中小学护眼灯具设计

成珏

【摘要】目前市场上护眼灯具良莠不齐，给孩子们设计一款真正的护眼灯具就显得极为重要。本文着重分析护眼灯据应该达到的光照条件，在此基础上设计了一款合适的护眼灯具。

【关键词】护眼 电光源 灯具

【中图分类号】G71 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）10-0244-02

生活条件越来越好，而戴眼镜的孩子却在日益增多，究其原因，各种电子屏幕的使用占据主要因素，而不合格的光照空间也极大地影响了孩子们的视力。为营造良好的光照条件，让孩子的眼睛在写作业时收到的损伤最小，本文着重探讨中小学孩子作业时护眼灯的选用与设计。

一、护眼灯现状

目前市场上的护眼灯具良莠不齐，有白炽灯光源、荧光灯光源、LED光源；有直接照明、有漫射照明；有塑料灯罩、有陶瓷灯罩；距离有高有矮；样式有几何形，有卡通形……种类非常繁多。家长为了孩子们的视力，刻意选择护眼灯具而非普通台灯给孩子作业时使用，可是，很多不合格的护眼灯往往会加速孩子们的视力降低。

二、护眼灯所需要达到的光照条件

为了达到良好的光照条件，我们从照度、色温、显色性、光源的稳定性、炫光、光源的位置等几个方面来探讨。

1.照度

照度的高低影响着眼睛的疲劳程度。如果照度过低，需要更加注意作业内容，这样眼睛比较疲劳；而照度过高，则会让眼睛不舒服，并且瞳孔变化加快，同样会导致眼睛的疲劳。长期处于照度过高或过低的区域工作，会导致视力下降。书桌台面照度在750～1000LX比较适宜，并且照度要均匀。

2.色温

色温就是光源的色表，在4000～4600K左右，色温适中，光线柔和带点黄，比较适合阅读需要；低于4000K，色温偏低偏黄，配低照度会使空间光照比较舒适，但达不到阅读的照度；高于4600K，则蓝光成分多，会损伤视力，且高色温配高照度使空间照明环境比较舒适，但书桌台面就太亮太刺眼。

3.显色性

显色性越高，越能真实地呈现物体的固有颜色。显色性达到80及以上时才能正确判断色彩，低于80则色彩就会发生变化。所以中小学护眼灯具的显色性必须在80以上。

4.光源的稳定性

有些灯具的光源稳定性很高，但是有些灯具会有闪烁的感觉，这就是光源频闪，原因是电光源在交流电供电时，由于交流电做周期性的变化，因此电光源发出的光通量也会周期性变化，给人的感觉就是闪烁。闪烁频率在每秒50下时，人眼能够察觉到，会伤害视力。当频闪达到每秒50以上时，就感觉不到光源的闪烁了，人眼感觉光源发出的就是稳定、连续的光。

三、分析电光源、灯具的种类及位置

1.电光源的选用

目前市面上比较常见的护眼灯电光源有白炽灯、卤素灯、紧凑型荧光灯、LED灯等，分别探讨下作为护眼灯的优缺点。

白炽灯：色温2700，略偏昏黄；显色性97，非常高；稳定性好，有频闪，但是白炽灯发光和冷却有个过程，人眼感觉不到频闪；反复开关几乎不影响灯泡寿命；价格便宜，但是发光效率低，也就是不节能，同时灯泡寿命也低。

卤素灯：其实是白炽灯的一种，是在白炽灯内冲入少量卤化物的光源。显色性、稳定性与普通白炽灯一致；光效、灯泡寿命比白炽灯长；色温从2500K到3500K有多种选择；灯泡温度比白炽灯高、价格比白炽灯贵。

LED灯：节能、长寿、环保、光源稳定；但是LED灯光谱连续性不佳、蓝光含量偏多、色温偏高，影响视力。

几种电光源都各有优缺点，从保护视力的角度出发，白炽灯、卤素灯更合适一些。

2.灯具的选用

主要从效率、保护角、配光三个方面考虑。

效率：为提高灯具效率，反射罩的形状应避免灯光在罩内多次反射，所以灯罩选用圆形比较合适。

保护角：保护角大可以控制眩光，但是会影响灯具效率。基于护眼的目的，保护角宜30°到45°。

配光：护眼灯的光束为40°比较适宜，过宽的光束影响灯具效率，过窄的光束会使光通量分布不均匀。

3.光源位置的注意要点

护眼灯应放在写字台的左前方，可有效避免阴影遮挡所视区域。台灯的灯罩应调节到适当的角度，以保护视力。距离桌面高度为40～60厘米，灯具过高，光线反射到人眼，会生眩光，台灯过低，则会使桌面光照度不均匀。

最佳位置应为眼睛距离台灯平面0.4米，离光源水平距离0.6米，台灯距离桌面高度为0.4～0.6米。

四、设计灯具

电光源选用：由于白炽灯比较普及，如后期更换灯泡，也容易购买，且虽然白炽灯色温低，但是其光谱是连续光，和太阳光最接近，显色性很好，且亮度足够会不觉得昏黄。为达到合适的照度，选用功率为40W的白炽灯炮。

灯具设计：

1.灯罩

圆台形，上小下大，下口直径12厘米，上封闭下面直接照射，灯罩深度为17厘米，这样能有合适的灯光保护角和合适的宽窄的光束。

2.连接杆

采用软管连接，可以调节高度与角度。连接杆长度为48厘米。

3.底座

底座太大占据过多桌面面积，底座过小则会造成灯体的不稳定。因为护眼灯是给中小学生使用，稳定性就很重要，底座为圆形，直径设计为15厘米。

4.开关

采用可调式旋钮，可以控制开关，也可以调节功率，以调整明暗。

5.材质

白炽灯泡在使用过程中会发热，为避免过高的热能散发灯具材料的污染物，整体采用金属材质。

学生的桌面深度为600毫米左右，此款护眼灯具应放置在桌面的坐上角，以避免写字时手部阴影落在正在书写的地方。在护眼灯使用的时候，房间内的主光源也要开着，这样能确保灯光下的光照度不超过周围紧邻环境的光照度的3倍，这样中小学生在做视线交换时不因照度对比过强造成视觉疲劳。

参考文献：

[1]《照明设计师》，中国就业配村技术指导中心组织编写，中国劳动社会保障部出版社，2007.

[2]《照明设计终极圣经》，漂亮家居编辑部编著，江苏凤凰科学技术出版社，2015.