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                光環境指導意見(四):學校照明光源和燈具的要求

                2021/4/9 10:14:21 作者:《阿拉丁設計》 來源:阿拉丁網上照明展
                摘要:選用的照明燈具應符合國家標準的有關規定,并取得3C認證和節能證書。

                【前文回顧】

                (一)何為健康光環境?

                (二)健康光環境的主要指標

                (三):學校健康光環境的構建

                2.3 學校照明光源和燈具的要求

                2.3.1 教室普通照明光源和燈具要求

                選用的照明燈具應符合國家標準的有關規定,并取得3C認證和節能證書。

                燈具的實測輸入功率不應高于110% 額定輸入功率。燈具的標稱功率因數不應小于0.90,實測值不能比標稱值低0.05及以上。初始光通量不應低于90%額定值。

                光源色表特征宜為中間色,相關色溫宜采用3300K-5500K, 色度坐標的初始值應在色度坐標目標值5 SDCM(色匹配的 標準偏差)之內。LED燈具在大于峰值光強10%的區域內,在兩個垂直面(C0 和 C90)不同方向上的空間顏色非均勻性 Δu'v' 應在 CIE 1976 均勻色品標度圖中的0.007以內。

                選用格柵熒光燈燈具效率應≥ 62%,選用LED教室燈具能 效應不低于 80lm/W,燈具效率和能效且不低于標稱值。

                燈具安裝宜采用長軸垂直于黑板布置;特殊情況時,在 UGR 滿足標準的規定條件下,可以采用長軸平行于書寫板的安裝 方式。

                燈具出光面應低于吊扇,且應使用剛性結構件可靠地固定到建筑物的安裝表面上,使燈具不易受外力影響而晃動。在正常觀察方向上,教室燈具出光口平面在其中垂線以上≥ 65° 高度角的平均亮度應不高于1000cd/m2,教室燈具的眩光等級為 UGR ≤16。

                雙端熒光燈一般顯色指數Ra的初始值應不低于 80,對于LED 燈具,一般顯色指數Ra的初始值應不低于90,R9應大于50。用于美術教室的燈具一般顯色指數Ra的初始值應不低于90。

                雙端熒光燈類燈具和LED類燈具的視網膜藍光危害等級應為 RG0或RG1。

                光閃爍按IEC TR 61547-1的規定測得的PstLM不應大于 1,    或當燈具在額定電壓下工作時,光輸出波形的波動深度不應高于IEEE1789中“無顯著影響”水平對應的限值要求,如表中所示。

                表 2.2 波動深度限值要求

                1.png

                對于光源不可替換的LED照明電器,其標稱光通 維持壽命 L70 不應低于25000小時。雙端熒光燈2000小時光通維持率不低于 85%。雙端熒光燈光通維持率下降至70% 的有效使用壽命應大于8000小時。

                雙端熒光燈光源汞含量不超過3mg。

                LED相對于熒光燈而言,較節能、環保,光色指標好,有條件的學校應盡量采用LED照明產品。

                2.3.2 黑板照明光源和燈具要求

                選用的黑板照明燈具應符合國家標準的有關規定, 并取得產品質量認證證書。

                燈具的實測輸入功率不應高于110%額定輸入功率。燈具的標稱功率因數不應小于0.90,實測值不能比標稱值低0.05及以上。初始光通量不應低于90% 額定值。

                黑板燈具C0-C180平面的光學結構應是對稱的,C90-C270 平面的光學結構應是非對稱的。相關色溫宜采用3300K-5500K,顯示指數Ra不低于90。

                選用敞開式熒光燈燈具效率應≥ 75%,選用透明罩熒光燈燈具效率應≥ 65%,選用LED教室燈具效能應不低于80lm/W,燈具效率和能效且不低于標稱值。

                黑板燈具安裝位置應不在教師站姿眼位處產生眩光影響,黑板燈具距書寫板面平行間距宜不超過 80cm,距黑板上緣垂直距離宜大于 20cm。

                書寫板照明燈具的投射角應可調節以滿足書寫板照明要求,且不在教師站姿眼位處產生眩光。LED書寫板照明用燈具的視網膜藍光危害不應超過RG0,雙端熒光燈類燈具,其紫外輻射等級應為RG0無危害。

                2.4 教學一體機、投影機等教學顯示終端的要求

                2.4.1 教學顯示終端

                在學校教育領域中,多媒體教學是一種必不可少的教學手段,而且應用越來越廣泛。許多的多媒體教室或多功能廳,配備計算機、多媒體投影機、電動大屏幕、音響設備等,達到聲音、圖像、文字同步的教學效果。

                在學校多媒體教學中,教學顯示終端有教學一體機、投影機、液晶顯示屏以及LED顯示屏等設備;這些顯示終端與學校教室的人工光照以及日間的自然光照構成了整體的光環境。

                教學顯示終端的亮度、對比度、顏色、圖像分辨率、眩光控制、字符格式、觀察距離及角度等因素,對青少年的視覺功能和疲勞都會有重要的影響。同時,教室里的照明條件,如燈具的亮度、空間光束分布、發光面大小以及安裝位置等,也會明顯影響視覺顯示終端最終所呈現文字和圖像的視覺性能。

                圖 2.1 教室視覺顯示終端示意圖

                1.png


                2.4.2 教學顯示終端的性能要求

                教學顯示終端因為應用場合特殊,對于此類產品應符 合以下性能要求。

                2.4.2.1 基本光學性能要求

                教學顯示終端白天亮度宜不大于 300cd/m2,夜間亮度宜不大于100cd/m2,亮度均勻性不應低于 0.9;

                教學顯示終端應盡可能選用色度均勻、色域大的設備; 亮度能隨環境光自動調節則佳。

                教學顯示終端應具備良好的表面抗反射特性。安裝時,應考慮戶外光照在顯示屏幕上不形成明顯的反射眩光,以免影響文字、圖像等信息的識別;應考慮教室燈具的光分布和安裝位置,保證教學顯示終端屏幕上不會產生 明顯反射眩光和鬼影;液晶屏表面存在一定的鏡面反射,表面有散射防眩光膜的液晶顯示器的抗眩光性能較好。使用短焦激光投影機的大屏幕顯示系統,應采用專用屏幕,并考慮屏幕的增益性能(菲涅爾屏、黑柵抗光屏和廣視角屏等)和抗環境光性能,避免在特定視角產生明顯的反射眩光;

                教學顯示終端的對比度應盡可能大一些,對比度不應僅采用全黑場和全白場對比度來評價,最好采用棋盤格或 者調制柵對比度來評價,并考慮實際光環境下的對比度。

                2.4.2.2 圖像質量性能要求 

                教學顯示終端產品的可視角度應覆蓋教室內的各個座位位置,建議選用像素分辨率高的產品,如 4K 甚至8K顯示屏。在實際圖像、視頻顯示中,采用高靜態分辨率和動態圖像分辨率的顯示終端顯示圖像會更清晰。

                教學顯示終端產品應選用動態響應時間短、拖影、鬼影 和閃爍度小(閃爍評價見標準 IEC62341-6-3)的產品。

                2.4.2.3 環境光下性能要求 

                教學顯示終端產品應考慮其環境光照條件下的亮室對比 度、亮室色度漂移、亮室色域覆蓋率和三維立體色域、 亮室圖像分辨率等,應選用在環境光下性能優異的產品; 教學顯示終端產品不應產生明顯反射眩光。

                2.4.2.4 光輻射安全特性

                常用的液晶顯示器、OLED顯示器,不存在光生物安全問題,對于高亮度投影儀按GB/T 30117.5-2019《燈和燈系統的光生物安全第5部分:投影儀》進行評價,光輻射安全的風險等不超過1類。

                對于風險等級為“2類”(RG2)的投影儀產品,建議在教室講臺頂端懸掛安裝,保證在講臺、教室內的任意觀看位置,實際應用狀態下的等級是“0類”(RG0) 或“1類”(RG1)。在桌面或學生可近距離觀看的投影儀,光輻射安全的風險等級應不超過“1 類”(RG1)。在任何環境中,嚴禁使用光安全等級為“3類”(RG3) 的產品。

                2.4.2.5 教學 AR/VR 虛擬顯示終端的性能要求

                目前,虛擬顯示終端,尤其是VR產品的分辨率還比較低,圖像清晰度較低,而且顯示像素的峰值亮度與平均亮度的比值大,極易造成視覺疲勞。

                虛擬顯示終端由于顯示畫質紗窗、拖尾、閃爍等,也易引發視覺疲勞;視覺與聽覺、觸覺、前庭系統等感官通道沖突會導致眩暈感;由于雙目視差在產生3D效果同時,造成雙目輻輳與視覺屈光調節不匹配,難以如實反映類似真實世界中觀看遠近物體時焦距與輻輳的對應關系和視網膜模糊效果,極易產生眩暈和視覺疲勞;腦合成虛擬數字影像和晶狀體聚焦像面不一致也容易導致的視覺錯位影響,影響正常的視覺功能。

                由于雙目視差產生3D影像對大腦思維邏輯的影響正在研究評價中,在教學中應慎重采用AR/VR 虛擬顯示終端。建議教學虛擬顯示終端連續使用不要超過15分鐘;虛擬顯示終端的虛像距指標不要太小,盡可能遠一些(如 1.5 米);視場大一些(如視場80度以上的VR產品) 角分辨率應盡可能達到60ppd以上(目前的VR產品,一般只有10-30ppd)。


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