雙碳背景下教室智能照明標準需求研究

摘 要：隨著我國學生群體視力的持續(xù)下降，國家對學校教室照明提出了新要求，智能照明系統(tǒng)不僅需要滿足新需求，還應響應“雙碳”目標提出后低碳節(jié)能要求。本文通過分析國內(nèi)現(xiàn)行的教室照明標準，基于現(xiàn)階段雙碳背景下面臨的碳減排挑戰(zhàn)，淺析教室智能照明領(lǐng)域標準空白問題，并提出未來標準制修訂方向的建議。

關(guān)鍵詞：智能照明，標準，雙碳

DOI編碼：10.3969/j.issn.1674-5698.2024.12.015

0 引 言

照明系統(tǒng)在學校教學環(huán)節(jié)中發(fā)揮至關(guān)重要的作用，為了給學生提供恰當、安全、舒適的照明質(zhì)量，2018年8月30日，教育部、國家衛(wèi)生健康委等8部門聯(lián)合印發(fā)《綜合防控兒童青少年近視實施方案》，全國各省市積極響應，要求對中小學校教室照明進行改造，確保學校教室照明衛(wèi)生標準達標率10 0%。隨著科技的飛速發(fā)展，智能照明系統(tǒng)在教育領(lǐng)域的應用日益廣泛，為傳統(tǒng)教室環(huán)境帶來了革命性的變革。照明產(chǎn)業(yè)經(jīng)過多年的競爭和整合后，已經(jīng)步向成熟期[1]，通過設計智能照明控制系統(tǒng)運用高效、靈活的控制手段，根據(jù)不同場景需求實現(xiàn)照明設備的亮度、照度調(diào)節(jié)，以達到節(jié)能和提升使用者體驗的目的[2]。智能照明系統(tǒng)不僅能針對各種不同的教學場景調(diào)整照明強度，使之符合照明質(zhì)量要求，還能在節(jié)能環(huán)保、健康保護、安全管理等多個維度上發(fā)揮重要作用。

特別是現(xiàn)階段我國各行業(yè)紛紛積極響應雙碳發(fā)展目標，智能照明系統(tǒng)相較于傳統(tǒng)照明而言更符合低碳節(jié)能環(huán)保的要求，但通過對現(xiàn)行標準的分析，我國教室智能照明標準體系在碳減排方面仍有不足之處。

1 國內(nèi)現(xiàn)行的教室照明標準現(xiàn)狀概述

我國學校教室照明涉及的現(xiàn)行標準涵蓋了國家標準、行業(yè)標準、地方標準和團體標準，包括質(zhì)量評價類、設計類、產(chǎn)品類、測量方法類等類別，部分清單見表1。

從標準強制性及影響范圍來看，目前在教室照明行業(yè)使用覆蓋面較廣的是以下7項，現(xiàn)簡述標準各自側(cè)重的技術(shù)內(nèi)容亮點。

國家標準層面來說，GB/T 50034-2024《建筑照明設計標準》由強制性標準轉(zhuǎn)化為推薦性標準，該標準主要關(guān)注人工照明的相關(guān)指標，除了2013版本關(guān)注的不同場景人工光源的照度亮度標準值外，還新增了健康照明、綠色節(jié)能、驅(qū)動電源相關(guān)規(guī)定[3]；GB 7793-2010《中小學校教室采光和照明衛(wèi)生標準》側(cè)重研究學校教室采光和照明要求的雙因素要素，更能滿足使用者對教室光照情況的總體認知[4]；GB 50099-2011《中小學校設計規(guī)范》從自然光和人工照明的兩種用光角度做指標要求，采光上主要使用教學用房工作面或地面上的采光系數(shù)標準和窗地面積比、室內(nèi)各表面的反射比值等，人工照明方面主要包括維持平均照度、統(tǒng)一眩光值、顯色指數(shù)、照明功率密度及對應照度值等[5]；GB/T 36876-2018《中小學校普通教室照明設計安裝衛(wèi)生要求》除傳統(tǒng)的照明指標外，還加入了智能照明的相關(guān)指標，根據(jù)不同的自然光照條件，調(diào)光系統(tǒng)實現(xiàn)不同區(qū)域燈具照明和照度的調(diào)節(jié)[6]。

行業(yè)標準QB/T 5533-2020《教室照明燈具》更關(guān)注燈具產(chǎn)品本身的技術(shù)參數(shù)，主要有產(chǎn)品一般要求、技術(shù)要求和試驗方法3個方面，標準從照明需求、用光安全、能耗和節(jié)能、照明質(zhì)量、燈具可靠性試驗等角度對產(chǎn)品指標做明確規(guī)定[7]。

作為地方標準，上海市還發(fā)布了DB31/T 539-2020《中小學校及幼兒園教室照明設計規(guī)范》相較于國家標準而言完善了照明的質(zhì)量指標，因地制宜結(jié)合上海市領(lǐng)先的教育資源環(huán)境，針對性將指標適應于不同的教室類別，更創(chuàng)造性加入垂直照度的指標，引入分級評價的指標形式，并對光生物效應設計提出“應進行照明設計，實現(xiàn)動態(tài)照明、情景照明等優(yōu)化效果” [8]，符合智能照明的理念。

T/J YBZ 0 05-2018《中小學教室照明技術(shù)規(guī)范》作為團體標準具備先進性，指標更貼合教室照明領(lǐng)域的行業(yè)發(fā)展和用戶需要，該標準調(diào)整了光源范圍，并加入了閃爍考核指標，并對統(tǒng)一眩光值和測試方法、桌面和黑板的照度計測點做了相應的指標規(guī)定[9]。

綜上所述，我國現(xiàn)行的教室照明領(lǐng)域標準主要從不同角度的指標對照明質(zhì)量、能效、產(chǎn)品和用光安全做出要求，只有少數(shù)標準關(guān)注低碳節(jié)能和智能照明方面的指標，從某種意義上來說，低碳節(jié)能標準數(shù)量較少，還存在著明顯的缺失不足等問題。

2 教室智能照明領(lǐng)域標準缺位情況分析

2.1 部分現(xiàn)行標準指標先進性不足

我國教室照明行業(yè)使用的9項國家標準中有4項已超過10年未修訂。GB 7793-2010未能綜合考慮采光要素和照明要素的相互作用和影響關(guān)系，照明指標未能將普通和專業(yè)教室區(qū)別討論，使用的光源規(guī)定小于26mm細管直形稀土三基色熒光燈，也沒有光生物安全指標要求；GB 50099-2011已發(fā)布實施多年，缺乏部分重要指標，如：黑板的照度，色溫等；GB 50033-2013雖側(cè)重于指出要利用自然光源，用采光系數(shù)評價效果，但未能充分分析自然光源與人工光源之間的關(guān)系；GB/T 26189-2010和GB/ T 25125-2010因標準性質(zhì)和長時間未修訂的原因，部分指標要求偏低。除此之外，現(xiàn)階段雙碳目標的提出對教室照明行業(yè)的減碳量提出了新要求，而現(xiàn)行的部分標準未能及時修訂以適應當前學校教室的新需求，無法為教室建設提出指引。

2.2 國內(nèi)標準采標國際標準自適應性不足

我國現(xiàn)行的智能照明相關(guān)國家標準中，部分是由IEC標準轉(zhuǎn)化而成，這些標準基本上采用的是DALI協(xié)議，轉(zhuǎn)化后的國家標準與海外現(xiàn)行的標準無法適配國內(nèi)智能照明行業(yè)和市場中實際銷售生產(chǎn)的產(chǎn)品，自適應性和兼容性程度較弱。由此而引發(fā)的是無法引進國外相對成熟的檢測和計量設備衡量智能照明產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品的指標和屬性問題，且國內(nèi)暫未研發(fā)出較為公認的檢測和評估技術(shù)方法和標準，導致現(xiàn)在市場中在售的智能照明產(chǎn)品良莠不齊，生產(chǎn)和檢測技術(shù)亟待更新。

2.3 現(xiàn)行標準對智能照明相關(guān)主題關(guān)注度不足

教室照明產(chǎn)品減碳量除了來自于產(chǎn)品效能提升、電源效率提升，還需要研究智能照明系統(tǒng)和軟件運行的優(yōu)化、用戶行為模式的改變等，前者可以通過提高現(xiàn)有的照明指標實現(xiàn)，但后者還未能在國內(nèi)市場中得到普遍約束，目前智能照明還沒能形成得到行業(yè)內(nèi)企業(yè)廣泛認可的使用標準，照明類標準中涉及智能照明技術(shù)內(nèi)容較少，而智能照明類的國家標準僅做最基礎(chǔ)的約束，無法充分規(guī)范市場，同樣的智能照明產(chǎn)品由不同的公司生產(chǎn)會因使用的協(xié)議不同而無法兼容，市場產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，企業(yè)各自為戰(zhàn)，主要用低價競爭低效率帶動產(chǎn)業(yè)發(fā)展，難以形成良好的市場生態(tài)。

2.4 現(xiàn)行照明類標準中缺失碳排放計量類指標

國內(nèi)現(xiàn)行的學校教室照明類標準主要技術(shù)內(nèi)容涉及照度、亮度等指數(shù)相關(guān)指標，共性指標包括：桌面維持平均照度（lx）、桌面照度均勻度、黑板維持平均照度（lx）、黑板照度均勻度、統(tǒng)一眩光值（UCR）、色溫（K）、頻閃、功率密度、維護系數(shù)等。智能照明裝置、系統(tǒng)的標準則從系統(tǒng)運行的環(huán)境及安全性方面約束。綜合來看，國內(nèi)現(xiàn)行的教室照明類標準中涉及智能照明的較少，而涉及碳排放的指標近乎為零。2024年7月14日，國家發(fā)展改革委、市場監(jiān)管總局、生態(tài)環(huán)境部正式聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于進一步強化碳達峰碳中和標準計量體系建設行動方案（2024-2025年）》，方案中要求要充分發(fā)揮計量、標準作用，有效支撐我國碳排放雙控和碳定價政策體系建設[10]。現(xiàn)階段面向我國實現(xiàn)“雙碳”的目標要求，現(xiàn)行標準中對碳排放指標的要求和缺位問題較為嚴重，亟待更新統(tǒng)一計量技術(shù)，并用標準化手段形成穩(wěn)定的約束措施。

3 教室智能照明領(lǐng)域標準需求分析

3.1 及時修訂原有標準并推動制定先進優(yōu)質(zhì)標準

在雙碳背景下，為實現(xiàn)碳達峰和碳中和的目標，推動電器行業(yè)的綠色低碳轉(zhuǎn)型。國家發(fā)展改革委等部門發(fā)布了《重點用能產(chǎn)品設備能效先進水平、節(jié)能水平和準入水平（2 0 2 4年版）》，明確了工業(yè)設備、信息通信設備、交通運輸設備、商用設備、家用電器、照明器具等六大類產(chǎn)品的能效要求，并劃分為先進水平、節(jié)能水平和準入水平三檔。因此，隨著照明行業(yè)技術(shù)水平的提升，原有的標準可能無法及時反映最新的技術(shù)成果和要求。根據(jù)雙碳目標導向機制，應及時修訂原有標準，提升技術(shù)指標的要求。除此之外，國家還鼓勵充分發(fā)揮政府的引導作用和市場的自發(fā)作用，制定嚴于國家標準的地方標準、行業(yè)標準和團體標準，優(yōu)先將能效先進水平及以上產(chǎn)品設備和相關(guān)生產(chǎn)技術(shù)工藝納入標準制修訂目錄，帶動行業(yè)的進步。

3.2 積極尋求將碳減排相關(guān)指標引進標準制修訂的可能性

在現(xiàn)有國內(nèi)相關(guān)標準基礎(chǔ)上可以發(fā)現(xiàn)，標準中幾乎沒有規(guī)定與碳排放相關(guān)的指標，僅做基礎(chǔ)的綠色節(jié)能的要求。根據(jù)相關(guān)企業(yè)、研究機構(gòu)在其他行業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)、檢測、實驗過程中的經(jīng)驗總結(jié)，綜合教室照明燈具產(chǎn)品的實踐結(jié)果，目前可用于測量碳排放相關(guān)的指標有電力消耗量、電力總碳排放、二氧化碳排放因子、燈具總碳排放量等，可以嘗試積極引進相關(guān)標準。

以T/SIEATA000001-2020《中小學校教室照明質(zhì)量分級評價》質(zhì)量評價類標準的相關(guān)要求為例，對企業(yè)供應中小學教室照明用L ED產(chǎn)品的應用效果做出質(zhì)量分級評價要求，對符合驗收標準的中小學教室照明質(zhì)量按標準文本給予3級評價：AAA級、AAAA級和AAAAA級[11]。引進碳排放相關(guān)指標后，可以制定相關(guān)碳減排評價類標準，對符合相關(guān)減碳量或級別的教室智能照明產(chǎn)品進行評級，并將評級高的產(chǎn)品加入行業(yè)推薦目錄。

4 結(jié)論與展望

隨著雙碳工作在我國的穩(wěn)步推進，綠色低碳觀念日益深入人心。智能照明采用高能效的照明光源，提高照明能效，減少照明用電量；智能照明控制系統(tǒng)能實現(xiàn)二次節(jié)能：如：室內(nèi)區(qū)域?qū)崿F(xiàn)人走燈滅及分時段、分場景控制亮度；在室外區(qū)域通過單燈控制實現(xiàn)分路段、分時亮度調(diào)節(jié)。未來教室智能照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展除了要求不斷優(yōu)化智能控制系統(tǒng)、提升碳減排技術(shù)，更要求照明領(lǐng)域標準能與時俱進，體現(xiàn)現(xiàn)階段照明技術(shù)的最先進水平。高標準代表著高質(zhì)量，只有在雙碳背景下，充分研究國際技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，掌握發(fā)展趨勢，適度把握國家要求，不斷提升教室智能照明標準的制修訂工作質(zhì)量，在學校教室中率先引入碳排放相關(guān)的指標，才能真正實現(xiàn)標準引領(lǐng)高質(zhì)量發(fā)展，并穩(wěn)步推進碳達峰和碳中和目標實現(xiàn)。

參考文獻

[1]張敏.高速公路隧道智能照明工程技術(shù)方案設計[J]. 科技創(chuàng)新與應用， 2024，14（26）：129-132.

[2]陳國光. 智能照明控制系統(tǒng)的設計與實踐[J]. 中國物業(yè)管理， 2024（09）：112-115.

[3]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部. GB/T 50034-2024，建筑照明設計標準[S].

[4]中華人民共和國衛(wèi)生部. GB 7793-2010，中小學校教室采光和照明衛(wèi)生標準[S]. 北京： 中國標準出版社， 2011.

[5]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部. GB 50099-2011，中小學校設計規(guī)范[S].北京： 中國建筑工業(yè)出版社， 2010.

[6]國家衛(wèi)生健康委員會. GB/T 36876-2018，中小學校普通教室照明設計安裝衛(wèi)生要求[S].北京：中國標準出版社，2018.

[7]全國照明電器標準化技術(shù)委員會. QB/T 5533-2020，教室照明燈具[S]. 北京： 中國輕工業(yè)出版社，2021.

[8]上海市教委教育技術(shù)裝備中心. DB31/T 539-2020，中小學校及幼兒園教室照明設計規(guī)范[S]. 北京：中國標準出版社，2020.

[9]中國教育裝備行業(yè)協(xié)會. T/JYBZ 005-2018，中小學教室照明技術(shù)規(guī)范[S]. 2018.

[10]劉園園，陳沁.建設標準計量體系 完善碳排放“度量衡”[N]. 科技日報， 2024-09-18 （008）.

[11]上海照明電器行業(yè)協(xié)會. T/SIEATA 000001-2020，中小學校教室照明質(zhì)量分級評價[S]. 2020，9.