證學(xué)生用眼安全。即：一是以直流電進(jìn)行燈具供電;二是將教室明光源保持在高頻狀態(tài)下作業(yè)，其中，高頻定義為（≥20?kHz）;三是將相鄰的教室照明燈具，或是將負(fù)責(zé)同一區(qū)域部位的照明燈具，分別連接于主電源的不同相序。

1.4學(xué)生眼部垂直照度

教室照明的關(guān)鍵任務(wù)就是確保學(xué)生課桌面、教室書寫板的光照度、均勻度能夠長期維持在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定中。分析學(xué)生視覺需要，為突出教室空間的整體明亮感，不僅需對教室課桌的水平照度提出明確要求，還應(yīng)對學(xué)生人眼垂直亮度加以具體規(guī)范。參考國外標(biāo)準(zhǔn)及有關(guān)文獻(xiàn)資料，在周全考量新地標(biāo)統(tǒng)一炫光數(shù)值為UGR≦14后，可將教室空間內(nèi)的桌面平均照度維持在350?lx≦E≦700?lx的范圍內(nèi)，保證學(xué)生人眼垂直照度可等于，或突破200?lx。

1.5色溫

對于普通的校園教室來講，部分照明環(huán)境未對空間色溫加以明確設(shè)置。但美國、英國的教育照明領(lǐng)域具有“4?000?K色溫是學(xué)生學(xué)習(xí)最佳色溫”的說法。我國《中小學(xué)教室采光和照明衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中也具有“色溫應(yīng)在3?000～5?500?K”的要求，以及“教育與培訓(xùn)設(shè)施的應(yīng)用”這一方案中也曾提到“教室色溫應(yīng)不超出5?500?K”。而在美術(shù)教室等專業(yè)教室中，《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》《室內(nèi)工作場所照明》等規(guī)程文件均對其提出了色溫建議，即教室色溫應(yīng)在5?000～6?500?K之中。

2 教室照明環(huán)境的日常維護(hù)

當(dāng)前，部分學(xué)校在完成教室照明系統(tǒng)新建、優(yōu)化改建后，均會(huì)及時(shí)開展照明驗(yàn)收活動(dòng)，檢測設(shè)計(jì)燈具照明情況能否符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在檢測通過后再施以質(zhì)量驗(yàn)收。然而在教室燈具驗(yàn)收后，一些學(xué)校淡化了定期維護(hù)燈具、監(jiān)測教室照明環(huán)境動(dòng)態(tài)變化的重要性，欠缺后期管理，致使燈具難以充分發(fā)揮保護(hù)學(xué)生眼睛、防止學(xué)生視力下降等積極作用。對此，在燈具使用中，應(yīng)依照教室燈具的多樣性應(yīng)用情況，確定維護(hù)、更換燈具設(shè)備的具體年限，長期維持教室照明能夠滿足學(xué)生現(xiàn)實(shí)性需要。以LED教室燈具為例，因該類燈具的發(fā)光運(yùn)用了半導(dǎo)體芯片優(yōu)勢，且無玻璃泡、無燈絲，具備不易破裂、不怕震動(dòng)等有優(yōu)質(zhì)性能，正常使用壽命可在50?000 h以上。因此，為最大化發(fā)揮LED教室照明燈具對學(xué)生眼睛、視力的安全防護(hù)作用，以兩年為期，定期開展清潔、養(yǎng)護(hù)、更換新光源等燈具管理維護(hù)工作，每年開展一次教室照明整體環(huán)境的檢測。并根據(jù)教室日常燈具開啟時(shí)長，在燈具壽命到期后及時(shí)替換。

3 教室黑板燈的重要性

教室照明的關(guān)鍵一環(huán)就是黑板燈，其照度均勻度、眩光均會(huì)對教師板書書寫、學(xué)生看黑板學(xué)習(xí)起到系列影響。依照實(shí)質(zhì)屬性，可將教室眩光分為兩類，即不舒適眩光以及直接眩光。前者可對人眼產(chǎn)生極不舒適的主觀感受，然而卻不會(huì)對人眼視覺對象造成可見度降低的影響;后者則是在人眼視野中，尤其是視線方向所靠近的發(fā)光體形成的眩光。若黑板燈未正當(dāng)安裝，即可對教師眼睛進(jìn)行直接眩光影響。一般教師寫字習(xí)慣，眼部距黑板面40～60cm左右，而由于人眼視覺視角是一個(gè)呈120°的錐形，當(dāng)黑板燈安裝在教師60°視角以上的位置，則可避免教師受燈具眩光影響。因此，在燈具安裝過程中，需依照有關(guān)規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)，將黑板與黑板燈出光口的水平距離把控在40 cm以內(nèi)，以及保證黑板燈能夠與黑板上沿的垂直距離超出20 cm。將黑板與黑板燈具的距離控制在最大值，繼而突出燈具的照度均勻度，并確保教師在課堂執(zhí)教中免受眩光影響。

4 教室空間光環(huán)境的設(shè)計(jì)

縱觀我國各地校園教室照明綜合實(shí)況，不難發(fā)現(xiàn)多半學(xué)校在教室全天的照明設(shè)計(jì)中，往往采用同一色溫、亮度，致使學(xué)生教室學(xué)習(xí)的感官舒適度難以提升，成為制約其學(xué)習(xí)效率難以增長的關(guān)鍵因素。且這種單一的光環(huán)境，同樣破壞了學(xué)生晝夜節(jié)律的基礎(chǔ)平衡。為向青少年提供出更為健康、安全、舒適的教室光環(huán)境，實(shí)現(xiàn)其眼睛、視力的充分保護(hù)，提高學(xué)生課程知識(shí)學(xué)習(xí)實(shí)效。該次研究將圍繞某一學(xué)校教室空間進(jìn)行光環(huán)境的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，具體內(nèi)容有：

該教室空間規(guī)模為9×7×3.6m，操作DLALux這一空間照明設(shè)計(jì)的模擬軟件，選擇LED照明工具，開展了4種不同色溫的模擬，即一是2?700?k、二是3?000?k、三是4?000?k、四是6?500?k。

通過綜合比較，結(jié)合常規(guī)性人體晝夜節(jié)律體系。見圖1所示，在一天的清晨時(shí)段，可將教室色溫設(shè)置為低度暖色。待學(xué)生正式進(jìn)入最佳學(xué)習(xí)狀態(tài)后，可適時(shí)將教室色溫調(diào)整為冷色，有益于學(xué)生高效學(xué)習(xí);而在一天中的中午時(shí)段，為營造出舒適、溫馨、寬松的教室午休環(huán)境，可利用暖色，放松、緩釋學(xué)生緊張的上午學(xué)習(xí)壓力。并在下午時(shí)段，再次將教室色溫轉(zhuǎn)變?yōu)槔渖{(diào)，引導(dǎo)學(xué)生調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)狀態(tài);而在晚間自主學(xué)習(xí)中，教室光環(huán)境同樣適用于低度暖色，便于學(xué)生從學(xué)習(xí)狀態(tài)過渡為睡眠狀態(tài)，以動(dòng)態(tài)的色溫轉(zhuǎn)變維持學(xué)生集體的晝夜平衡。在試驗(yàn)?zāi)M中，3?000～5?500?k的色溫在多方面均有較優(yōu)異的表現(xiàn)，能夠在保護(hù)學(xué)生視力的基礎(chǔ)上，提高其課程內(nèi)化效率，為學(xué)生打造出健康、明亮的教室照明光環(huán)境。

5 光健康背景下教室照明的展望

教室是學(xué)生高度用眼的關(guān)鍵場所，以保障校園教室燈光質(zhì)量為落腳點(diǎn)，在充分滿足學(xué)生學(xué)習(xí)的視覺要求的同時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選擇光色適宜、效率穩(wěn)定的照明光源。對此，在教室照明的整體設(shè)計(jì)中，應(yīng)強(qiáng)調(diào)燈具類別的科學(xué)挑選，保證燈具能夠迎合學(xué)生視覺功能、瞳孔調(diào)節(jié)變化等特點(diǎn)。并在新光源內(nèi)合理強(qiáng)化短波光譜的連續(xù)，確保與短波相近的藍(lán)綠光能夠充分適應(yīng)學(xué)生眼睛的光生物反應(yīng)，將教室照明環(huán)境做到滿教室均勻通亮卻見光不見燈感覺，逐步趨向自然光水平。

6結(jié)語

綜上所述，處于光健康新理念在我國各地校園深入踐行的新時(shí)代背景下，教室照明環(huán)境的優(yōu)質(zhì)構(gòu)造成為了我國教育領(lǐng)域重點(diǎn)聚焦的熱門研究課題，旨在通過科學(xué)、合理的教室照明系統(tǒng)，維護(hù)學(xué)生眼睛健康及眼睛視力，防止其因不良性藍(lán)光、閃爍等照明現(xiàn)象的影響，出現(xiàn)視力下降、眼睛病變等問題。對此，教育照明領(lǐng)域人員應(yīng)深刻認(rèn)知到光健康對學(xué)生眼睛保護(hù)的重要性，圍繞教室照明展開深層次的分析討論，靈活運(yùn)用時(shí)下先進(jìn)性的新技術(shù)、新設(shè)備。為學(xué)生帶去更為安全、健康的教室照明燈具，全方位保障學(xué)生在教室學(xué)習(xí)、探究中的眼部健康。

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作者簡介：陳增昱（1963—），男，本科，助理工程師，研究方向?yàn)榻】到逃彰鳌⑹孢m室內(nèi)照明。