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照明技术的发展与创新——主要就教室内照明系统问题高二（16）班李静怡、夏冰馨、金轶倩、曹佳丽宋鑫远、陆琦、宋江峰、汤路斌【内容提要】：随着时代的发展，火的使用已无法满足人类的需要，为了满足照明方面不断发展的要求，人类逐渐有意识地采用各种方法与手段发明与改进了灯具。从简单的油灯、烛灯或煤油灯，到电光源弧光灯和白炽灯……在20世纪的100年间，照明技术从第一代到第四代，照明方式发生了重大变革，在日常生活中的应用也日益普遍，而且不仅仅再是单纯的照明。教室内的照明系统我们接触的最多，因此以照明技术的发展与创新为课题，针对教室内照明系统问题进行了研究。对于教室内照明的照明系统，大部分同学觉得较满意。而对于教室内照明系统的结构与功能，同学们则觉得过于死板，存在结构不合理，光亮程度固定，无法随外界光亮程度改变的问题。综合同学们的意见进行归纳，主要有以下两点：①、自然光照明不均，电光源质量差；②教室黑板的照度与均匀度低。【关键词】：照明技术历史发展教室照明创新未来一、历史在原始社会中，人们日出而作日落而息。自从火的发现，人们有了照明，延长了工作时间。从几千年前到现在，人类的照明不断发展、演变，变得越来越先进。先是火把，后来用蜡烛，再后来是煤油灯。19世纪，爱迪生发明了电灯，照明用具逐渐演变到了现在的白炽灯、日光灯。照明技术的不断发展，改变了我们的日常生活，到了今天，如果没有照明，真不知道该怎么生活。当然，这也使我们的学习生活更加方便。不过，我们日常学习中用到的照明工具仍旧存在一些问题，解决这些问题，对我们的学习生活有利。二、发展从电光源的发明到日光灯、白炽灯，再到现代生活中的新颖电光源产品，时间不长，发展得却很快。依靠先进的科学技术和知识面的广泛，照明技术与照明用具呈现出了欣欣向荣的景象，一些旧电光源中的缺点被予以克服，而且又出现了一些新技术。而若要追溯电光源的发展史，则基本上有以下几个阶段：1、荧光灯发展突发猛进爱迪生之后，电灯不断改进。1939年管状日光灯问世，很快被广泛采用，成为又一种重要光源。2、卤钨灯的发明1959年人们发明了卤钨循环原理后制造出卤钨灯，它给热辐射光源注入了新的活力。这类灯的光效和寿命更明显优于白炽灯。3、新颖电光源产品层出不穷（1）准分子光源（EIS）的出现（2）超高压汞灯（UHP）的开发成功（3）微薄光源的崛起（4）固体光源（LED）开始进入光源领域灯种光效(lm/w)色温（k）显色指数(Ra)平均寿命(h)白炽灯9--34100991000汞灯30--503300~430030--403000--5000细管荧光灯45--1037050--908000--10000整体式紧凑荧光灯60以上8560--903000--5000日光色镝灯65--10680--865000金属卤化灯50--10003000、4500、560060--955000--10000高压钠灯60--1301950、2200、2500＜3010000低压钠灯54--1441750极差10000三、教室照明现状教室是学生在学校进行学习和各种活动的主要场所，教室应有好的朝向和适宜的光照条件，这是对教室照明的基本要求之一。此次调查的班级主要分布于海宁市第一中学内，教室的朝向和自然采光条件存在缺陷，因此，教室的照明就显得十分重要。大部分同学认为照明系统的不合理是引起近视的主要原因。因此，我们对教室的照明系统做了如下调查：对于教室内的照明系统满意程度，大部分同学觉得较满意，有将近16%的同学则认为不满意。只有10%的同学是觉得满意的。同学们还觉得灯的结构与功能是非常重要的。对于教室现在的灯，大家都觉得过于死板。其光亮程度不可随外界发亮而调节，这样在一定程度上对我们的眼睛也是有伤害的。随着时代的发展，各式各样的开关应运而生。如声控开关、光控开关，都得到了广大同学的青睐。但有33%的人认为还是传统的手动开关比较靠谱。而对于是否有更合理的教室照明系统，却又80%的同学是没有多大建议的，仅有20%不到的学生觉得应该有更合理的系统代替现在的。对此，我们也进行了对大家心目中的照明系统的调查，有不少同学都发表了内心的想法，觉得对于现在的教室照明系统，还有更广阔的发展空间。调查结果显示，在被调查的教室中，其教室照明存在着以下问题：1、教室自然光照明不均，导致教室照明效果低下。造成教室照度均匀度低的原因除了灯管安装数量不足，还与教室的朝向不良、单侧采光以及日光直接照射到学生课桌等有关。特别是单侧采光的教室，靠窗边的座位亮度较高，而另一侧的亮度较低，从而在同一教室内形成较大的亮度差。当视线由亮度较高的区域移到另一个亮度较低的区域时，需要一段调整时间以适应新的亮度水平，亮度差太大时更容易引起学生视疲劳。此外，在光线太强的环境下读书写字，也会损害学生的视力。2、教室黑板的平均照度和均匀度均比较低。本次调查发现，教室照明存在另一个严重问题，就是黑板的照度和均匀度合格率低，特别是黑板的平均照度普遍低于教室课桌面的平均照度，造成学生要在散射光的照射下注视黑板，增大了学生自身视力的调节度。3、光源质量较低，也是影响学生视力的因素。在教室照明中，采用日光灯取代白炽灯显然是一大进步。但随着时间的推移，日光灯的弱点也逐渐显露出来。教室灯具疏于管理，灯管老化，发光效率降低，从而造成教室的照度衰减。4、当前我国学生视力低下的状况十分严重。根据2006年国家体育总局第二次国民体质检测报告提供的数据，学生视力不良率为：小学占32%、初中占58%、高中占76%、大学占83%。5、建议：（1）有关部门应立即拨付专款对中小学现有教室的照明环境进行限期改造，采取措施强制大学自行进行教室改造，并通过媒体向公众作出公开承诺。、将学校照明设计要求列入地方性强制性规范，要求设计、审图、监理、质检等部门严格进行照明专项检查，对达不到要求者予以严肃处理。国家有关部门将这列入强制条文，从根本上改善我国教室的照明环境。（2）在进行学校硬件建设时，学校应重视教室的卫生学要求，使教室具有良好的采光条件和合理的照明设施。在自然光线较强的教室，应安装窗帘，减低散射光以及教室内的亮度差；应重视黑板表面的照明，在黑板前应安装带遮光罩的灯具照明。有条件的学校应改善照明灯具的光源质量，采用三基色荧光灯以及无频闪装置，减低频闪效应对视力的影响。四、创新利用传光棱镜、反光镜将阳光利用起来为教室照明供电，用智能化控制系统控制教室照明，还可以将灯具设计成可升降式……将照明领域尖端的节能产品运用到设计中，比如设想在未来教室照明中大规模推广使用LED产品等新光源。使用高效的光源与镇流器，以提高照明系统的“能效比”，以及使用开放型灯具，通过合理布置灯具位置来提高教室照明的效率等。使用蜂巢型这种效率很高的集光器来收集阳光，并使用光导管将光能储存起来；还有利用反光板和可控的百叶窗相结合的系统来综合提高自然光的利用率等。五、未来现实引发的思考：教室照明环境改善路在何方？未来，照明技术的主题将会是节能、环保……而作为青少年的我们，也在积极思考与创新，希望能献出我们自己的一份力量，让教室照明的未来更美好。青少年设计的教室节能照明系统：教室节能照明控制系统，采用近红外光电辨向探测器检测进出教室的人数，用磁敏传感器探测室内无人区域，由微控器输出控制照明灯具。整个系统采用开放式控制(灯跟人走)与管理式控制(分区开灯)相结合的控制模式。开放式控制是通过磁敏传感器，当检测到某区域有人，微控器就会开启某区域的照明灯，若区域无人，则自动关闭该区域的照明灯。经过一段时间的开放式控制后，微控器会自动转入管理模式控制：当室内人数在满员的四分之一时，开启1组照明灯；人数处于满员的四分之一以上至二分之一时，开启两组照明灯；人数处于满员的二分之一以上至四分之三时，开启三组照明灯；人数大于满员的四分之三时，开启四组照明灯。从而实现人多时多开灯、人少时少开灯，防止人少分坐在不同区域，开启多区域照明灯造成电能的浪费，从而实现真正意义上的节能控制。改善教室照明状况，不仅仅只是政府的任务，还需要全社会的共同行动。目前，青少年的近视率居高不下的现状令人堪忧。让全社会都行动起来，携手让学校的教室照明系统变得更合理、健康。让我们青少年更健康地成长。参考文献：一、=111402二、三、（1）叶广俊.现代儿童少年卫生学.北京：人民卫生出版社，1999：345.（2）董中旭，梅建，王兵，等.无频闪光源对学生视觉功能保护作用的评价.中国学校卫生，2002，23(4):310-311.（3）张绍纲.关于修订学校教室照明卫生标准的建议.中国学校卫生，2001，22(4)：289-290.（4）飞利浦照明（中国）.三基色荧光灯系统的应用前景.设备管理与维修，2006，7：40.（5）四、（1）（2）