LED灯具在中小学教室照明中的技术要求

史跃 韩正涛 施晨宇 洪晓马 刘彬彬

摘要：国内还是有很大一部分地区的学校使用的照明灯具是荧光灯灯管，黑板区域没有专用的照明灯具，而且荧光灯灯管照明效率低，课桌面照度不能满足先写照明环境的要求，欠佳的教室照明环境是学生们视力下降的关键因素之一。荧光灯的光源缺少防止眩光的措施，对学生造成很大影响，降低了学习的舒适度。由此全国开展改造了中小学校教室照明环境工程，推行LED灯具为主体的照明方案。

关键词：LED灯具;教室照明;视网膜危害;眩光

目的

1. 视觉功效：满足教学功能要求，能方便有效准确地完成视觉作业。

2. 视觉舒适：为学生身心健5EB7和学习创造良好环境，同时减少近视风险。

3. 视觉安全：为学生提供看清周围路径和及时发现险情的照明条件。

技术要求

1. 外观要求

LED灯具外形应光滑平整、无凹陷，表面应均匀无流痕、气泡等，焊缝无透光现象。

2. 电特性

教室中的照明灯具都是直接与我国的电网电源直接相连，我国的电网电源电压是220V～，频率50Hz。

在技术规范CQC 3315-2016中给出明确电源电压应为220V～，频率50Hz。在额定电压和频率下的测得的输入功率应与额定输入功率的偏差在过10%以内。功率因数应大于等于0.70，若灯具宣称高功率因数，则应大于等于0.90，实测功率因数则不应比标称功率因数低0.05。

3. 视网膜危害

主要是指可见光中蓝色光部分（一种具有较高能量的光线）对人体的视网膜的直接伤害。可见光波长大约在380-780nm之间，蓝光波长在400-500nm之间。

教室中照明的LED灯具属于国内强制性认证范畴，所以也需要满足GB7000.1的要求，并且视网膜危害在CQC 3315-2016中只接受按照IEC/TR 62778评估的无危害类产品（即RG0级）。

4. 颜色特性和光度特性

4.1色温是照明光学中定义颜色的一个物理量。

通常将室内照明光源按其相关色温Tcp分为下表三组

色温过高使人容易亢奋，过低会使人感到昏昏欲睡。在温暖气候条件下宜采用色表分组Ⅲ冷色的色表光源，而在寒冷气候条件下宜采用色表分组Ⅰ暖色的色表光源。我们国家宜取色温3300-5300，在CQC 3155-2016中要求选取色温3000K、4000K和5000K。

4.2色度坐标的初始值不应超过在色度坐标目标值5 SDCM，即色容差在5 SDCM以内。

在正常寿命周期内，LED灯的色品坐标与初始值的偏差在CIE 1976均匀色度标尺图中，不应超过0.007。

LED灯具在不同方向上的色品坐标与其加权平均值偏差在CIE 1976均匀色度标尺图中，不应超过0.004。

4.3显色指数是指对物体色彩的还原度，显色指数越低，肉眼看到的颜色越失真。显色指数不低于标称值的3个数值。一般显色指数应大于等于80;用于美术教室的一般显色指数Ra的初始值应大于等于90，Ra应大于50。

4.4在CQC 3315-2016中LED灯具初始光通量不应低于额定值的10%;效能不应低于80lm/W，且不低于标称值。

5. 区域照度

5.1照度标准值和照度均匀度

5.2 作业面外0.5m范围内的照度值见下表，照度均匀度不应低于0.5。

5.2 照度功率密度

6. 眩光

眩光，由于视野中的亮度分布和亮度范围的不适宜，或存在极端的对比，以致引起不舒适的感觉或降低视察细部或目标能力的视觉现象。

应合理地选择百叶板、遮光板装置等来防止直接眩光。

可通过下列方法防止和减少由反射引起的光幕反射和反射眩光：

a）避免将灯具安装在干扰区内，教室照明灯具与桌面的垂直距离大于等于1.7m;

b）采用低光澤度的表面装饰材料;

c）限制灯具出光口表面发光亮度;

d）增加灯具发光面积;

e）墙面的平均照度应大于等于50lx，顶棚的平均照度应大于等于30lx，但避免出现光斑。

6.1直接型开灯具的遮光角不应小于表6的规定。

6.2统一眩光值 国际照明委员会（CIE）用于度量处于室内视觉环境中的照明装置发出的光对人眼引起的不舒适感主观反应的心理参量。

6.3 反射比

6.4有视觉显示终端的工作场所，在于灯具中垂线成65°～90°范围内的灯具平均亮度限值应符合表9。

7. 寿命

在CQC 3315-2016中明确LED灯具寿命的额定中值寿命不低于30000小时。

LED灯具在正常点亮3000小时后，光通量维持率应不低于初始值的96%，色品坐标与初始值的偏差在CIE 1976均匀色度标尺图中，不应超过0.007，Ra应不低于额定值5个数值。

LED灯具正常点亮 6000 小时后，光通维持率应不低于初始值的93%，色品坐标与初始值的偏差在CIE 1976均匀色度标尺图中，不应超过0.007，Ra应不低于额定值5个数值。

总结

教室照明的标准主要有5个，其中3个国家标准GB 50034-2013 《建筑照明设计标准》、GB 50099-2011 《中小学校设计规范》和GB 7793-2010 《中小学校教室采光和照明卫生标准》，1个中国质量认证中心起草的CQC 3155-2016《中小学校及幼儿园教室照明产品节能认证技术规范》和1个行业标准JGJ/T 310-2013 《教育建筑电气设计规范》。3个国家标准在给出了照明环境要求，CQC 3155-2016技术规范在电气参数方面给出了更具体的参数要求，对教室照明基本参数信息的补充。教室照明灯具一般是2种，教室灯具和黑板灯具，分别对课桌面和黑板提供照明，在更为严格参数的约束条件下，教室照明灯具保证基本照明条件的情况下，提高了学生学习的舒适度，降低了对眼睛的伤害。

参考文献

[1]张绍纲、张欣、张建平等，GB/T 5700-2008 《照明测量方法》 [S].北京：中国标准出版社，2008.11

[2]张绍纲、张欣、张建平等，GB/T 13379-2008 《视觉工效学原则 室内工作场所照明》 [S].北京：中国标准出版社，2008.11

[3]赵建平、汪猛、袁颖等，GB 50034-2013 《建筑照明设计标准》 [S].北京：中国建筑工业出版社，2014.4