教室照明的調(diào)查現(xiàn)狀
研討選用實地測量的辦法對北京市某區(qū)縣44間中小學教室黑板照度及學生桌面照度進行測量,發(fā)現(xiàn)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(guī)劃布局、配光辦法、功率、色溫、顯色指數(shù)、替換機制、師生照明習慣8個維度對校園教室照明規(guī)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(shù)等參數(shù)、缺乏一致裝置規(guī)范、裝置規(guī)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(guī)范及技能規(guī)范、樹立教室照明監(jiān)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(huán)境中最重要的場所之一,其照明質(zhì)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(qū)縣中小學教室照明現(xiàn)狀及其影響要素,不斷改進中小校園照明環(huán)境,為相關方針及規(guī)劃的制定供給參閱依據(jù),本研討選用實地測量及問卷查詢的辦法對該區(qū)縣中小學教室照明現(xiàn)狀進行了查詢與研討。
1.1 研討對象
研討選用分層抽樣的辦法選取北京市某區(qū)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(qū)縣65所中小學,對后勤校長和教師進行教室照明規(guī)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(diào)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(jù)GB 5700—2008《照明測量辦法》規(guī)則的中心布點法進行布點、檢測。將測量區(qū)域劃分為若干矩形網(wǎng)格,在網(wǎng)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(shù)據(jù)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(tài)下測量。實地檢測數(shù)據(jù)選用SPSS軟件進行核算剖析,選用均勻數(shù)、最大值、最小值及規(guī)范差等目標描述教室照明現(xiàn)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(guī)劃布局、配光辦法、功率、色溫、顯色指數(shù)、替換機制、師生照明習慣8個維度對校園教室照明規(guī)劃及辦理狀況進行查詢,問卷數(shù)據(jù)選用SPSS軟件進行頻次核算與剖析。
圖1 網(wǎng)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(diào)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(guī)范值如表1所示[5]。照度的均勻度是指照度在一個室內(nèi)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(qū)照明和桌椅區(qū)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(qū)域的照度水平及照明均勻程度。
表1 一般教室照明規(guī)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(guī)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(guī)范差157.35,數(shù)據(jù)離散程度很大。依據(jù)GB 7793—2010《中小校園教室采光和照明衛(wèi)生規(guī)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(jīng)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(shù)據(jù)顯現(xiàn),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(guī)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(guī)范差為0.12,數(shù)據(jù)離散程度較小。依據(jù)GB 7793—2010《中小校園教室采光和照明衛(wèi)生規(guī)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(jīng)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(guī)范差為106.13,數(shù)據(jù)離散程度很大。依據(jù)《中小校園教室采光和照明衛(wèi)生規(guī)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(jīng)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(shù)據(jù)顯現(xiàn),44間教室學生桌面均勻照度均值高于國家規(guī)范,合格率較高,但數(shù)據(jù)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(guī)范差為0.16,數(shù)據(jù)離散程度較小。依據(jù)GB 7793—2010《中小校園教室采光和照明衛(wèi)生規(guī)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(jīng)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(shù)據(jù)顯現(xiàn),學生桌面照度均勻度均值低于國家規(guī)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(jù)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(shù)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(jù)本次調(diào)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(qū)均配有可調(diào)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(guī)劃規(guī)范》(GB 50034—2013)節(jié)能要求的均勻照明功率密度規(guī)范值(9W/m2)。桌椅照明區(qū)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(xiàn)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(wèi)生規(guī)范》燈桌間隔不小于1.7m的要求。依據(jù)問卷查詢成果,影響現(xiàn)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(jīng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)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(jù)國標GB/T 10682—2010《雙端熒光燈性能要求》相關參數(shù),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(jù)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(jù)使用時數(shù)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(yè)輔導,照明規(guī)劃不科學
照明規(guī)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(shù)據(jù)進行剖析,發(fā)現(xiàn)黑板面明暗不均規(guī)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(jù)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(guī)范之間的對立是校園照明規(guī)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(jù)問卷核算成果,當多媒體教學與采光與照明出現(xiàn)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(nèi)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(diào)研,對33間教室多媒體屏幕區(qū)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(guī)范差112.38。多媒體屏幕區(qū)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(shù)等參數(shù)
色溫及顯色指數(shù)是重要的照明質(zhì)量參數(shù),適合的色溫及顯色指數(shù)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(jù)本次調(diào)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(shù)等參數(shù)不加注重,依據(jù)核算成果,僅有13.8%的校園有照明燈色溫參數(shù),但均不在《中小校園教室采光和照明衛(wèi)生規(guī)范》建議的3300 K~5500 K范圍內(nèi);僅有3%的校園有照明燈的顯色指數(shù)參數(shù),其他樣本校均未重視該參數(shù)。校園照明光源選型短少專業(yè)輔導,隨機性比較大。
3.4 技能規(guī)范不完善或更新不及時,短少方針依據(jù)與保證機制
《修建照明規(guī)劃規(guī)范》(GB 50034—2013)、《中小校園教室采光和照明衛(wèi)生規(guī)范》(GB 7793—2010)、《校園修建規(guī)劃規(guī)范 (GB 50099—2011)》等規(guī)范對光環(huán)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(wèi)生監(jiān)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(jù)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(guī)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(xiàn)照明作用校際差異較大的狀況。此外,現(xiàn)在照明規(guī)范短少教室照明燈具配光技能規(guī)范相關內(nèi)容,本次調(diào)研56.9%的校園教室照明燈具選用網(wǎng)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(jù)文獻研討成果,不同的配光方法,燈具的光功率、光質(zhì)量都會有較大不同[11],形成較大校際差異。另外,依據(jù)本次照明計劃問卷調(diào)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(xiàn)在也短少教室用LED照明光環(huán)境及技能規(guī)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(xiàn)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(shù)的狀況。
2)照明設備老化、沒有合理的替換機制、照明規(guī)范不完善、裝置技能規(guī)范更新不及時、照明計劃規(guī)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(jù)上述研討,為促進中小學教室照明環(huán)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(guī)范
建議相關部分科學論證教室照明規(guī)范照度上限、多媒體顯現(xiàn)區(qū)域的照度等參數(shù),進一步完善教室照明光環(huán)境質(zhì)量規(guī)范,并配套光環(huán)境規(guī)范,對燈具布局、配光方法、保護辦法等進行技能規(guī)范,改進現(xiàn)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(chǎn)品方可進入校園,考慮LED照明已在中小學教室中應用的現(xiàn)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
及相關規(guī)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(jiān)測及點評機制,保證照明質(zhì)量
合理的監(jiān)測與辦理照明體系,是保證教室照明作用的有效手法。現(xiàn)在中小學尚未引進體系的照明監(jiān)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(shù),科學構建教室照明點評目標體系,體系引進光環(huán)境檢測的辦法、工具及手法,定時監(jiān)測教室照明光環(huán)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(shù)及色溫等光環(huán)境等問題。
4.3 加強培訓,提高后勤配備人員的專業(yè)才能
現(xiàn)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(guī)范要求,科學的辦理與保護教室照明環(huán)境,為師生供給健康安全的教學環(huán)境。
教室是學生學習環(huán)境中最重要的場所之一,其照明質(zhì)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(qū)縣中小學教室照明現(xiàn)狀及其影響要素,不斷改進中小校園照明環(huán)境,為相關方針及規(guī)劃的制定供給參閱依據(jù),本研討選用實地測量及問卷查詢的辦法對該區(qū)縣中小學教室照明現(xiàn)狀進行了查詢與研討。
1.1 研討對象
研討選用分層抽樣的辦法選取北京市某區(qū)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(qū)縣65所中小學,對后勤校長和教師進行教室照明規(guī)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(diào)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(jù)GB 5700—2008《照明測量辦法》規(guī)則的中心布點法進行布點、檢測。將測量區(qū)域劃分為若干矩形網(wǎng)格,在網(wǎng)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(shù)據(jù)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(tài)下測量。實地檢測數(shù)據(jù)選用SPSS軟件進行核算剖析,選用均勻數(shù)、最大值、最小值及規(guī)范差等目標描述教室照明現(xiàn)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(guī)劃布局、配光辦法、功率、色溫、顯色指數(shù)、替換機制、師生照明習慣8個維度對校園教室照明規(guī)劃及辦理狀況進行查詢,問卷數(shù)據(jù)選用SPSS軟件進行頻次核算與剖析。
圖1 網(wǎng)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(diào)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(guī)范值如表1所示[5]。照度的均勻度是指照度在一個室內(nèi)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(qū)照明和桌椅區(qū)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(qū)域的照度水平及照明均勻程度。
表1 一般教室照明規(guī)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(guī)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(guī)范差157.35,數(shù)據(jù)離散程度很大。依據(jù)GB 7793—2010《中小校園教室采光和照明衛(wèi)生規(guī)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(jīng)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(shù)據(jù)顯現(xiàn),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(guī)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(guī)范差為0.12,數(shù)據(jù)離散程度較小。依據(jù)GB 7793—2010《中小校園教室采光和照明衛(wèi)生規(guī)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(jīng)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(guī)范差為106.13,數(shù)據(jù)離散程度很大。依據(jù)《中小校園教室采光和照明衛(wèi)生規(guī)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(jīng)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(shù)據(jù)顯現(xiàn),44間教室學生桌面均勻照度均值高于國家規(guī)范,合格率較高,但數(shù)據(jù)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(guī)范差為0.16,數(shù)據(jù)離散程度較小。依據(jù)GB 7793—2010《中小校園教室采光和照明衛(wèi)生規(guī)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(jīng)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(shù)據(jù)顯現(xiàn),學生桌面照度均勻度均值低于國家規(guī)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(jù)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(shù)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(jù)本次調(diào)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(qū)均配有可調(diào)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(guī)劃規(guī)范》(GB 50034—2013)節(jié)能要求的均勻照明功率密度規(guī)范值(9W/m2)。桌椅照明區(qū)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(xiàn)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(wèi)生規(guī)范》燈桌間隔不小于1.7m的要求。依據(jù)問卷查詢成果,影響現(xiàn)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(jīng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)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(jù)國標GB/T 10682—2010《雙端熒光燈性能要求》相關參數(shù),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(jù)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(jù)使用時數(shù)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(yè)輔導,照明規(guī)劃不科學
照明規(guī)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(shù)據(jù)進行剖析,發(fā)現(xiàn)黑板面明暗不均規(guī)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(jù)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(guī)范之間的對立是校園照明規(guī)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(jù)問卷核算成果,當多媒體教學與采光與照明出現(xiàn)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(nèi)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(diào)研,對33間教室多媒體屏幕區(qū)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(guī)范差112.38。多媒體屏幕區(qū)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(shù)等參數(shù)
色溫及顯色指數(shù)是重要的照明質(zhì)量參數(shù),適合的色溫及顯色指數(shù)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(jù)本次調(diào)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(shù)等參數(shù)不加注重,依據(jù)核算成果,僅有13.8%的校園有照明燈色溫參數(shù),但均不在《中小校園教室采光和照明衛(wèi)生規(guī)范》建議的3300 K~5500 K范圍內(nèi);僅有3%的校園有照明燈的顯色指數(shù)參數(shù),其他樣本校均未重視該參數(shù)。校園照明光源選型短少專業(yè)輔導,隨機性比較大。
3.4 技能規(guī)范不完善或更新不及時,短少方針依據(jù)與保證機制
《修建照明規(guī)劃規(guī)范》(GB 50034—2013)、《中小校園教室采光和照明衛(wèi)生規(guī)范》(GB 7793—2010)、《校園修建規(guī)劃規(guī)范 (GB 50099—2011)》等規(guī)范對光環(huán)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(wèi)生監(jiān)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(jù)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(guī)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(xiàn)照明作用校際差異較大的狀況。此外,現(xiàn)在照明規(guī)范短少教室照明燈具配光技能規(guī)范相關內(nèi)容,本次調(diào)研56.9%的校園教室照明燈具選用網(wǎng)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(jù)文獻研討成果,不同的配光方法,燈具的光功率、光質(zhì)量都會有較大不同[11],形成較大校際差異。另外,依據(jù)本次照明計劃問卷調(diào)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(xiàn)在也短少教室用LED照明光環(huán)境及技能規(guī)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(xiàn)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(shù)的狀況。
2)照明設備老化、沒有合理的替換機制、照明規(guī)范不完善、裝置技能規(guī)范更新不及時、照明計劃規(guī)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(jù)上述研討,為促進中小學教室照明環(huán)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(guī)范
建議相關部分科學論證教室照明規(guī)范照度上限、多媒體顯現(xiàn)區(qū)域的照度等參數(shù),進一步完善教室照明光環(huán)境質(zhì)量規(guī)范,并配套光環(huán)境規(guī)范,對燈具布局、配光方法、保護辦法等進行技能規(guī)范,改進現(xiàn)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(chǎn)品方可進入校園,考慮LED照明已在中小學教室中應用的現(xiàn)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
及相關規(guī)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(jiān)測及點評機制,保證照明質(zhì)量
合理的監(jiān)測與辦理照明體系,是保證教室照明作用的有效手法。現(xiàn)在中小學尚未引進體系的照明監(jiān)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(shù),科學構建教室照明點評目標體系,體系引進光環(huán)境檢測的辦法、工具及手法,定時監(jiān)測教室照明光環(huán)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(shù)及色溫等光環(huán)境等問題。
4.3 加強培訓,提高后勤配備人員的專業(yè)才能
現(xiàn)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(guī)范要求,科學的辦理與保護教室照明環(huán)境,為師生供給健康安全的教學環(huán)境。
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