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    教育照明領域亟需加強研究——訪中國照明學會秘書長華樹明先生
    http://www.www.chco.org.cn 2021年07月22日 16:30 教育裝備網
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      近年來,近視防控和健康照明是教育行業關注的熱點。近日,《中國教育裝備行業協會通訊》“行業論壇”欄目對中國照明學會秘書長華樹明先生進行了專訪,請他談一談照明技術的發展及其在教育領域的應用等問題。

      采訪者(以下簡稱“問”):您是照明行業的資深專家,請介紹一下您的科研經歷。

      華樹明(以下簡稱“答”):我參加工作以來一直從事照明行業的相關工作,起初是從事發光材料的研究、光學設備的研制和開發。20世紀80年代,為提高三基色節能燈質量,我研發了光譜法測試節能燈光通量系統。1986年1月,我帶領團隊研發的燈用稀土三基色熒光粉配粉系統獲科技進步獎三等獎。20世紀90年代,我們在國內首創了紫外光源全光通量測試系統,填補了我國長期以來缺少對用途廣泛的紫外光源進行客觀物理評價的手段的空白。隨后我們研制的LAS-I自動光譜輻射儀,是我國照明行業第一臺向發達國家出口的光學儀器。20世紀90年代,我們開發的光學儀器和照明技術設備出口到日本、美國和歐洲發達國家。到本世紀,我們的照明儀器技術和實驗室能力獲得了國際先進實驗室的認同,在全世界為多個國家提供實驗室技術服務,并幫助瑞典建立了國家照明實驗室。

      隨著國家對照明節能技術越來越重視,我主要在照明節能方面開展研究工作,主持了一系列國家高效照明節能的標準、評價方法、技術規范和產業政策的制定工作。LED照明技術發展以來,我首次提出對LED照明燈泡按照光通量來進行規格分類,起草制定的《普通照明用非定向自鎮流LED燈規格分類》標準被國際電工委員會(IEC)采納。隨著我國節能照明領域工作的突出成果獲得聯合國的關注與肯定,我們團隊獲得了國際照明領域的關注和好評,2007年獲得澳大利亞政府頒發的節能獎勵。我們與歐美多個國家建立了合作關系,提供節能照明技術服務,并在聯合國環境署的有關項目中作為唯一的第三方專家提供照明技術支持。2012年,我們與聯合國環境署合作,在北京創建了全球高效照明技術合作中心,面向全球開展照明技術研究和提供技術服務。作為中心創始人,我主持了一系列聯合國主導的國際項目,例如為瑞典能源局設計、建立瑞典國家照明實驗室項目,全球節能照明質量抽查項目,全球照明實驗室能力驗證項目,東南亞地區照明技術能力建設項目,為埃及電力部提供高效照明設計培訓項目,為沙特阿拉伯提供路燈改造合同能源管理模式咨詢項目,為越南政府提供高效照明市場轉型技術支持項目等。這些工作不僅把我國的先進照明技術推廣到全世界,而且把我國的節能理念帶給世界各國。

      問:請您介紹一下照明技術發展的歷史脈絡。

      答:說到照明技術,我個人認為應該分兩個方向來講,一個是光的產生(照明產品制造),另一個是光的應用(主要是照明設計和應用)。

      光的產生,或者說人工照明的發展,起源可以追溯到100多年前愛迪生發明的鎢絲燈。后來有了熒光燈,采用的是氣體放電技術,這個時期開始有了節能的概念。到本世紀LED發光技術開始應用于照明領域,這一技術的出現和使用讓照明領域變得更為節能;仡櫘a生光的技術發展歷程,可以說,近幾十年從熱輻射光源(鎢絲燈)、氣體放電光源(熒光燈)到半導體光源(LED燈),發展速度是相當快的。

      與光產生技術(照明產品)的快速發展不同,光的應用技術必須依賴照明產品的發展進步。光的應用的基礎研究成果,例如光度學、色度學等全部來源于20世紀30年代。

      工業化之前,人類想要在夜晚點亮生活,主要方式是點燃薪柴發光,那個年代實現夜晚照明所需的代價遠高于我們的想象。諾貝爾經濟學獎獲得者威廉·諾德豪斯(William D. Nordhaus)做過實驗,發現在古代,如果用薪柴作為光照的能源,所需要的綜合成本可以占到一個人當時每日經濟成本的1/3左右。到了愛迪生時代,照明的成本有了大幅度下降,但和如今相比,成本還是很高,F在,隨著產生光技術的進步,照明所需成本在生活成本中的占比已經非常低了。所以,過去照明的重點是“識別”,強調在盡量低成本的情況下,在夜晚可以分辨清楚物體,避免危險;到了現在,照明除了滿足最基本的視覺需求以外,應該更進一步,強調照明的“健康”已是時代所需。

      問:請您談一下我國照明行業發展現狀。您認為照明行業的發展趨勢是什么?

      答:從光的產生方面講,我國已經達到國際先進水平,但還未到國際頂尖水平,例如LED芯片的制造,最尖端的技術還在歐美國家手中。從產量、品種覆蓋面和品質來說,我國是有很大優勢的,不足之處主要體現在尖端科研水平上。

      光的應用技術方面,20世紀30年代的基礎研究成果全部來自歐美國家,我國幾乎沒有參與。后期我國對光的應用技術的研究也比較少,主要集中在照明效果方面。

      談到照明行業未來的發展,我認為,盡管LED照明技術還沒有發展成熟,但未來發展的重點一定在光的應用技術上面,或者更具體地說,在照明設計或者照明健康領域。

      以光對人類健康的利弊這一問題為例,我們的研究還很不夠,例如對“藍光危害”問題的認知就存在很大的偏差和誤區。前段時間,教室照明的“藍光危害”問題一度上了熱搜,大家提到藍光即想到危害。但我們知道,太陽光里就有大量的藍光,卻從來沒有人提過太陽光的“藍光危害”。因此,“藍光危害”不是“0”和“1”的問題,而是度的問題。如果藍光是絕對有害的,很簡單,我們禁止使用就好了,但我們并沒有這樣做。那么,如何解決藍光使用度的問題?教室中會產生藍光的有兩個裝備——照明燈具和電子白板。照明燈具發出的光線經反射后進入人眼,人眼不會長期直視燈具,其曝光劑量遠未達到對視網膜產生危害的程度,“藍光危害”問題在這里并不突出。而另一個裝備電子白板所帶來的“藍光危害”卻被忽視了。一天內使用電子白板多長時間,其藍光曝光量對學生會產生危害?多長時間是安全的?在什么時間段曝光會加劇藍光的影響?對不同年齡段的孩子影響是一樣的嗎?這些問題目前沒有定論。我們正在聯合一些業內專家,研究教室內LED屏幕的每日用量與學生健康的關系。

      問:我國兒童青少年的視力健康形勢嚴峻,國家對兒童青少年的近視防控非常重視,尤其是2018年8月教育部等八部門聯合發布了《綜合防控兒童青少年近視實施方案》。請問相關國家政策的出臺,對照明企業尤其是涉足教育照明領域的企業來說有何影響。

      答:八部門文件出臺后,對于照明行業的影響是巨大的,大家都立刻行動起來開展相關工作。我個人認為這個文件會在相當長的時間內引導行業的發展。健康照明目前還處在起步階段,LED照明技術也才發展了十多年,還有繼續發展的空間,遠遠沒有到達技術的成熟穩定期。目前看來,教育照明是健康照明的重點領域,至少在五到十年內,有大量的工作可做,例如通過設立相關課題開展基礎研究、研制相關標準、推廣領先技術、建立試點示范項目等等。

      兒童青少年近視的問題,本質上是最近幾十年人類的生活方式發生巨大變化所導致的。人眼的生理結構、特性與功能是幾萬、幾十萬年進化來的,無法適應近幾十年生活、工作環境的快速轉變,F代社會中不論是學生還是成人,主要的生活環境都從以前的室外陽光下轉移到了室內。學生的學習時間和30年前相比增長了很多,戶外活動的時間減少了很多,F代建筑室內照明環境的設計更多是從經濟和節能的角度來考慮,其設計要求遠低于視覺滿意度的需求,更沒有考慮光對人的生物效應和情緒的影響。我們將室內外的光照強度對比一下就會發現差別是巨大的:室外陽光充足的情況下,照度是100 000lux左右,即使是陰天,照度也在3000lux以上。而目前我國相關標準中對學生課桌桌面的照度標準要求僅為300—500lux,與戶外光照度相比,光環境的差別是巨大的。在這么大的差距下怎樣保證學生的健康,是教育照明領域下一步需要研究的重點。國產的品牌照明產品肯定能實現更高的標準要求,比如說讓教室桌面照度達到1000Lux,但是從經濟成本的角度考慮,學校依然會選擇滿足國家標準要求即可。因此,標準問題的研究也是一個重點方向。目前300—500Lux這個照明標準是針對健康成年人設計的,國內還沒有針對兒童青少年的照明標準。針對成年人的這個標準是否適合孩子,就需要重點研究,需要搞清楚什么樣的照度、什么樣的光色更適合兒童青少年的健康。同時,從綜合經濟學的角度考慮,如果將優質照明光環境對提升孩子的注意力、減少抑郁情緒、提升學習興趣、提高成績等方面所帶來的效果考慮進去,這些用于提升照明質量的成本就顯得微不足道了。

      問:光技術有很多照明之外的應用,例如由于新冠肺炎疫情而被重視的紫外線消殺等,這些應用在教育領域的發展前景如何?

      答:紫外線輻射屬于非視覺照明應用。對于紫外燈殺菌在學校等場所的使用,我個人的觀點是有變化的。一開始我對紫外殺菌應用在學校持懷疑態度。紫外燈的第一個國家標準是我起草的,我很清楚紫外燈使用不當是很危險的,如果操作不當很容易對孩子造成傷害。后來我想到,孩子們周圍其實是充滿各種危險的,通過教育和制定產品標準來規避危險,是我們應該做的,不能因噎廢食。因此,中國照明學會去年發布了《教室用紫外線殺菌(消毒)裝置》標準。該標準對制造商提出了新的要求,要求在產品制造、安裝過程中增加防護措施,保證使用者的安全,即使在使用中發生了意外情況,也不能對學生造成傷害。此外,產品的“傻瓜化”使用是產品制造企業需要努力的方向。

      除了紫外線的殺菌作用,適量的紫外輻射對健康也是很重要的。我們都知道,曬太陽對人的健康是有益處的,太陽輻射中就含有紫外線。有統計表明,缺乏光照容易引發人的負面情緒,嚴重的會導致抑郁。光照條件好的地區的人,性格明顯比光照條件不好的地區的人開朗一些。因此,創造健康的教室照明條件,在校園心理健康領域會有廣闊的發展前景。

      來源:秘書處

    (來源:《中國教育裝備行業協會通訊》 作者:秘書處)

    責任編輯:董曉娟
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