一、國內中小學校教室照明相關標準比對
1.1分類方式
1.1.1名稱:質量評價類、設計類、產品類、測量方法類
1.1.2適用范圍:國家標準、地方標準和團體標準
1.1.3發布歸口單位:原衛生部、原住建部、行業協會和標準化委員會及地方教育局等機構
1.2教室照明標準概況
1.2.1國家標準
1.2.1《兒童青少年學習用品近視防控衛生要求》(GB 40070-2021)重點解讀:
①該標準從保護兒童青少年視力健康、預防和控制近視的角度,規定了兒童青少年日常接觸到的與近視防控相關學習用品的衛生要求。
②在教室燈具方面規定了色溫、顯色指數,特別是要求LED燈具的特殊顯色指數R9要大于0等,還對燈具的藍光危害和頻閃做了規定。
③首次提出了關于一些過量光照的限制指標,如在教學多媒體產品顯示技術中,專門提出了教學多媒體產品使用時屏幕應不大于400cd/m²,;在讀寫作業臺燈衛生要求中,提出了當人處于坐姿的位置時,人眼觀察到的所有發光部件的表面亮度應不超過2000cd/m²的上限要求,對于防止眩光傷眼有重要指導作用。
1.2.2《中小學校普通教室照明設計安裝衛生要求》(GB/T 36876-2018)重點解讀:
①該標準規定了中小學校普通教室桌面、黑板面照度,教室和黑板照明設計安裝的要求,主要涵蓋照度、顯色指數、色溫、光強分布、統一眩光值和安裝方法的相關指標,除了常規的照明指標,加入了智能照明的理念,支持采用調光系統,分別調節照明和照度。
②明確提到應充分利用自然光,在不同氣象條件時,宜隨室外自然光變化調節不同區域照明、照度,這就需要智能照明去實現。此外,該標準沒有非普通教室(如閱覽室、舞蹈室和美術室等)的規定,也缺少頻閃、特殊顯色指數、藍光危害等影響教室整體光環境質量的重要指標,難以對使用者形成全面的認識和引導。
1.2.3《中小學校設計規范》(GB50099-2011)重點解讀:
①該標準在用光方面也規定了天然光和人工照明的要求,采光方面主要是教學用房工作面或地面上的采光系數標準和窗地面積比、室內各表面的反射比值,人工照明方面主要包括維持平均照度、統一眩光值、顯色指數、照明功率密度及對應照度值。
②該標準已發布實施多年,缺乏部分重要指標,如黑板的照度,色溫等,難以適應當前社會發展的需要,有待更新。
1.2.4《建筑照明設計標準》(GB 50034-2013)和《建筑采光設計標準》(GB 50033-2013)重點解讀:
①該標準是建筑工程設計師設計應用照明電氣最重要的一部標準,包括各類建筑照明設計的數量指標(如照度)、質量指標(照度均勻度、眩光限制、光源顏色、顯色性、反射比等)、照明功率密度限值、照明配電及控制等,涵蓋了居住建筑、公共建筑和工業建筑的照明標準和節能標準。
②該標準側重點是規定了人工照明的相關指標,而《建筑采光設計標準》(GB 50033-2013)則明確指出充分利用天然光資源,采用采光系數來評價采光效果,但關于天然光和室內人工照明之間的關聯未能夠充分的說明闡述。
③《建筑照明設計標準》GB 50034-2013和建筑采光設計標準》GB 50033-2013目前仍是公共建筑照明重要的依據標準,如《建筑照明設計標準》(GB 50034-2013)中規定的統一眩光值(UGR)和眩光值(GR)的定義和計算方法經常被其它標準引用,給照度標準值分級也一直被沿用。
1.2.5《中小學校教室采光和照明衛生標準》(GB 7793-2010)重點解讀:
該標準規定了學校教室采光和照明要求,綜合考慮了采光和照明的雙向重要因素,有助于加強使用者對教室光環境的整體認知,但對采光和照明的規定是獨立的,兩者相互影響相互作用關系沒有闡述,教室照明指標也沒有區分普通和專業教室,該標準建議使用的光源規定小于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,該標準難以適應當前社會發展的需要,有待更新。
1.2.6《照明測量方法》GB/T 5700-2008和《采光測量方法》GB/T 5699-2017重點解讀:
①《照明測量方法》GB/T 5700-2008規定了室內外照明場所的照明測量儀器、測量方法和測量內容,學校教室、實驗室、美術教室的桌面照度測點間距為2.0m×2.0m,教室黑板照度測點間距為0.5m×0.5m。
②《采光測量方法》GB/T 5699-2017規定了室內室外照度、亮度、材料光學參數的測量,采光系數、采光均勻度、窗地面積比和采光達標面積比、眩光的計算。
③照度測量辦法(中心布點法):
1.3地方標準
1.3.1廣東省地方標準《中小學校教室照明技術規范》(DB44/T 2335-2021)重點解讀:
1.3.1.1 該標準規定了中小學校教室照明技術的熒光燈燈具技術要求、LED燈具技術要求、教室的照明質量和節能要求、安裝和維護要求和驗收規則。
1.3.1.2 該標準的編寫基礎是國家標準GB7793《中小學校教室采光和照明衛生標準》,GB/T 36876《中小學校普通教室照明設計安裝衛生要求》以及GB40070《兒童青少年學習用品近視防控衛生要求》,因此該標準條款完全符合國家相關標準要求。
1.3.1.3 詳細規定了學校教室照明環境的現場檢測項目、檢測方法以及檢測機構的要求,有助于學校的對照明改造工程的驗收,保證教室光環境達標,為青少年提供一個有利于視力健康的學習環境。
1.3.1.4 提出了有利于青少年視力健康的照明產品和光環境要求,例如提高教室頂部的照度,LED燈具要求紅色光R9大于50,現場驗收的檢驗項目加入了頻閃,以及鼓勵使用獲得認證的有利于視力健康相關產品等。
1.3.1.5 貫徹了“健康、智能、節能”等高質量發展理念,例如考慮了黑板燈具的安裝對講課教師的影響,鼓勵使用可以接入網絡進行智能控制的燈具,鼓勵通過認證的視力健康產品等。
1.3.1.6 創新性的提出教室照明光環境要求分為兩檔,第一檔為國家標準的最低要求,第二檔為有利于視力健康和照明節能的更高要求,提供給有條件的學校更多選擇。
1.3.1.7 主要亮點為提出了LED燈具的專門技術要求,例如提出有利于學校安裝符合要求的LED燈具;以及提出了有利于青少年視力健康的條款,例如除了提高教室頂部的照度,LED燈具要求紅色光R9大于50,現場驗收的檢驗項目加入了頻閃,以及鼓勵使用獲得認證的有利于視力健康相關產品以外,還鼓勵使用模擬太陽光的全光譜燈具,相關的參數要求為R1-R15均大于90。
1.3.2上海市地方標準《中小學校及幼兒園教室照明設計規范》(DB 31/T 539-2020)重點解讀:
1.3.2.1 該標準規定的照明質量指標相對國標是比較完善的,除了適用于普通教室,也適用于各類專業教室,區分了無視覺顯示終端和有視覺顯示終端教室,創新性的加入垂直照度的指標,此外,還引入了分級評級的指標形式對照度、眩光提出基礎值和推薦值,對熒光燈提出光生物安全要求,對LED燈具提出藍光危害要求。該標準考慮到布置測量點間距的不同可能會引起照度以及照度均勻度的較大區別,為了提高測量數據的準確度,教室桌面水平照度測量點為1m×1m的間距,書寫板照度測量點為0 .4m×0.4m的間距。同時,關注光對人的視覺舒適度和非視覺健康影響,對光生物效應設計提出“應進行照明設計,實現動態照明、情景照明等優化效果”。
1.3.3南京市地方標準《中小學幼兒園教室照明驗收管理規范》(DB3201/T 1006-2020)重點解讀:
1.3.3.1 規定了中小學幼兒園教室照明驗收管理規范,提出了教室照明驗收管理的驗收流程、性能指標、設計要求、安裝要求,該標準相比同類標準有很多創新,例如首次要求教室照明可視化設計數據貫穿項目全流程,將計算機輔助設計的性能數據與驗收現場實測數據在多環節對照校驗,提高設計到驗收的質量可控性;首次提出藍光雙重檢測機制,不僅要求每一類燈具必須出具無視網膜藍光危害檢測報告,還在現場驗收環節中,增加便攜式光生物安全測試儀現場雙重檢測,開展現場檢測,以確保將藍光危害風險降到最低。
1.3.3.2 為確保具有較強的可操作性,該標準的資料性附錄中提供了多達23頁的《照明驗收測量常用表》《照明測量項目及方法》等說明性文件,還特別附錄了《教室照明項目驗收管理案例》。該案例包含南京市兩所試點學校教室照明的真實設計方案、資料信息和測量數據,并按照工作開展路徑進行圖文對照注釋,將項目實施概要、驗收組織、安裝企業驗收申請、技術資料審核、委托專業部門抽檢、項目學校功能核定,直至形成驗收報告的全流程,都通過數據圖表的方式呈現出來。
1.3.4河南省地方標準《中小學及幼兒園室內照明技術規范(征求意見稿)》重點解讀:
1.3.4.1 該標準結合河南省中小學新建、改建、擴建教室室內實際測量結果、現階段照明技術發展趨勢,充分考慮了目標人群中小學生及幼兒園正處于生長發育關鍵時期,對眩光、閃爍、光生物安全等進行了考慮。充分考慮了與其它相關標準的協調性,如現場光生物安全測量條件和方法依據《半導體照明設備和系統的光輻射安全測試方法》(GB/T 36005-2018)。教室照明照度測試方法依據《照明測量方法》(GB/T 5700-2008)。同時,還考慮到當前動態及智能照明控制系統的發展情況,增加了對照明控制裝置的檢測,并且還引入了照明光環境光衰概念,從光環境整體考慮衰減情況,更好的將光環境光照度與近視成因相關聯,達到主力近視防控的目的。
二、教室照明健康光環境指標比對
2.1.1 光源可分為自然光源和人造光源兩大類,人造光源在教室燈普遍使用的是熒光燈和LED燈;天然光就是自然光源的其中一類,影響著人體健康,天然光可以調節生物鐘、改善睡眠、改善人們的心情、減輕季節性情感障礙(SAD),減輕抑郁癥狀、促進人體吸收鈣跟磷酸鹽、有益視力等;故天然光在教室照明的中重要性越來越被看重,在白天的時候應首先優先考慮自然光,而將人工照明作為輔助。近年來模擬自然光的健康LED
2.1.2 光源的選擇光成為研究熱點。
2.1.3 在人造光源方面,熒光燈因其藍光含量較LED燈低,替換方便,總體成本會較低,教室照明改造以前普通使用的光源是熒光燈,但隨著LED燈技術的提高,LED
2.1.4 教室中如何優化利用自然光也是需要考量的,如果過度的陽光進入教室,靠近窗戶區域會發生強烈的明暗對比,產生眩光,影響人的視覺舒適度,不利于視力健康。某些建筑相關參考資料,會給采光相關指標范圍一個上限值。團體標準《中小學教室健康照明設計規范》(T/CIES 030-2020)規定“南向采光教室靠窗側課桌面的天然光照度不宜大于3000lx,超過時應采用遮陽系統”,但國內標準對遮陽系統的要求和規定內容較少或幾乎沒有。能利用好天然光,不僅對人體健康有好處,還能相應國家號召節能環保。燈在教室照明中的使用得到更普遍的認可,主要原因有:(1)有效抑制藍光,將教室燈具的視網膜藍光危害等級降到RG0,排除藍光危害熒光燈。(2)目前已研發出全光譜LED,其光譜接近天然光,并能達到很高的Ra值,目前被認為是最優的人造光源,日后若能將價格降下來并大面積在教室照明中使用,將更有利于保護青少年的視力健康。(3)LED燈很容易進行光學配光,呈現照明效果比熒光燈好,視覺健康舒適度優。故對光源的選擇上,除了要合理利用天然光,對人造光源的選擇還要定位于光源的品質上。
2.2桌面平均照度指標分析
2.2.1 眩光是指視野中由于不適宜亮度分布,或在空間或時間上存在極端的亮度對比,以致引起視覺不舒適和降低物體可見度的視覺條件。研究證明,隨著眩光強度的增加,被試的視覺作業績效逐步降低。長時間的強光刺激會阻礙黃斑視力功能的正常發育,同時,暗視覺長期得不到鍛煉,會給近視和弱視留下隱患。因而,眩光是影響教室光環境品質的重要因素之一。
2.2.2 現行國標都是按照UGR19來要求,有些地標或團標會提出分檔要求,如《中小學校教室照明技術規范》(DB44/T 2335-2021)提出UGR分為19和16兩檔要求,《中小學教室健康照明設計規范》(T/CIES 030-2020)對眩光提出三檔的分檔要求,分別是:19、16和13。團標《中小學教室照明技術規范》(T/JYBZ 005-2018)提出UGR16,對眩光控制提出更高的要求。
2.2.3 統一眩光值,簡稱UGR。度量處于視覺環境中的照明裝置發出的光對人眼引起不舒適感主觀反應的心理參量。其值可按CIE統一眩光值公式計算。
眩光指標分析
UGR較大的教室光環境,有一部分光會直接照射進入學生的眼睛,學生正??春诎鍟r,可能感覺到刺眼,引起不舒適感。而UGR越小,燈具發出的光僅僅照在課桌面上,較少光直接照射到學生的眼睛中,視覺舒適度越好。因而,UGR越小的教室光環境越有利于學生的視力健康,同時,UGR越小,技術難度會相應越大,成本也可能會增加。
(來源:高迅照明)