許建興
學生正處于身心發展的關鍵階段,照明環境的好壞對學生的視力健康會產生巨大影響。好的照明環境應該能同時滿足學生生理和心理的需要,適合學生長時間的視覺作業。隨著現代社會生活水平的不斷提高,照明技術日新月異的變化,學校已經具備條件為學生創造更健康的教室照明環境。
那么,怎樣的教室照明才符合健康標準?怎樣才能為學生提供明亮、舒適的視覺環境?當前我國的教室照明是否亟須“更新換代”,以便更好地順應大形勢下所提倡的全面促進青少年健康體質發展,為緩解學生諸如近視、色弱等亞健康現象做力所能及之事?
我國學校教室照明“演變史”
我國的教室照明大致經歷了從單一到重視、從無標準到逐步向國際標準靠攏的階段,大致可以總結如下:
20世紀80年代之前,學校用電單一,照明以“白熾燈”為主。教室照明照度低,國家對照明標準沒有明確規定。20世紀80年代以后,開始關注教室照明布燈方式、黑板照明等。這時出現了蝙蝠翼熒光燈具,黑板區域開始設置照明設備。
1987年國家發布了GB7793-1987《中小學學校教室采光和照明衛生標準》,首次對教室照明提出要求—課桌面照度不低于150lx。經過二十幾年的發展,我國人民的生活水平已經大幅提高,這樣的照度標準已不能滿足教育教學要求。2011年發布的GB7793-2010《中小學學校教室采光和照明衛生標準》,對教室采光和照明的有關規定進行了修正補充,新規范規定:
1.教室桌面上的維持平均照度值不應低于300lx,其照度均勻度不應低于0.7。
2.教室黑板應設局部照明燈,其維持平均照度值不應低于500lx,照度均勻度不應低于0.8。
3.教室宜采用3300K~5500K色溫的光源,光源顯色指數不宜小于80。
4.教室的統一眩光值不宜大于19。
5.在維持平均照度值300lx的條件下,教室照明功率密度現行值不應大于11W/㎡,目標值應為9W/㎡。
當前學校照明現狀及未來發展趨勢
早期由于國內沒有適合教室使用的專用照明燈具,絕大部分學校是采用熒光燈,有的甚至采用無罩的裸燈。近幾年,LED光源作為第四代新型節能光源,從誕生之時就被用來做各類燈具的發光光源,在教室照明領域也得到應用。一部分學校采用未取得中國強制性產品(3C)認證的LED燈管。在這些教室照明產品中,學校又該如何從中選擇適合學生健康成長的照明燈具呢?
一、使用熒光燈及替換型LED燈管帶來的光環境問題,主要表現在以下幾個方面:
1.課桌的照度及照度均勻度普遍低于國家規定的標準。
2.用普通支架燈裝在黑板前作為黑板燈具使用,沒有使用專用黑板燈具,甚至沒有布置黑板燈。
3.熒光管、替換型LED燈管光線直射學生眼睛而產生眩光。
4.熒光燈一般都配置電感鎮流器,存在嚴重的光頻閃效應。
5.熒光燈、替換型LED燈管顯色指數在70左右,過低造成顏色失真。
6.熒光燈、替換型LED燈管屬高色溫(6500K)產品,光線顏色偏白。
7.熒光燈為氣體放電燈,其內含有毒重金屬汞,即水銀。
二、理想教室光環境希望達到如下要求:
1.足夠的照度、教室更亮堂:采用優質LED光源,照度、照度均勻度高于國標要求。
2.無眩光、不傷眼:采用格柵防眩設計,眩光值小于16,優于國標小于19的要求。
3.沒有光閃爍、用眼舒適:光頻閃無危害,緩解視覺疲勞。
4.色彩更逼真、視覺更清晰:高顯色性,超高色彩還原能力,極接近自然光,光譜更連續,光線更柔和,提高辨色能力。
5.5000K色溫適中:通過對人眼舒適度研究實驗證明,色溫低于4000K的光線過于柔和,導致注意力不容易集中;色溫高于6500K的光線過于偏白,容易亢奮,易疲勞;色溫在4000K到5500K之間的光線適中,極適于工作和學習。
6.無藍光危害,用眼更健康:通過護眼光學透鏡設計,有效降低藍光危害。
7.綠色節能:在滿足上述護眼要求的基礎上,實現節能的目標。
8.環保:不含汞、鉛等毒害物質,材料可回收,對環境友好。
目前,優質的LED燈具能夠實現上述理想的教室光環境,護眼效果顯著,兼具節能、使用壽命長、無須維護等優點。此外,在智能方面,LED燈具也具有明顯的優勢。
三、未來智能照明的校園實現
LED燈具的最大優勢是優良的調控功能,它是實現智能化及人性化照明的最佳選擇。雖然傳統電子鎮流器和熒光燈管的組合也能實現調光和控制,但是當燈光下調后,系統效率會下降,并且熒光燈會因電極溫度太低而減少壽命。但是LED的調光幾乎可實現0~100%的調光,響應快,而且在光輸出下調運行時還能大大延長使用壽命。如果用微處理系統調控,可以實現人離開時,自動調整到1%~3%左右的光照,既能看清周邊障礙物,又能明顯節電,當有人進入時,立刻上升到正常照明。另外還能實現按需要進行的調光和調色溫的控制及遠程遙控的功能等,這無疑在提高照明質量、體現智能化和人性化、實現調控節能等方面,都有著廣闊及誘人的前景。
教室照明符合健康標準為何如此重要?
燈光影響視力是眾人皆知的事,但對影響程度的認知卻不一樣。其實,除部分先天遺傳外,不良教室照明環境是導致學生近視的直接原因之一。教室太暗、光頻閃問題,都會導致學生眼睛屈光系統產生變化,眼內肌過度調節,導致近視發生。此外,長期在不良的教室照明環境下學習,學生容易因光線不足而低頭彎腰甚至趴在桌子上,這將間接影響中小學生的正確用眼習慣的培養,造成處于發育成長、塑形關鍵階段的學生“站不直”或頸椎損害。
光頻閃是一種燈具光輸出不穩定的現象。當光頻閃的頻率高于一定數值時,人眼未必可識別,但人眼覺察不到的光頻閃不等于對人眼就沒傷害。最新研究表明光頻閃對人體有如下影響:1.可誘發光敏性癲癇或閃爍光的癲癇發作;2.可引起偏頭痛或嚴重的頭痛常伴惡心、視覺紊亂;3.會增加自閉癥人之間重復行為;4.可引起包括應變疲勞、眼睛疲勞、視力模糊,及傳統的頭痛、視力和在視覺相關作業上性能下降等危害;5.頻閃效應和相關的明顯減慢或者停止旋轉機械。
“顯色指數”(簡稱顯指,是指評價一個光源對物體本來顏色顯示能力的指標)是較少被關注的照明指標。顯指高有利于提高學生對色彩的識別能力。熒光燈和劣質的LED光源的顯色指數在70左右,即損失了物體本來顏色的30%左右,而且對飽和紅色(R9)的顯色能力普遍低,甚至為負值。在這樣的教室照明環境下長期學習,必然會導致辨色能力的下降和衰退,出現色弱、辨色能力差等情況。
而學生的學習效率與色溫(光源所發出的顏色的評價指標)有著密不可分的關系:色溫低于4000K,光線柔和,人處在這種光環境中會過于放松,注意力難以集中。色溫高于6000K,光線偏白容易亢奮而疲勞。研究表明,色溫5000K更適于學習,學習效率事半功倍。
由此可見,教室照明符合健康標準是有效防止學生產生亞健康問題的方式之一。教室照明不僅應該符合國家標準,而且在各項指標系數上應達到關愛學生健康成長的目的。