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教室照明的調查現狀

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瀏覽:- 發布日期:2021-01-28 17:15:50【
研討選用實地測量的辦法對北京市某區縣44間中小學教室黑板照度及學生桌面照度進行測量,發現校園照明水平校際差異大;黑板面照度及照度均勻度偏低,黑板面照度及照度均勻度合格率分別為22.73%和11.36%;學生課桌面照度水平較高但照度均勻度偏低,學生桌面照度及照度均勻度合格率分別為63.64%和29.55%。問卷查詢從教室照明燈具類型、規劃布局、配光辦法、功率、色溫、顯色指數、替換機制、師生照明習慣8個維度對校園教室照明規劃及辦理計劃進行查詢,針對校園教室照明重照度輕色溫及顯色指數等參數、缺乏一致裝置規范、裝置規劃不合理、照明燈具替換不及時等影響照明作用的要素,建議選用完善及更新教室照明相關規范及技能規范、樹立教室照明監測與辦理機制,加強后勤配備人員培訓等辦法保證中小學教室照明作用。
教室是學生學習環境中最重要的場所之一,其照明質量的好壞直接影響到學生的身體健康[1-4]。 為全面了解北京市某區縣中小學教室照明現狀及其影響要素,不斷改進中小校園照明環境,為相關方針及規劃的制定供給參閱依據,本研討選用實地測量及問卷查詢的辦法對該區縣中小學教室照明現狀進行了查詢與研討。

教室護眼燈


1.1 研討對象
研討選用分層抽樣的辦法選取北京市某區縣20所中小學(含小學8所,中學12所),每所校園抽取2~3間教室,共選取44間教室,對教室黑板照度及學生桌面照度進行實測;選用等距抽樣的辦法選取該區縣65所中小學,對后勤校長和教師進行教室照明規劃及辦理計劃問卷查詢。本研討的最終樣本包含20所中小學的44間教室,65所中小學的65名后勤校長和372名中小學教師。
1.2 研討辦法
本研討選用實地測量的辦法調研中小校園教室的照明水平,通過問卷查詢了解影響照明作用的各種要素。實地測量時依據GB 5700—2008《照明測量辦法》規則的中心布點法進行布點、檢測。將測量區域劃分為若干矩形網格,在網格中心測單點照度值(圖1),將一切照度值求均勻即為均勻照度。教室課桌面的測點高度為桌面位置,測點間隔為2.0 m×2.0 m;黑板的測點高度為黑板面(垂直面),測點間隔為0.5m×0.5m。一切數據均在9:00—15:00之間,全部窗布遮光,敞開一切照明燈,無學生狀態下測量。實地檢測數據選用SPSS軟件進行核算剖析,選用均勻數、最大值、最小值及規范差等目標描述教室照明現狀,選用T查驗、方差剖析、秩和查驗等辦法進行核算學查驗。問卷查詢從教室照明燈具類型、規劃布局、配光辦法、功率、色溫、顯色指數、替換機制、師生照明習慣8個維度對校園教室照明規劃及辦理狀況進行查詢,問卷數據選用SPSS軟件進行頻次核算與剖析。

圖1 網格中心布點法Fig.1 Grid center location method
學習是一項長時間的視覺活動,關于照度的要求是比較嚴厲的,照度水平的凹凸直接影響人的視力,適合的照度能夠保持滿足的調查才能、下降閱覽疲勞、提高學習功率。世界照明委員會(CIE)和部分國家對教室課桌面和黑板面的照度規范值如表1所示[5]。照度的均勻度是指照度在一個室內空間中的均勻程度,良好的照度均勻度有利于減少亮度對比太大給眼睛帶來的不適感,保護視力,提高閱覽功率。本研討將教室照明分為黑板區照明和桌椅區照明兩部分,分別測量黑板外表和學生桌面的照度,核算照度均勻度,剖析各區域的照度水平及照明均勻程度。
表1 一般教室照明規范比較
Table 1 Comparison of classroom lighting standards

黑板垂直照度/lx課桌面水平照度/lx規范500300GB7793—2010500300CIES008/E—2001—500美國IESNA—2000—200~750德國DIN5035—1990500300俄羅斯CHиΠ23-05-95—500日本JISZ9110—1979
2.1 黑板面照度水平及散布
44間教室黑板面均勻照度值散布如圖2所示,最大值932.83lx,最小值96.06lx,均值為402.40lx,規范差157.35,數據離散程度很大。依據GB 7793—2010《中小校園教室采光和照明衛生規范》,均勻照度合格教室有10間(≥500lx),合格率為22.73%,如圖3所示。其間,小學教室均勻照度為387.16lx,合格率為13.64%;中學教室均勻照度為411.10lx,合格率為9.09%。經t查驗,中小學黑板均勻照度差異無核算學含義(t=-0.48,P=0.63>0.05)。核算數據顯現,受測校園黑板照明水平不高,各教室黑板面均勻照度遍及低于國家規范,合格率較低,各教室黑板面照度水平差異較大。

圖2 各教室黑板面照度散布圖Fig.2 Illuminance distribution of blackboard in different classrooms

圖3 黑板外表照度合格狀況Fig.3 Illuminance up to standard of the blackboard
2.2 黑板面照度均勻度水平及散布
44間教室黑板面照度均勻度散布如圖4所示,最大值為0.84,最小值為0.36,均值為0.64,規范差為0.12,數據離散程度較小。依據GB 7793—2010《中小校園教室采光和照明衛生規范》,黑板照度均勻度合格教室有5間(≥0.8),合格率為11.36%,如圖5所示。其間,小學黑板均勻照度均勻度為0.71,合格率為4.55%;中學黑板均勻照度均勻度為0.60,合格率為6.82%。經秩和查驗,中小學黑板照度均勻度差異具有核算學含義(Z=-2.83,P=0.005<>

圖4 各教室黑板照度均勻度散布圖Fig.4 Illuminance uniformity distribution of the blackboard in different dassrooms

圖5 黑板照度均勻度合格率Fig.5 Illuminance uniformity acceptability of the blackboard
本次抽檢成果,44間受測教室黑板面均勻照度(≥500lx)及照度均勻度(≥0.8)二項目標同時合格的教室僅有1間,合格率僅為2.27%,受測校園遍及存在黑板照度水平低、照明不均勻的狀況,中小學黑板照明狀況亟待改進。
2.3 課桌面照度水平及散布
44間教室學生桌面均勻照度值散布如圖6所示,最大值600.15lx,最小值211.45lx,均值為374.65lx,規范差為106.13,數據離散程度很大。依據《中小校園教室采光和照明衛生規范》,學生桌面均勻照度值合格教室有28間(≥300lx),合格率為63.64%,如圖7所示。其間,小學教室學生桌面均勻照度為384.33lx,合格率為25.00%;中學教室學生桌面均勻照度為369.12lx,合格率為38.64%。經t查驗,中小學學生桌面均勻照度差異無核算學含義(t=0.45,P=0.65>0.05)。核算數據顯現,44間教室學生桌面均勻照度均值高于國家規范,合格率較高,但數據離散程度很大,闡明各教室學生桌面照明水平差異較大,照明水平良莠不齊。

圖6 各教室學生桌面均勻照度散布圖Fig.6 Average illuminance distribution of the desktop in different classroom

圖7 學生桌面照度合格狀況Fig.7 Illuminance acceptability of the desktop

圖8 各教室學生桌面照度均勻度散布圖Fig.8 Illuminance uniformity distribution of the desktop indifferent classrooms
2.4 課桌面照度均勻度水平及散布
44間教室課桌面照度均勻度散布如圖8所示,最大值為0.84,最小值為0.17,均值為0.63,規范差為0.16,數據離散程度較小。依據GB 7793—2010《中小校園教室采光和照明衛生規范》,學生桌面照度均勻度合格教室有13間(≥0.7),合格率為29.55%,如圖9所示。其間,小學教室桌面均勻照度均勻度為0.68,合格率占20.45%;中學教室桌面均勻照度均勻度為0.60,合格率占9.09%。經t查驗,中小學桌面照度均勻度差異無核算學含義(t=1.65,P=0.11>0.05)。核算數據顯現,學生桌面照度均勻度均值低于國家規范,合格率較低,各教室桌面照度均勻度差異不大,遍及存在學生桌面照明不均勻的狀況。

圖9 學生桌面照度均勻度合格狀況Fig.9 Illuminance uniformity up to standard of the desktop
依據抽測成果,44間教室學生桌面照度(≥300lx)及照度均勻度(≥0.7)二項目標同時合格的教室有11間,占檢測教室總數的25%。全體來說學生桌面照明水平較高,但均勻度較差,遍及存在照明散布不均勻的狀況。
依據本次調研成果,除兩間教室(科學教室改建為一般教室)無黑板照明體系外,其他均勻每間教室裝有兩組教室黑板燈,黑板照明區均配有可調燈罩燈管,燈管平行黑板裝置,均勻功率密度14.75W/m2。均勻每間教室裝有19支照明燈用于學生課桌面照明,均勻功率密度11.48W/m2,高于《修建照明規劃規范》(GB 50034—2013)節能要求的均勻照明功率密度規范值(9W/m2)。桌椅照明區不小于三排兩列教室護眼燈,燈管均長軸垂直于黑板面裝置,無裸燈照明現象,燈距學生課桌面懸掛高度均值為2.19m,符合GB 7793—2010《中小校園教室采光和照明衛生規范》燈桌間隔不小于1.7m的要求。依據問卷查詢成果,影響現在教室照明作用的要素如下:
3.1 照明設備老化,沒有合理的照明燈具替換機制
在功率密度較大的狀況下,教室照明照度及均勻度合格率仍較低,經調研發現照明設備老化,不能定時替換燈管,導致光通量下降是影響照明水平的首要要素之一。依據國標GB/T 10682—2010《雙端熒光燈性能要求》相關參數,三基色熒光燈在點亮2 000小時后,光通量可下降20%左右。樣本校教室燈具首要為2~3年前項目集中替換,燈管遍及使用時間較長,自然衰減嚴重,導致全體照度水平下降。依據本次問卷查詢成果, 52.3%的校園只要在燈不亮的狀況下才會替換燈管; 44.6%的校園在燈的亮度明顯下降后才會替換燈管,3.1%的校園以月為替換周期定時替換燈管,沒有校園依據使用時數和使用壽命替換燈具,替換不及時,照度水平低;新舊燈管交叉使用,又造成了照均勻度過低。
3.2 短少專業輔導,照明規劃不科學
照明規劃不科學也是影響照明水平的重要要素之一。對黑板照度數據進行剖析,發現黑板面明暗不均規律明顯:上半部分照度要遠高于下半部分,中間部分照度要遠高于兩側照度且中心有明顯低值,形成雙峰散布,如圖10所示。依據本次問卷查詢成果,40%的校園黑板燈裝置在黑板上框或在上框之下,照明燈裝置位置與配光辦法不合適,導致黑板上半部分的光線首要來自于燈管的直射和燈罩的反光,而黑板下半部分的光線首要來自于燈管的斜射和燈罩的反光。直射和斜射光照強度相差很大,即造成了板面照度上高下低,上下均勻度差;燈下照度高,周圍照度低,左右均勻度差。

圖10 典型黑板照度散布圖Fig.10 Typical blackboard illuminance distribution
多媒體教學與照明規范之間的對立是校園照明規劃與改造不易霸占的技能難點,大都校園為保證多媒體教學作用,會忽視照明作用。依據問卷核算成果,當多媒體教學與采光與照明出現對立時,48.9%的教師有關掉黑板燈的狀況,59%的教師有關掉前排照明燈的狀況,8.7%的教師甚至會關掉教室內一切照明燈;66.9%的教師會拉上前排窗布,19.9%的教師甚至會拉上一切窗布來保證多媒體的教學作用。本次調研,對33間教室多媒體屏幕區域黑板面照度進行了核算和剖析,照度最大值為637.75lx,最小值41.25lx,均值150.99lx,規范差112.38。多媒體屏幕區域黑板面照度水平偏低,樣本差異較大,照度均值(150.99 lx)遠遠低于本次抽測的黑板照度均值(402.40x),這也是影響黑板面照度水平及照度均勻度水平的重要要素之一。
3.3 校園教室照明重照度,輕色溫及顯色指數等參數
色溫及顯色指數是重要的照明質量參數,適合的色溫及顯色指數有利于減輕視覺疲勞,保護視力,提高照明舒適度及學習功率[1,10]。依據本次調研狀況,校園有較強改進照明亮度及功率的意識,但對色溫、顯色指數等參數不加注重,依據核算成果,僅有13.8%的校園有照明燈色溫參數,但均不在《中小校園教室采光和照明衛生規范》建議的3300 K~5500 K范圍內;僅有3%的校園有照明燈的顯色指數參數,其他樣本校均未重視該參數。校園照明光源選型短少專業輔導,隨機性比較大。
3.4 技能規范不完善或更新不及時,短少方針依據與保證機制
《修建照明規劃規范》(GB 50034—2013)、《中小校園教室采光和照明衛生規范》(GB 7793—2010)、《校園修建規劃規范 (GB 50099—2011)》等規范對光環境提高了要求,但沒有配套修訂相應的裝置技能計劃,有部分校園在進行照明改造時仍然依照《校園衛生監督綜合點評》(GB /T 18205—2000)有關條款進行照明燈具裝置,無法到達新國標的要求。依據文獻研討,照度太低或太高都會使眼睛感到不適,添加視覺疲勞,影響視覺健康,但上述照明規范只設定了照度的下限,卻沒有設定照度上限,因此也會出現照明作用校際差異較大的狀況。此外,現在照明規范短少教室照明燈具配光技能規范相關內容,本次調研56.9%的校園教室照明燈具選用網格格柵配光,40.0%的校園教室照明燈具選用開敞式出光口配光,3.1%的校園教室照明燈具選用通明罩(玻璃或塑料)配光,依據文獻研討成果,不同的配光方法,燈具的光功率、光質量都會有較大不同[11],形成較大校際差異。另外,依據本次照明計劃問卷調研成果,中小學照明以熒光燈為主,但也有14.1%的校園已選用LED照明,現在也短少教室用LED照明光環境及技能規范,校園計劃差異較大,照明作用也差異較大。
通過對中小學教室照明現狀的實測與問卷查詢研討,能夠得出如下定論:
1)中小學教室全體照明水平不高,校際差異較高。學生桌面照度尚可,但照度均勻度較差,黑板照度及照度均勻度遍及較低。中小學教室照明遍及存在忽視色溫及顯色指數的狀況。
2)照明設備老化、沒有合理的替換機制、照明規范不完善、裝置技能規范更新不及時、照明計劃規劃不合理等原因是影響中小學教室照明作用的首要要素。
根據上述研討,為促進中小學教室照明環境的改進和提高,本研討提出如下建議:
4.1 完善及更新教室照明相關規范
建議相關部分科學論證教室照明規范照度上限、多媒體顯現區域的照度等參數,進一步完善教室照明光環境質量規范,并配套光環境規范,對燈具布局、配光方法、保護辦法等進行技能規范,改進現在中小學教室照明水平良莠不齊、黑板照明作用全體欠安、學生桌面照明均勻性較差等問題。依照教育部《關于新形勢下進一步做好一般中小學配備工作的意見》,通過危害性測驗及教學適應性點評的技能與產品方可進入校園,考慮LED照明已在中小學教室中應用的現狀,建議相關部分在危害性測驗及教學適應性點評的基礎上,論證LED教室教室護眼燈

教室護眼燈



及相關規范出臺的可行性,保證教室用LED燈的照明作用及照明安全。
4.2 樹立教室照明監測及點評機制,保證照明質量
合理的監測與辦理照明體系,是保證教室照明作用的有效手法?,F在中小學尚未引進體系的照明監測與點評機制,建議相關部分充沛論證各類燈具的照明參數,科學構建教室照明點評目標體系,體系引進光環境檢測的辦法、工具及手法,定時監測教室照明光環境,清理照明作用欠安的燈具,改進由于燈具老化、用燈習慣不良等要素造成的照度水平下降等問題,改進教室照明只重視燈的亮度水平,不重視顯色指數及色溫等光環境等問題。
4.3 加強培訓,提高后勤配備人員的專業才能
現在中小學師生安全照明意識比較淡薄,教室用燈一般不壞不換,或許僅憑目測作用替換燈具,燈管功率、型號、裝置位置、配光辦法選擇有較大隨機性。建議相關部分加強后勤配備人員的照明技能培訓,綜合了解照明知識及相關規范要求,科學的辦理與保護教室照明環境,為師生供給健康安全的教學環境。
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