高校教室人工照明现状调查

2020-01-16赵林耀

科技与创新 2020年1期

赵林耀

高校教室人工照明现状调查

赵林耀

（济南历城一中，山东济南 250115）

教室照明质量对学生的视觉、心理健康及学习效率有着直接的影响。为了解高校教室照明情况，选取了济南大学6间典型性教室，依据国家标准的基本规定，实测、分析了它们的照明现状。调查发现，现有教室照明仅部分教室的个别指标达到了国家标准要求，多数指标低于国家标准，少量教室的照度值严重低于国家标准。

高校教室；人工照明；实测调查；照明现状

1 引言

教室是学生上课与自习的主要场所，教室照明对学生的视觉、心理健康及学习效率有着直接的影响[1-3]。中国健康管理协会视觉健康专委会谢培英提供的一组数据显示，中国各学段学生的近视患病率分别为小学生45.7%、初中生74.4%、高中生83.3%、大学生则超过了90%[4]，近视低龄化、高发化严重，不利于学生的健康成长，而引发近视的主要原因之一是教室光环境达不到《建筑照明设计标准》[5]的要求。

对于教室照明，《建筑照明设计标准》的基本规定是：照度标准值300 lx、统一眩光值≤19、照度均匀度0≥0.60、显色指数a≥80、相关色温3 300～5 300 K、维护系数值0.8（灯具最少擦拭次数2次/年）、照明功率密度值≤9.0；对于黑板照明，照度标准值500 lx、统一眩光值不做要求、照度均匀度0≥0.70，其余同教室照明。根据照明标准，相关研究人员对重庆、辽宁等地方的教室调查发现，情况不容乐观，教室照明无论是照度值、照度均匀度，还是显色指数及相关色温等，都与《建筑照明设计标准》有一定偏差，甚至偏差较大[6-8]。

2 调查目的与对象

2.1 调查目的

2013-11，中国住房与城乡建设部和国家质量监督检验检疫总局联合发布了国家标准《建筑照明设计标准》（GB 50034—2013），2014-06开始实施，《建筑照明设计标准》对教室照明的各项指标提出了明确要求。本调查以《建筑照明设计标准》规定的各项指标值为依据，对济南大学教室的照明情况进行实测，了解它们是否达到了照明标准的要求。

2.2 调查对象

济南大学在济南市中区有东、西两个校区，东校区规模小，教室数量少，西校区为主校区，教室数量多。因此，被调查的教室主要集中在西校区，东校区只调查了1间教室。另外，在教室类型选择上，以数量较多的中小型教室为调查对象，大型阶梯教室不在本次调查范围。此次共调查了6间教室，分别是：容纳人数126人的西校区第10教学楼413室、容纳人数126人的西校区第10教学楼309室、容纳人数87人的西校区第1教学楼208室、容纳人数87人的西校区第4教学楼301室、容纳人数28人的西校区第4教学楼508室和容纳人数77人的东校区文史楼308室。

3 调查结果

调查使用两类工具，一类用于测量教室照明数据和教室尺寸，另一类用于拍摄教室实景照片，主要工具为杭州远方SFIM300光谱闪烁照度计、小迈激光测距仪和华为荣耀10手机。调查在2019-03-23晚上、2019-03-24晚上进行，人工照门开启时间40 min以后，首先拍摄教室的照明现状图片，如图1所示。然后记录教室的尺寸、装饰材料等环境信息，如表1所示。最后测量照明各项指标的数据。测量照度时，教室照明测点间隔约1.5 m，近墙面测点距墙不大于0.5 m，测点高度为桌面高度；黑板照明测点间隔0.5 m左右，近黑板边缘的测点距边框不大于0.2 m。测量光源色温、显色性及频闪指标时，测量仪器距光源0.8 m左右，每项指标测量5个点位。对收集数据进行计算后，得到照明数据信息，如表2所示。

图1 教室照明现状

表1 教室照明环境

教室名称教室的长、宽、高/mm装饰材料顶面、墙面、地面灯具清洁度课桌材料 10教41312 300、8 400、2 950白色矿棉板、1 200 mm高米黄色墙砖墙裙，其余白色乳胶漆、米黄地砖良好浅黄色木饰面 10教30912 300、8 400、2 950白色矿棉板、1 200 mm高米黄色墙砖墙裙，其余白色乳胶漆、米黄地砖良好白色漆面 1教20810 700、6 900、2 900白色矿棉板、1 200 mm高米黄色墙砖墙裙，其余白色乳胶漆、米黄地砖一般白色漆面 4教5087 400、6 000、3 400白色乳胶漆、白色乳胶漆、浅色水磨石良好米白色木饰面 4教3019 500、7 200、3400白色乳胶漆、1 500 mm高湖蓝色墙裙，其余白色乳胶漆、浅色水磨石一般浅黄色木饰面文史楼30810 360、6 350、3 350白色乳胶漆、1 200 mm高湖蓝色乳胶漆墙裙，其余白色乳胶漆、水泥良好浅黄色木饰面

表2 教室照明测量数据

教室名称位置照度/lx照度均匀度色温/K灯具防眩光措施显色性频闪百分比/（%）频闪频率/Hz 10教413教室2470.626 200有800.95%2 000 黑板1770.556 000751.09%2 200 10教309教室2590.686 500有800.84%2 060 黑板1850.666 100751%2 200 1教208教室1100.575 800有7226%100 黑板1580.646 100724%100 4教508教室1160.726 000无7410.5%100 黑板1640.536 100724%220 4教301教室580.475 800无7523.3%100 黑板1000.495 6007225%100 文史楼308教室2730.526 400无852.09%2 400 黑板2490.746 100751.4%2 000

4 照明现状分析

对于照明的各项指标而言，影响照明质量的主要因素有照度、照度均匀度、显色性、色温、频闪与眩光，从表2的统计数据可以发现，济南大学教室照明的各项指标均不理想，主要现状如下：①照度分析。按《建筑照明设计标准》要求，教室照度的标准值是300 lx，正负偏差10%属正常范围，即照度为280～320 lx符合标准规定；同理，黑板照度的标准范围应在450～550 lx。从6间教室的照度情况看，照度最高的是文史楼308，照度为273 lx，接近照度标准值，而照度最低的是4教301，照度仅为58 lx，与标准值偏差非常大。显然，6间教室的照度全部不达标，其中有3间教室严重不达标。与教室的照度相比，黑板的照度情况更不乐观，照度最高的是文史楼308，照度仅为249 lx，与标准值相差200 lx，其余5间教室黑板的照度为100～200 lx，偏差更大。②照度均匀度分析。在照度均匀度上，教室照明的情况尚可，有3间教室的照度均匀度高于0.6，符合标准要求；2间教室的照度均匀度在0.5～0.6之间，接近标准值，另有一间教室的照度均匀度低于0.5，偏离标准值较多。黑板的照度均匀度情况不如教室，文史楼308教室黑板的照度均匀度高于0.7，其余均低于0.7，甚至有4间教室黑板的照度均匀度低于0.6，远低于标准值。③色温分析。在中国，教室照明普遍存在强光弱色的现象，光源色温对学习效率的影响并未引起相关人员的足够重视。具体多少K的色温更适合教室照明，业界目前并未形成统一的认识，如《建筑照明设计标准》对色温的推荐值为3 300～5 300 K，严永红等人认为4 000 K左右的色温下学习效率最高[9]，而潘有彬等人认为5 000 K左右的色温下学习效率最高[10]，依据这些研究，可暂且认为4 000～5 000 K之间的色温更适合大学教室照明。从被测教室与黑板的照明情况看，色温全部在6 000 K左右，既不符合照明标准要求，也不与学者推荐的色温值相吻合，整体色温值偏高。④眩光分析。6间教室中，有3间教室的灯具有防眩光措施，教室中没有不舒适性眩光现象；其余三间教室的灯具无防眩光措施，灯管直接暴露在学生视野中，直接性眩光现象严重。⑤显色性分析。显色性达标情况也不容乐观，教室情况略好，有3间教室照明光源的显色性大于0.8，符合标准要求，而其余三间教室照明光源的显色性低于0.8；黑板情况较差，所有黑板照明光源的显色性均低于0.8。 ⑥频闪分析。目前，有关频闪评价的标准较多，多篇文章认为比较权威的是美国电气和电子工程师协会（IEEE）推出的评价标准，如图2所示。基于闪烁频率和闪烁百分比（图中称波动深度）两项指标，IEEE评价标准将频闪效应分为高风险、低风险和无显著风险三个区域，只有位于图中绿色区域，才能达到标准要求。从测量数据情况看，有3间教室照明的频闪不会对人眼造成任何影响，而1教208的教室与黑板照明、4教508的教室照明和4教301的教室与黑板照明，存在严重频闪效应，不利于人眼的视觉健康。

5 结论

以济南大学的6间教室为研究载体，参照《建筑照明设计标准》对教室照明的相关规定，笔者对教室的各项照明指标进行了现场测量，发现仅部分教室个别指标达到了要求，不达标问题较多，主要表现在以下几方面：少量教室照度过低，照度均匀度差；所有教室黑板照明的照度严重不足；所有教室照明光源的色温偏高；部分教室灯具无防眩光措施；部分教室照明光源的显色性能不足；少量教室照明存在频闪问题。显然，上述现象的存在不利于学生的视觉健康和学习效率提高，应引起教育相关部门的高度重视。