永利402com官方网站 照明工业 光环境评价是确保教室照明质量的重要内容,对于教室的照明环境

光环境评价是确保教室照明质量的重要内容,对于教室的照明环境

教室照明是影响青少年儿童视觉发育和健康的重要因素。随着近视率不断上升及低龄化现象的出现,青少年视觉环境问题受到了社会及政府部门的广泛关注。此外,人因照明研究的不断发展和完善给教室照明提供了更多的思路和解决方案。因此,在满足教室空间对基本照明功能需求的同时,人们更多地追求在光品质、光健康方面的突破与创新。从视觉功能出发,是否看得清、看得快、不疲劳仍然是教室照明重点关注的问题。从非视觉功能出发,如何通过教室照明光剂量和光配方的调节,提高学生在课堂上的警觉性,合理诱导体内各类激素的正常分泌,进而辅助改善不良情绪,提升夜间睡眠质量等,都是对教室照明提出的更高要求,也是更大的探索空间。

同济大学建筑与城市规划学院硕士研究生林丹丹教授、博士生导师郝洛西

本期主题为“教室照明”,集中展示我国科研工作者在教室照明这一重要领域的最新研究成果和应用案例。重庆大学严永红教授团队以《改善学生亚健康的教室环境动态照明研究进展》为题,梳理了国内外动态照明的研究进展,基于光照影响生理、心理健康的理论基础,结合行为模式研究的新动向,展望了教室多情景、动态照明的研究趋势,这对未来探索动态的光干预手段具有重要的学术价值和现实意义。北京大学儿童青少年卫生研究所马军教授等在《教室灯光改造对中小学生视力及视力不良的影响》中,通过分析多所中小学校2016—2018年学生体检资料,采用纵向追踪数据,发现教室灯光改造对中小学生的视力健康具有一定的保护作用。

摘要
:该项研究利用定制的实验室模拟中小学教室和家庭的用光环境,通过视觉作业功效分析、医疗仪器检测及主观评价的方法检测各实验场景下被测试者的视觉疲劳程度,判断场景光学参数的设计是否适宜,从而分析研究最适合中小学生学习环境作业的照明条件。

在教室照明实验设计及实验方案探索方面,重庆大学梁树英博士等就视疲劳的相关定义和病因机制展开了讨论,通过对各类视疲劳实验方法的可行性、可靠性及准确性的分析比较,提出了“适于多媒体教室光环境研究的视疲劳实验方案”,分析了不同实验方法的优缺点及适用条件。该方案不仅对于多媒体教室特定环境中的视疲劳实验具有指导意义,对于其他视觉实验也有重要的参考价值。南京大学傅筱教授团队,从建筑环境设计的角度出发,针对典型的幼儿园生活单元的天然采光进行了优化设计,解决了地块狭小和遮挡情况下幼儿园生活单元健康采光的问题,这是对JGJ
39—2016《托儿所、幼儿园建筑设计规范》有关天然采光规定的补充与探索。

目前我国中小学生视力下降的问题已引起了广泛关注。除了学习负担过重之外,用眼卫生和光照环境也是其中不可忽视的重要原因。对于教室的照明环境,国家颁布的GBJ99—1986《中小学建筑设计规范》较为滞后,2004年新颁布的国家标准《建筑照明设计标准》中对中小学校教室照明的专项分析和研究的深度不够,加上对照明问题认识不足和照明改造不彻底等问题,导致学校的教室照明质量不尽如人意;对于家庭作业照明,由于缺乏科学依据和专业指导,家长在设置家庭作业照明环境时较为盲目,家庭用光环境不合理的现象比比皆是。

光环境评价是确保教室照明质量的重要内容。在教室照明光环境主观评价中,应用创新的数据处理方法值得我们重点关注。天津大学党睿教授团队,通过教室模拟空间中的主观评价实验,建立了一种基于C-支持向量机(C-support
vector
machine,C-SVM)算法的教室照明环境下投影阅读舒适度评价模型,并对模型的准确性进行了预测,通过机器学习的方法,将投影阅读舒适度主观评价结果进行了分类,从而实现对相关物理量影响结果的预测。

中小学生特别是小学生正处于养成正确用眼习惯的重要阶段,科学合理的光照环境对于他们视力保护具有重要意义。因此,迫切需要开展针对中国中小学生视觉特点的教室及家庭作业照明环境的分析研究。

在教室光分布对人眼视觉功能的影响方面,中国标准化研究院蔡建奇研究员团队和复旦大学林燕丹教授团队分别从不同的角度进行了探索。蔡建奇研究员团队主要从人眼的生理特性出发,提出了描述视觉疲劳的可量化生理指标,并通过设置不同光分布的环境,验证了指标的适用性并给出推荐值。林燕丹教授团队从直接照明和间接照明的角度,探讨了不同照明方式对于视觉任务绩效及视觉舒适度的影响。两个研究团队在光分布领域的研究与探索,都为教室照明光环境质量的改善提供了具体的方向和参数方案。

为此,我们设计了多种实验场景进行视觉功效测试,试图通过大量实验和数据分析,找出对上海市中小学校教室和家庭照明设计具有指导意义的数据。该实验是在对上海市11个中小学校、20间普通教室进行调研后,根据结果进行分析研究的基础上设计的,在实验研究过程中,多次与眼科专家进行交流,并有效引入了同视机等多种医疗仪器,通过仪器检查对被测试者进行筛选,并对被测试者视觉疲劳的相关指标进行检测和分析,从而得出更为科学的结论。

在教室照明对人体非视觉功能的影响方面,《重庆地区冬季高校教室高照度照明的主观评价》一文结合重庆山城典型的冬季日照缺乏的特征,通过全析因实验法,探索出了有利于提高学生警觉性和学习效率、降低视觉疲劳感的光照参数范围,为冬季日照缺乏地区解决光照不足问题提供了方案。

一、实验设备

教室照明作为公共空间照明的重要领域,有着重要的探索价值和巨大的探索空间。随着健康照明机理研究的不断深入,其与教室照明的有机结合是科研人员进一步探索的重要方向。而将教室健康照明优秀科研成果应用于更多教室环境中,以解决教室照明存在的光环境问题、为广大青少年儿童营造健康舒适的光环境,则是全体照明科技工作者的责任。

1.实验室以及照明设备

在同济大学建筑与城市规划学院C楼412室搭建实验室,建立光照条件可变的照明系统。实验室尺寸为3米×2米,房间净高2.4米,无窗,三面围合,南面开敞。墙面和顶棚均为漫反射材料(白色乳胶漆),地面为灰色自流平地面。被试桌子为白色漫反射材料,垂直于顶棚布置灯具。

顶棚的两个灯槽内装有定制的格栅灯具。每个格栅灯具各装有4支36瓦三基色T8荧光灯管提供环境照明。为防止眩光,灯具均带有铝制格栅,使用铝制的反射器获得余弦配光。4支荧光灯管色温分别为2700K、4200K、5000K、6500K。结合电子镇流器的使用,荧光灯的亮度从1%至100%可调。控制时,8支荧光灯按照色温不同分为四组单独进行开关和调光控制。这样,通过这款灯具就能实现不同色温和照度的室内光分布。

具体工作面照明由8瓦冷白色电子节能灯台灯提供。

永利402com官方网站 ,2.实验仪器

实验仪器包括光学测量仪器和医疗检测仪器。

使用KONICAMINOLTA色彩照度计和TOPCONim-5照度计进行照度的测量。

医疗检测仪器包括视力表、检眼镜、裂隙灯显微镜以及同视机,其中同视机为主要使用仪器,用于实验前的双眼视功能的检查,以及实验过程中人眼融合范围的检测,检测结果用于评定视疲劳程度。

二、实验对象和方法

1.实验对象

共选择12名被测试者,年龄分布在8-12岁,其中男8名,女4名。被测试者裸视或矫正视力达到1.0。实验前对被试者进行常规的眼科检查,排除因患有眼部疾病(如眼部感染过敏、斜视等)而不适合参与实验者。

2.实验方法

定制专门的实验室,模拟教室和家庭的用光环境,通过实验室的定制灯具以及调光系统对各种光学参数进行调节,根据各个场景下被测试者的视觉疲劳程度判断场景的光学参数的设计是否适宜。实验主要采用医疗仪器检测以及主观评价的方法对被试者的视觉疲劳进行测定和评估。

医学仪器检测利用医学仪器对泪膜破裂时间、融合范围进行科学专业的测量,人眼产生视觉疲劳时,泪膜破裂时间缩短,融和度范围有减小的趋势。由于实验前被测试者存在不同程度的视觉疲劳,因此数据统计时采用比较实验前后融合范围变化的方法。

主观评价

每个场景实验结束后,由被测试者、家长、医护人员进行场景舒适度等的主观评价,医护人员还要对被测试者询问视疲劳症状的主观感受。主观评价结果将作为实验数据分析结果的辅助分析。

对于第一个实验:相同照度下不同色温之间的对比,主要采用主观评价的方法。

视觉作业材料的工作效绩评定

剂量作业试验为主,在限定的时间内,让被测试者完成指定的作业,通过记录分析作业的错误率、速度等对其视觉疲劳状况作出评定。视觉作业材料包括安菲莫夫表、阿拉伯数字表、数字核对作业、单词查找以及图形辨识5种。

纸张为普通A4打印纸。为保证每次实验材料的一致性,每一次实验所有的材料都同时复印。

编辑:中国照明网 叶子

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