近视防控教室LED照明专家共识

近视防控教室LED照明专家共识专家组

儿童青少年是祖国的未来和民族的希望。近年来，我国儿童青少年近视率持续攀升，并呈现低龄化趋势。国家卫生健康委员会发布的相关调查数据显示，2018年全国儿童青少年总体近视率超过一半，高中生近视率高达81%。习近平总书记针对学生视力健康问题做出重要批示指出，我国学生近视呈现高发、低龄化趋势，严重影响孩子们的身心健康，已成为一个关系国家和民族未来的大问题，必须高度重视，不能任其发展。全社会都要行动起来，共同呵护好孩子的眼睛，让他们拥有一个光明的未来。为贯彻落实习近平总书记关于学生近视问题的重要指示批示精神，切实加强新时代儿童青少年近视防控工作，2018年8月30日教育部、国家卫生健康委员会等八部门联合印发《综合防控儿童青少年近视实施方案》，并首次明确：青少年近视率将纳入政府绩效考核。在此背景下，近视综合防控已然上升为一项重要“国策”。

用眼环境是影响儿童青少年近视发生发展的主要因素。我国中小学生每天约8～10 h学习时间在教室，不良的照明环境会影响视觉系统的工作状态；尤其是尚在生长发育阶段的孩子，不科学的教室照明，甚至可能对其视觉系统的发育造成一定的影响。《综合防控儿童青少年近视实施方案》中明确将“改善学校的视觉环境”列为近视综合防控中的重要一环，要求“改善教学设施和条件，落实教室、宿舍、图书馆(阅览室)等采光和照明要求，使用利于视力健康的照明设备”。

作为近视综合防控中的重要一环，“改善学校的视觉环境” 不单单是一个工程问题，更是一个医学命题，关系到未来五年各项近视综合防控方案和考核标准的制定和整体实施，更将影响2023年和2030年两个防控目标的顺利实现。目前，我国大部分地区的中小学校教室照明采用的是国家标准GB 7793—2010《中小学校教室采光和照明卫生标准》、GB 50099—2011《中小学校设计规范》和GB/T 36876—2018《中小学普通教室照明设计安装卫生要求》等[1-27]。其中对使用三基色荧光灯灯具的教室课桌面、黑板面的平均照度及照度均匀性、教室灯光色温、眩光指数等，都提出了强制性要求。近十年来，我国在照明技术领域、智能控制、视觉科学和近视防控等领域都取得了长足的进步，特别是随着近年来半导体技术的迅猛发展，以LED为代表的半导体照明以光效高、光谱丰富、可调等优势迅速在全世界各地普及应用。设计合理的LED灯具可具有较好的视觉舒适度和安全性。在此背景下，顺应科技发展、环境保护等的发展趋势，消除公众对LED技术认识的误区和顾虑，开展光物理参数对青少年儿童视觉健康影响的特征和机制的研究、发展能够满足近视综合防控需求的“LED教室照明”技术迫在眉睫。

对此，第三代半导体产业技术创新战略联盟、国家半导体照明工程研发及产业联盟与教育部近视防控与诊治工程研究中心、温州医科大学附属眼视光医院联合举办了“近视防控教室LED照明研讨会”，并得到中国照明学会的支持。经国内外知名近视防控专家、视觉功能研究专家、照明工程领域专家、标准化专家等共同讨论并制定本共识，以期对公众进行LED照明技术的普及教育、为政府制定相关政策提供依据；同时更好地指导我国各地近视防控布局中涉及教室照明改造的工作以及各地教室照明标准的制定，切实保障和推动近视综合防控工作的顺利开展。当然，本共识内的各项内容是基于目前行业研究动态和相关标准要求提出的，随着LED照明技术的发展和光健康研究工作的推进，相关参数可能会有进一步的变化。

1)当前LED照明技术能够满足现有教室照明相关标准的各项要求。

LED是一种半导体固体发光器件。它是利用半导体中载流子复合引起光子发射的原理，直接发出红、黄、蓝、绿等颜色的光用于显示和照明；或在蓝光芯片的基础上，通过添加荧光粉，利用基色合成原理，发出色域范围内任意颜色的宽光谱的光线。利用LED作为光源制造出来的照明器具就是LED灯具。LED灯具具有节能环保，强度和光谱均可调整等优点。LED技术发展至今，芯片制造、封装工艺和灯具产品生产工艺等已趋于成熟并在众多场合稳定应用。因此，本专家共识认为：目前的LED照明技术已经能够满足教室照明现有标准的各项要求。

2)应用于教室照明的LED灯具应通过3C认证，通过产品光生物安全和性能检测，并符合现行的国家标准和国际标准。

目前我国照明产品光生物安全国家标准有GB/T 20145—2006《灯和灯系统的光生物安全性》、GB/T 30117.2—2013《灯和灯系统的光生物安全第2部分：非激光光辐射安全相关的制造要求指南》、GB/T 34075—2017《普通照明用LED产品光辐射安全测量方法》、GB/T 34034—2017《普通照明用LED产品光辐射安全要求》和GB/T 36005—2018《半导体照明设备和系统的光辐射安全测试方法》等。国际上，国际电工技术委员会(International Electrotechnical Commission, IEC)专门制定有IEC 62471—2016《灯和等系统的光生物安全》和IEC TR 62778—2014《应用IEC 62471评估光源和灯具的蓝光危害》等标准。

3)教室照明系统应当综合考虑教室用途(如有无视觉终端、美术教室等)进行科学设计，设计和安装应符合现行国家标准，如GB 7793—2010《中小学校教室采光和照明卫生标准》、GB 50099—2011《中小学校设计规范》、GB 50034—2013《建筑照明设计标准》和GB/T 36876—2018《中小学普通教室照明设计安装卫生要求》等的要求。产品设计和系统设计的重点在于提高教室和黑板照明水平和均匀性，并控制灯具眩光，提高显色指数(如美术教室等)，同时满足和各种视觉终端(如教室中投影仪等)的搭配使用。

4)环境光参数对儿童青少年视觉健康有显著影响，存在着复杂的生理学机制。因此，教室照明改善工作应当遵循以人为本、医工结合的原则，采取循证医学的研究方法和技术手段。目前已有初步的生理学依据表明，符合光生物安全标准和设计、安装设计规范的LED照明产品和系统，与其他类型的照明灯具和系统相比具有诸多优点，可能更符合青少年儿童近视防控教室照明需求。本专家共识认为：应当进一步开展环境光参数对儿童青少年视觉健康影响的系统性研究，通过深入理解光对从“眼”到“脑”的视觉通路以及非视觉通路影响的特征和机制来寻找更加优良的光品质参数。

a)当前国家标准GB 7793—2010规定教室课桌面上的维持平均照度值不应低于300 lx，其照度均匀度不应低于0.7；教室黑板局部照明灯平均照度不应低于500 lx，照度均匀度不应低于0.8。

从近视防控的角度出发，有研究结果表明，低照度水平会引起青少年坐姿前倾，眼距书本距离更近。更高的照度可以改善青少年的坐姿。也有研究结果显示，适度明亮照度水平可以抑制眼轴增长，但上限数值还有待进一步研究明确。相关的生理学研究也表明，白天水平照度300 lx的光环境对学生的生理激励偏低，适当提高白天的光照水平有利于儿童和青少年的身心健康。本专家共识认为：应进一步加强环境照度与近视相关参数、视疲劳指标等关系的研究，明确不同使用场景下合适的照度范围。

此外，我国地幅辽阔，全国共分为5类光气候区，各地天然光辐射水平差值较大，教室室内采光和学生在户外的天然光辐射曝光量有明显差别，对学生生理和心理健康有重要影响。例如我国规定以Ⅲ类光气候为标准，对比Ⅳ、Ⅴ类光气候区(总人口大约九亿，几乎全分布于东部、中部、南部、西南部地区)全年各季日照时数看：Ⅴ类光气候区冬季仅为Ⅲ类的17.65%，Ⅳ类光气候区仅为Ⅲ类的41.14%。春季分别为：41.45%、50.24%，秋季分别为：32.05%、65.88%。本专家共识认为：应根据各地光气候区的特点，研究适应于不同光气候区的教室照明参数，在保护视力健康的前提下，注重学生的生理和心理健康，对教室照明进行科学指导。

b)更高显色指数的光源可以让教室光环境更加自然，色彩还原和视觉质量更高。而有许多研究表明丰富鲜艳的视觉环境能够促进视觉系统发育关键期的大脑可塑性。当前GB 7793—2010中规定教室宜采用3 300～5 500 K色温的光源，光源的显色指数不宜小于80。本专家共识建议：教室灯具一般显色指数Ra应不低于 90，特殊显色指数R9应不低于30。有研究表明，较高色温(6 500 K以内)有利于视觉清晰度，可提高学习效率和集中注意力。因此，本专家共识建议：教室色温问题有待深入研究，尤其是其与儿童青少年视觉疲劳和眼轴发育等的关系的研究。

c)目前有研究结果表明，不同波长的光照对眼睛的生理产生不同的影响。已有针对小鸡、小鼠、豚鼠及灵长类动物模型(不同波长成分的光照对近视控制作用)的研究的初步结果，但尚未达成统一的结论。本专家共识认为：光谱丰富的光照环境有利于青少年眼睛的健康发展。对于不同波长的光辐射对儿童青少年近视的影响作用，还需一步开展系统的机理和循证实验研究。

d)大量的研究表明：照明环境具有视觉、生理调节及其它生物效应，尤其是对人体生理的非视觉作用越来越受到重视。国际照明委员会CIE建议：一天的不同时段应采用相应的照明参数，即昼夜不同时间的光环境应该采用与人体生理节律相匹配的光谱成份、光照强度。目前也有研究结果表明，睡前一定强度的明亮光照可能引起人眼近视化影响。光照强度和光谱可调的动态LED照明系统可以更好地满足不同时间段青少年学习和活动的照明需求。根据GB 36876—2018、DB 31/539—2011《中小学校及幼儿园教室照明设计规范》等现行规范的相关要求，中小学教室照明宜结合天然采光选用智能控制系统实现自动调光。教室照明在有条件时，宜根据天然光变化趋势进行室内照明智能调节照度和色温，在良好的视觉功效和辐射安全的前提下模拟户外天然光变化，但目前模拟变化参数值以及变化方式等均缺乏科学的技术支撑，需要加强研究。本专家共识认为：应进一步开展临床研究，探究光强和光谱的动态调节对儿童青少年近视、生理和心理状态的影响特征和相关机制。

e)眩光会影响视觉作业功能，甚至引起视觉不舒适和视觉损伤。室内视觉环境中的照明装置发出的光对人眼引起不舒适感主观反映的心理参量可用统一眩光值 (Unified Glare Rating, UGR)度量，其值可按CIE统一眩光值公式计算。当前GB 7793—2010规定教室统一眩光值UGR应不高于19。本专家共识认为：条件具备的地方，教室统一眩光值UGR应不高于16。为减少眩光对学生的影响，教室灯具不宜使用裸光源，宜采用带遮光装置、栅格或匀光板的灯具。

眩光包含了直接眩光、反射眩光(含光幕反射)等，会引起不舒适或减低观察重要物体的能力，或同时产生两种现象。根据GB 50034—2013的要求，应通过将灯具安装在不易形成眩光的区域内、采用低光泽度的表面装饰材料、限制灯具出光口表面亮度水平、提高室内空间亮度等措施，防止或减少光幕反射和反射眩光；有视觉显示终端的工作场所，应限制与灯具中垂线成65°～90°范围内的灯具平均亮度。

5)教室照明和近视防控工作需要持续地对灯具性能进行检测和教室照明指标进行监测。

灯具的性能会随着使用时间的增加而变化。当前上海地方标准DB 31/539—2011对灯具寿命的规定为：2 000 h光通维持率不低于85%，光通维持率下降至70%的有效使用寿命应大于8 000小时。本专家共识建议：将LED灯具寿命(L70)的规定提高至30 000小时，且3 000小时光通维持率不低于96%，6 000小时光通维持率不低于93%。

此外，本专家共识建议：教室课桌面照度及书写板照度应每半年进行抽查，保证符合国家和各地照明技术规范的要求。为了切实保障近视综合防控工作的顺利开展，同时兼顾认证和认证者的可信度，在教室照明灯具采购、施工工期内和施工完毕后，应委托有资质的、各地近视防控中心认可的第三方检测机构进行检测。有条件的教室，可将教室灯具照度数据及灯具运行状态实时同步到电子班牌或其他显示设备，或上传至各地近视防控中心的物联网平台系统，实现灯具参数的实时监控。

6)蓝光危害误区和澄清。

蓝光一般意义上指波长为400～500 nm的短波长可见光。对于蓝光危害，目前社会上存在不少误解，个别厂商过份夸大照明产品的蓝光危害，甚至曲解LED照明灯具的蓝光成份。

事实上，自然光和所有人工光源产品(如白炽灯、荧光灯、其他气体放电灯以及LED灯等)都存在蓝光成分。一定比例的蓝光，对照明环境的色彩还原、彩色视觉、人体生理节律的激励都有非常重要的益处。当前，光生物安全标准中的蓝光危害是指当人眼视网膜上的蓝光辐照非常强、超过规定的阈值时，才可能导致光化学损伤；根据世界卫生组织WHO认可由国际非电离辐射防护委员会制定的限值，人眼视网膜蓝光危害的阈值为1000 000 J·m-2·Sr-1。根据GB/T 20145—2006，蓝光危害的限值是加权辐亮度小于100 W·m-2·Sr-1。为了方便社会和产业界区别各种光源的光辐射风险，国际标准和相应的国家标准对各种光辐射强度的光源分成 “免除类”、“低风险类”、“中等风险类”和“高风险类”。根据相关分析研究表明：对于一般白光照明产品，当光源或灯具的表面最高亮度小于100 000 cd/m2时，都是“免除类”。目前，教室用LED灯具的发光表面都有扩散层(板)，其表面亮度与普通荧光灯类似，基本上都是“免除类”上，完全安全的。

针对光辐射危害，根据国际标准IEC 62471—2006和国家标准GB/T 20145—2006, 涉及从紫外(200 nm)至红外(3000 nm)的五种(紫外线、近紫线、蓝光、可见近红外以及红外辐射)可能引起的损伤类型，并规定了各种危害的光辐射限值、风险的分类和评估方法。目前，普通照明产品主要考核其紫外线危害(如气体放电灯)和蓝光危害风险；如国际标准IEC 60598和国家标准GB 7000系列的相关标准规定了风险控制和等级要求；国际标准和相应的国家标准GB/T 34034—2017对光源产品制造商规定了相应的指导原则；国际标准IEC/TR 62778—2014规定了如何按照IEC 62471—2006标准的规定实施照明产品的蓝光危害风险评估；国家标准GB/T 36005—2018对学校等各种场所应用的半导体照明系统，规定了相应的光辐射安全评价方法。本专家共识认为：根据现行国际或国家标准，只要光源或灯具的光辐射安全风险(包括紫外线和蓝光)等级为“免除类”(即RG0)，均适合在学校教室照明中应用；而对于非学生可直视的照明光源，如黑板灯具、墙面装饰投光灯具等，光辐射风险等级也应不超过“低风险类”(RG1)。

7)当前各地教室照明参数对照表，如表1所示。

表1 教室照明参数对照表Table 1 Comparison of classroom lighting parameters

8)其他方面。除了教室照明对学生的视觉和非视觉有重要影响外，教室其他教学设备对学生的视力健康也有重要影响。有资料表明，目前我国教室超过80%是多媒体教室，采用投影幕布或电子黑板进行教学。就投影幕布教学模式而言，学生直视投影幕布，进入到眼睛的光是投影幕布的反射光。应特别注意投影仪的光生物安全(IEC 62471-5—2015)、激光投影仪的散斑对学生视力健康和视觉舒适度的影响。此外，投影幕布反射光亮度与背景亮度之间的比值对学生视力健康、视觉舒适度也可能有重要的影响。本专家共识认为：应重视投影幕布和背景亮度比值的相关研究，对多媒体教室的光环境进行科学指导。就电子黑板教学模式而言，学生观看电子黑板时，电子黑板的光直接进入到学生眼睛，可能更直接影响到学生的视力健康和视觉舒适度。本专家共识认为：应加强电子黑板的蓝光辐射、发光强度和频闪等参数和技术指标研究。

执笔人：瞿佳、侯方、周佳玮、郝洛西、牟同升、林燕丹、赵建平、杨樾、杨春宇、朱晓东

专家组成员(按姓名拼音排序)：

安 波、毕宏生、陈 浩、陈海英、曹健林、邓 伟、

窦林平、高 伟、高 艺、何开钧、胡新天、黄昌兵、

兰长骏、李丽华、刘陇黔、阮 军、盛迅伦、宋宗明、

王 华、王华健、王 雁、王勤美、吴西西、夏义雄、

徐 亮、许建兴、谢志国、杨 斌、杨 华、杨兰芳、

杨征栋、杨智宽、原慧萍、张丰菊、张维凯、张文亦、

张佩华、张宇宁、赵明威

联合发布单位：温州医科大学附属眼视光医院、近视防控与诊治教育部工程技术中心、第三代半导体产业技术创新战略联盟、国家半导体照明工程研发及产业联盟、中国照明学会、中华医学会眼科学分会视光学组