LED燈具在中小學教室照明中的技術要求

史躍 韓正濤 施晨宇 洪曉馬 劉彬彬

摘要：國內還是有很大一部分地區的學校使用的照明燈具是熒光燈燈管，黑板區域沒有專用的照明燈具，而且熒光燈燈管照明效率低，課桌面照度不能滿足先寫照明環境的要求，欠佳的教室照明環境是學生們視力下降的關鍵因素之一。熒光燈的光源缺少防止眩光的措施，對學生造成很大影響，降低了學習的舒適度。由此全國開展改造了中小學校教室照明環境工程，推行LED燈具為主體的照明方案。

關鍵詞：LED燈具;教室照明;視網膜危害;眩光

目的

1. 視覺功效：滿足教學功能要求，能方便有效準確地完成視覺作業。

2. 視覺舒適：為學生身心健5EB7和學習創造良好環境，同時減少近視風險。

3. 視覺安全：為學生提供看清周圍路徑和及時發現險情的照明條件。

技術要求

1. 外觀要求

LED燈具外形應光滑平整、無凹陷，表面應均勻無流痕、氣泡等，焊縫無透光現象。

2. 電特性

教室中的照明燈具都是直接與我國的電網電源直接相連，我國的電網電源電壓是220V～，頻率50Hz。

在技術規范CQC 3315-2016中給出明確電源電壓應為220V～，頻率50Hz。在額定電壓和頻率下的測得的輸入功率應與額定輸入功率的偏差在過10%以內。功率因數應大于等于0.70，若燈具宣稱高功率因數，則應大于等于0.90，實測功率因數則不應比標稱功率因數低0.05。

3. 視網膜危害

主要是指可見光中藍色光部分（一種具有較高能量的光線）對人體的視網膜的直接傷害。可見光波長大約在380-780nm之間，藍光波長在400-500nm之間。

教室中照明的LED燈具屬于國內強制性認證范疇，所以也需要滿足GB7000.1的要求，并且視網膜危害在CQC 3315-2016中只接受按照IEC/TR 62778評估的無危害類產品（即RG0級）。

4. 顏色特性和光度特性

4.1色溫是照明光學中定義顏色的一個物理量。

通常將室內照明光源按其相關色溫Tcp分為下表三組

色溫過高使人容易亢奮，過低會使人感到昏昏欲睡。在溫暖氣候條件下宜采用色表分組Ⅲ冷色的色表光源，而在寒冷氣候條件下宜采用色表分組Ⅰ暖色的色表光源。我們國家宜取色溫3300-5300，在CQC 3155-2016中要求選取色溫3000K、4000K和5000K。

4.2色度坐標的初始值不應超過在色度坐標目標值5 SDCM，即色容差在5 SDCM以內。

在正常壽命周期內，LED燈的色品坐標與初始值的偏差在CIE 1976均勻色度標尺圖中，不應超過0.007。

LED燈具在不同方向上的色品坐標與其加權平均值偏差在CIE 1976均勻色度標尺圖中，不應超過0.004。

4.3顯色指數是指對物體色彩的還原度，顯色指數越低，肉眼看到的顏色越失真。顯色指數不低于標稱值的3個數值。一般顯色指數應大于等于80;用于美術教室的一般顯色指數Ra的初始值應大于等于90，Ra應大于50。

4.4在CQC 3315-2016中LED燈具初始光通量不應低于額定值的10%;效能不應低于80lm/W，且不低于標稱值。

5. 區域照度

5.1照度標準值和照度均勻度

5.2 作業面外0.5m范圍內的照度值見下表，照度均勻度不應低于0.5。

5.2 照度功率密度

6. 眩光

眩光，由于視野中的亮度分布和亮度范圍的不適宜，或存在極端的對比，以致引起不舒適的感覺或降低視察細部或目標能力的視覺現象。

應合理地選擇百葉板、遮光板裝置等來防止直接眩光。

可通過下列方法防止和減少由反射引起的光幕反射和反射眩光：

a）避免將燈具安裝在干擾區內，教室照明燈具與桌面的垂直距離大于等于1.7m;

b）采用低光澤度的表面裝飾材料;

c）限制燈具出光口表面發光亮度;

d）增加燈具發光面積;

e）墻面的平均照度應大于等于50lx，頂棚的平均照度應大于等于30lx，但避免出現光斑。

6.1直接型開燈具的遮光角不應小于表6的規定。

6.2統一眩光值 國際照明委員會（CIE）用于度量處于室內視覺環境中的照明裝置發出的光對人眼引起的不舒適感主觀反應的心理參量。

6.3 反射比

6.4有視覺顯示終端的工作場所，在于燈具中垂線成65°～90°范圍內的燈具平均亮度限值應符合表9。

7. 壽命

在CQC 3315-2016中明確LED燈具壽命的額定中值壽命不低于30000小時。

LED燈具在正常點亮3000小時后，光通量維持率應不低于初始值的96%，色品坐標與初始值的偏差在CIE 1976均勻色度標尺圖中，不應超過0.007，Ra應不低于額定值5個數值。

LED燈具正常點亮 6000 小時后，光通維持率應不低于初始值的93%，色品坐標與初始值的偏差在CIE 1976均勻色度標尺圖中，不應超過0.007，Ra應不低于額定值5個數值。

總結

教室照明的標準主要有5個，其中3個國家標準GB 50034-2013 《建筑照明設計標準》、GB 50099-2011 《中小學校設計規范》和GB 7793-2010 《中小學校教室采光和照明衛生標準》，1個中國質量認證中心起草的CQC 3155-2016《中小學校及幼兒園教室照明產品節能認證技術規范》和1個行業標準JGJ/T 310-2013 《教育建筑電氣設計規范》。3個國家標準在給出了照明環境要求，CQC 3155-2016技術規范在電氣參數方面給出了更具體的參數要求，對教室照明基本參數信息的補充。教室照明燈具一般是2種，教室燈具和黑板燈具，分別對課桌面和黑板提供照明，在更為嚴格參數的約束條件下，教室照明燈具保證基本照明條件的情況下，提高了學生學習的舒適度，降低了對眼睛的傷害。

參考文獻

[1]張紹綱、張欣、張建平等，GB/T 5700-2008 《照明測量方法》 [S].北京：中國標準出版社，2008.11

[2]張紹綱、張欣、張建平等，GB/T 13379-2008 《視覺工效學原則 室內工作場所照明》 [S].北京：中國標準出版社，2008.11

[3]趙建平、汪猛、袁穎等，GB 50034-2013 《建筑照明設計標準》 [S].北京：中國建筑工業出版社，2014.4