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教室智慧照明環境建設方案-以光黔城科技
來源:www.zjhzys.com | 作者:以光黔城科技 | 發布時間: 2021-01-14 | 2679 NaN | 分享到:


教室智慧照明環境建設方案

一、教室光環境改造的目的
小小的身軀背著大大的書包,稚嫩的臉龐架著厚厚的眼鏡。世界衛生組織研究報告顯示,我國青少年近視率居世界第一。對于這一問題,中共中央總書記習近平在8月20日作出重要指示指出,我國學生近視呈現高發、低齡化趨勢,嚴重影響孩子們的身心健康,這是一個關系國家和民族未來的大問題,必須高度重視,不能任其發展。習近平強調,全社會都要行動起來,共同呵護好孩子的眼睛,讓他們擁有一個光明的未來。
為貫徹落實習近平總書記關于學生近視問題的重要指示精神,切實加強新時代兒童青少年近視防控工作,8月30日,教育部、國家衛生健康委員會等八個部門聯合印發關于《綜合防控兒童青少年近視實施方案》的通知,要求將兒童青少年近視防控工作、總體近視率和體質健康狀況納入政府績效考核,嚴禁地方各級人民政府片面以學生考試成績和學校升學率考核教育行政部門和學校。將視力健康納入素質教育,將兒童青少年身心健康、課業負擔等納入國家義務教育質量監測評估體系,對兒童青少年體質健康水平連續3年下降的地方政府和學校依法依規予以問責。其中,提出了學校需要改善視覺環境。改善教學設施和條件,鼓勵采購符合標準的可調節課桌椅和坐姿矯正器,為學生提供符合用眼衛生要求的學習環境,嚴格按照普通中小學校、中等職業學校建設標準,落實教室、宿舍、圖書館(閱覽室)等采光和照明要求,使用利于視力健康的照明設備。學校教室照明衛生標準達標率100%。
二、教室光環境改造標準
教室光環境(又稱照明環境)的好壞是影響學生視力的一個重要因素,在當前兒童、青少年視力不良發生率高居不下的現狀下,國家和政府也非常重視對教室照明環境的改善,頒布了國標、地標以及一些地方指導文件用于優化教室照明?,F行有效的教室照明的標準參見(附表一)。這些標準的總體要求基本是一致的,主要指標是教室的平均照度和照度均勻度,黑板的平均照度和照度均勻度,統一眩光值,顯色指數,光源色溫,燈具效率和功率密度。前7個指標是教室照明的要求,后2個指標是節能的要求。這些標準存在一些指標上的差異,為了更好的實現節能目標以及保護好學生的視力,建議現階段的工程建設和改造中應該按高標準的指標執行。
附表

三、學校目前的光環境情況
我們通過學校實地調研,同時通過對歷年來我們所收集的數據進行研判。發現現有大部分教室環境照明條件與國家相關針對教室環境照明標準相比較還存有一定的差距。其差距主要表現在以下七方面的問題。
(一)燈具存在頻閃
頻閃在照明燈具中是普遍存在的。但頻閃對我們的眼睛主要有哪些方面影響呢?我們在此應用國家權威專家的說法是眼睛在光強不斷變化的有頻閃的光源下工作學習,視覺系統需要不斷地調節眼球瞳孔的大小來保證視網膜光照度的穩定性和成像的清晰度,這將使瞳孔括約肌因過度使用而疲勞,從而對眼球的光學系統部分造成損傷。其次,因瞳孔括約肌的調節頻率跟不上光強閃爍的速度,因而到達視網膜的光強必然有一定的波動。在這種有頻閃的光源下工作學習,輕者產生眼疲勞,酸痛,重則造成視覺系統的損傷。尤其是學生上課的教室,其照明普遍采用熒光燈,對熒光燈的閃爍現象就更應引起我們的重視。
(二)桌面照度與均勻度不夠
調查發現,靠窗的座位照度較高,而靠內墻的課桌照度較低,在室外照度偏低的時候,常常達不到標準;而照度均勻度低也導致同一教室內形成較大的亮度差。當視線由亮度較高的區域移到另一個亮度較低的區域時,需要一段調整時間以適應新的亮度水平,亮度差太大時更容易引起學生視疲勞。
此外,光源老化或者天氣變化也會影響教室光照度,無法保證學生桌面的照度與均勻度。這同樣會引發學生眼睛不適。
(三)色溫過高
我們通常稱高色溫為冷色,低色溫為暖色。色溫越高,其潛在藍光成分就可能越多。熒光燈因為傳統工藝的限制,導致其發光效率不高,為了能讓熒光燈更亮,廠家只能依靠提高色溫值來實現。目前我們所使用熒光燈的色溫值通常在6400K或更高。相對于國家權威機構所多年研究顯示5000K的色溫值明顯偏高。而色溫值的提高同樣會帶動潛在藍輻射的比例增加而讓孩子們的眼睛受到傷害。
(四)顯色指數較低
國標要求教室顯色指數必須≥80,美術教室顯色指數必須≥90。顯色指數過低,會影響人的視覺色彩判斷。目前的熒光燈所提供的顯色指數基本在70。
(五)有害物質的侵害
熒光燈管含有汞、氙等重金屬,伴隨使用汞蒸汽會緩慢揮發到空氣中,破裂易造成二次污染,對人體健康帶來危害。廢棄燈管易污染環境,處理成本高。
(六)燈具開關操作模式單一
簡單的開啟與關閉模式,意味著在燈光開啟時照明燈具必定是100%滿負荷工作。長期處于滿負載的工作狀態,對燈具的使用壽命及能源的消耗也帶來了不利因素。同時,單純的開關閉模式,也無法支持多種教學需求。
(七)維護成本高
傳統熒光燈管,通常使用半年時間就會出現光衰。由于無法預測使用壽命,且燈管的損壞往往在孩子們學習期間,不僅影響孩子們視力健康,同時對學校來說維護成本也很難降低。
四、本方案系統整體架構
系統以自主研發的物聯網無線通訊、智能感知、分布式智能控制技術為基礎,構建了一套針對學校教室環境來打造的智慧光環境系統。
(一)綠色光環境系統介紹
綠色光環境系統,是把教室光環境建設成為綠色光環境為聚焦點,在提供健康光源的同時,引入先進的物聯網、智慧傳感、大數據等技術,打造一套真正適合學校教室環境的綜合系統。徹底解決教室光源照度不夠、均勻度欠佳、使用模式單一、管理手段缺乏、設備無法統計等現有痛點,實現保護學生視力、提高教學質量、提升學校品質、節能減排、健康環保的建設目的。
(二)系統主要特點
1.采用了背發光或側發光漫反射的技術的高品質LED健康光源。
2使用低紋波恒流驅動技術的應用消除了頻閃頑疾。同時,照明系統還通過設置5000K左右的色溫值,有效屏蔽了有害藍光的侵害。
3立足物聯網基礎并結合照明燈具所具備的自我感知與自我線性調節技術,實現教室內照明燈具之間的相互通訊。使教室的整體照明度、均勻度始終處于國標約束條件之上。
4通過大數據平臺使學校整個照明系統由原來的各自獨立轉變為以物聯網技術為基礎的統一、高效、全面的應用管理系統,提升學校針對照明的管理力度。
5支持根據教學場景,窗簾自動聯動。
6通過選配人體感應設備,可支持光環境及相關設備工作實現無人值守,進一步實現管理優化,節約能源。
對于教室現場而言,智慧光環境系統主要由智慧教室燈、智慧黑板燈、智慧窗簾控制(可選配)、照明智控終端、智能人體感應模塊(可選配)及后端應用管理平臺六大部分組成。智慧教室燈、智慧黑板燈、照明智控終端這3個單元構成教室的綠色光環境。智慧窗簾控制(可選配)模塊支持不同教學場景對于窗簾的控制需求,如多媒體模式下,要求窗簾關閉。智能人體感應模塊(可選配)在原來的智慧基礎上,進一步優化設備管理,可以實現無人值守,有人在時自動開啟聯動的設備,無人時,自動關閉聯動的設備。
教室綠色光環境的控制模式
(三)系統核心亮點
本系統以“護眼、節能、智慧管理”為建設愿景,其系統主要亮點主要在以下三大方面。
高品質健康光源:
1采用高精度,低紋波的恒流驅動技術,光源無頻閃。
2精心選擇光源色溫,采用側發光、漫發射技術,徹底消除有害藍光。
3采用顯色指數Ra大于90,R9大于50的高顯指光源,色彩還原度高,保護眼睛的色彩識別力。
4智慧調光技術,使桌面平均照度大于300Lx,均勻度大于75%。黑板平均照度大于500Lx,均勻度大于85%,長期使用無光衰,有利于保護視力。
節能環保、維護便捷:
1采用優質LED光源,結合智能線性調光技術,綜合節能70%以上。
2大幅延長使用壽命(3萬小時以上),維護便捷,節省維護成本。
3不含汞和氙等有害元素,環保健康。
智慧遠程物聯:
可接入后臺大數據平臺,支持iOS、AndroidWindows系統,實現設備故障報警、壽命預測、遠程控制、報表生成及導出等功能。
綜上所述,要徹底改善教室光環境效果,并不能單純依靠更換單一產品來解決,通過一套系統化智慧的解決方案,才能最終完全符合相關技術標準,滿足用戶的需求,并最終為孩子們提供一個
健康、舒適、明亮、環保的學習環境。
個體化指標比較:
對比項 國家標準
改造前
改造后
效果
教室桌面
≥300lx
200Lx
低于國家標準 458Lx 優于國家標準 護眼
桌面均勻度
≥0.7
0.46 部分桌面偏暗 0.82 桌面照度均勻
黑板照度
≥500lx
247Lx
低于國家標準 521Lx
優于國家標準
黑板均勻度
≥0.8
0.48 部分區域偏暗
0.86 黑板照度均勻
眩光
<19
23 光源直射,易疲勞
15 側發光平板燈,健康護眼
顯色指數
≥80
72 色彩還原性差
93 色彩還原度高
色溫
3300K~5500K
6500k 存在藍光溢出風險
5000k 自然光色溫,屏蔽有害藍光
頻閃
—— 20%-50%
頻閃嚴重,加劇視疲勞
0.29%
無頻閃
日耗電
—— 8.64度
9盞教室燈,2 盞黑板燈
2.36度(平均值)
9盞教室燈,2 盞黑板燈
節能
年耗電
—— 1728度
一年開燈200 天,一天開燈8 小時計算
472度
一年開燈200 天,一天開燈8小時計算
環境適應性
—— 光照度不可調節,開關燈靠人的肉眼判斷
根據環境光變化,自動調節照度,護眼節能
智慧調節
照明模式
—— 只有開啟和關閉兩種狀態
多種工作模式,滿足不同教學場景
使用壽命
—— ≈3000小時
光衰嚴重
>30000小時
超長壽命
維護便捷
管理拓展
——
不可拓展
可與窗簾、空調、新風和空凈等環境設備智慧物聯,構成一整套校園環境管理平臺,支持遠程控制、故障報警等功能
維護便捷
參照標準為《中小學校教室采光和照明衛生標準》(GB7793-2010)
護眼指標項
以光黔城智慧光環境
傳統T8光燈
普通LED燈
照度(E)
明亮(>300Lx)
暗(150-200Lx)
暗(200-280Lx)
眩光(UGR)
舒適(<16)
刺眼(>20)
刺眼(>20)
光頻閃(波動深度)
舒適(<0.29%)
視疲勞(>40%)
視疲勞(>20%)
顯色指數(Ra)
真實(>90))
失真(70-80)
失真(70-80)
色溫(Tc)
暖白(5000K左右)
冷白(>6500K)
冷白(>6500K)
藍光
豁免級,無危險類
無危險類
I類危險或2類風險

五、產品介紹
(一)智慧教室燈
產品參數表
光源類型
優質LED光源
燈具類型
采用背發光平板燈
尺寸
1200mm*180mm*50mm
600mm*600mm*50mm
額定電壓
220V
額定頻率
50Hz
功率因素
0.9
最大輸出功率
40W 色溫 4750K-5250K
顯色指數
>90(R9>50)
工作面照度
>300Lx
照度均勻度
>0.75


特色功能:
1.采用高精度,低紋波技術恒流供電,無頻閃;
2.支持光照度根據環境的變化自動調節,確保工作面照度均勻不變;同等照度條件下,綜合節電效率達70%以上;
3.支持無線通訊,自動組網,無需改造線路,升級改造簡單易行;
4.支持多種工作模式,滿足不同教學場景需要;(1)全自動模式(2)多媒體模式(3)自習模式(4)關閉
(二)智慧黑板燈
產品參數表
光源類型 優質LED光源 燈具類型 漫反射
尺寸 1260mm*240mm*200mm 額定電壓 220V
額定頻率 50Hz 功率因素 0.9
最大輸出功率 >38W 色溫 4750K-5250K
顯色指數 >90(R9>50) 工作面照度 >500Lx
照度均勻度 >0.85

特色功能:
1采用高精度,低紋波技術恒流供電,無頻閃;
2支持光照度根據環境的變化自動調節,確保工作面照度均勻不變;同等照度條件下,綜合節電效率達70%以上;
3支持無線通訊,自動組網,無需改造線路,升級改造簡單易行;
4支持多種工作模式,滿足不同教學場景需要;(1)全自動模式(2)多媒體模式(3)自習模式(4)關閉
(三)照明智控終端
1額定供電:AC2/20V
2額定頻率:50Hz
3采用標準86盒設計,方便更換;
4采用玻璃觸控面板,清晰提示工作狀態,美觀安全;
5采用無線通訊,安裝位置靈活方便;
6支持多種工作模式,滿足不同教學場景需要;(1)全自動模式(2)多媒體模式/休閑模式(3)自習模式/窗簾控制(4)關閉
(四)窗簾智控終端
1供電電壓:無需單獨供電
2最多可支持4路窗簾控制
3采用阻燃ABS材質
4無需對碼,自組網
5設備之間可以互相轉發信號
6工作頻率:2.4GHz
7功耗:靜態功損耗:<50mW
8工作環境:溫度:-30~70℃;濕度10%~95%9.通信協議:兼容ZigBeeHA協議
10組網方式:ZigBee自組網
11網絡協議:ZigBeeIEEE802.15.4
12加密方式:AES-128位密鑰動態加密
(五)智控窗簾電機

1額定電壓:AC100V~240V50/60Hz
2額定功率:13W
3控制方式:支持Zigbee無線控制和有線控制
4額定扭矩:≥1.2Nm
5運行速度:≥14cm/s
6運行噪音:≤35dB
7最大載重:≥50kg
其他功能:
1電子記憶行程限位功能2.遇阻停止功能
3斷電行程記憶功能
4可外接智控終端
5輕觸啟動
六、產品技術參數
智慧環境教室清單方案

產品名稱 配置參數(以一個教室為單位)
數量 備注
1
智慧教室燈
(吊裝)
YG-PM-40WX-L
★燈具類型:優質LED光源,采用背發光平板燈;
燈具要求:
1.功率因素:>0.95;
2.照明功率密度:≤7(W/m2);
3.色溫:4750K-5250K;
4.顯色指數:>90(R9>60);
5.工作面照度:>300Lx;
6.照度均勻度:>0.75;
7.整體教室實測眩光值UGR:≤16;
以上燈具要求,需提供國家權威機構出具的檢測報告復印件。結構要求:
1.采用阻燃ABS外殼,頂部設有專門針對電源控制部分的獨立空間,方便維修替換,燈頂部預留燈桿滑動模塊,位置可前后移動;
2.★感光部件與燈具為一體化結構,拒絕單獨外加,感光部件能實時檢測學生桌面照度,每盞燈之間狀態相互關聯協作,實現整個光環境的整體聯動。
特色功能:
1.★采用高精度,低紋波技術恒流供電,無頻閃(波動深度小于0.3%),需提供通過國家權威檢測機構出具的光源質量檢測報告復印件;
2.★杜絕藍光危害(等級為無危險類),需提供通過國家權威檢測機構出具的光源質量檢測報告復印件;
3.★每盞教室燈光照度均可以根據環境的變化自動調節,確保工作面照度均勻;同等照度條件下,綜合節電效率達70%以上;4.★燈具與燈具及控制設備之間無線組網、無線通訊,無需改造線路,升級改造簡單易行,需提供權威機構出具的無線組網和無線通訊的檢測報告復印件;
5.支持學校針對考試的特定模式,保證考場照明需求;
執行標準:《中小學教室照明技術規范》(T/JYBZ005—2018);★要求投標人提供所投燈CCC認證證書復印件。
12
2 智慧黑板燈
YG-MF-25WX-D
燈具類型:優質LED光源;
燈具要求:
1.功率因素:>0.95;
2.照明功率密度:≤7(W/m2);
3.色溫:4750K-5250K;
4.顯色指數:>90(R9>60);
5.工作面照度:>500Lx;
6.照度均勻度:>0.8;
以上燈具要求,需提供國家權威機構出具的檢測報告復印件。結構要求:
1.★根據教學場景專門定制,采用背部發光原理,光源不外露,燈頂部預留燈桿滑動模塊,位置可左右移動。
2.★感光部件與燈具為一體化結構,拒絕單獨外加,感光部件能實時檢測黑板照度,每盞燈之間狀態相互關聯協作,實現整個光環境的整體聯動。
特色功能:
1.★采用高精度,低紋波技術恒流供電,無頻閃(波動深度小于0.3%),需提供通過國家權威檢測機構出具的光源質量檢測報告復印件;
2.★杜絕藍光危害(等級為無危險類),需提供通過國家權威檢測機構出具的光源質量檢測報告復印件;
3.★每盞黑板燈光照度均可根據黑板多媒體使用情況變化自
動調節,確保多媒體使用狀態下自動關閉;
4.★燈具與燈具及控制設備之間無線組網、無線通訊,無需改造線路,升級改造簡單易行,需提供權威機構出具的無線組網和無線通訊的檢測報告復印件;
執行標準:《中小學教室照明技術規范》(T/JYBZ005—2018);
2
3
照明智控終端

YG-KS-KZFM-01D
1.★需與智慧黑板燈、智慧教室燈同一品牌;
2.電源要求:AC220V,50Hz;
3.采用標準86盒設計;
4.★采用玻璃電容式觸控面板,背光指示燈清晰提示工作狀態,美觀安全;
5.★與照明設備間采用無線通訊,工作頻率2.4GHz,安裝位置靈活方便;
6.支持多種工作模式,滿足不同教學場景需要;(1)全自動模式(2)多媒體模式(照度可根據需要配置)(3)自習模式(4)關閉
7.★支持窗簾等的控制,與教學模式聯動。
1
4 窗簾智控終端
1.★需與智慧黑板燈、智慧教室燈同一品牌;2.供電電壓:無需單獨供電,避免重復布線;3.★支持4路窗簾控制;
4.采用阻燃ABS材質;
5.設備之間可以互相轉發信號;
6.工作頻率:2.4GHz;
7.功耗:靜態功損耗:<50mW;
8.通信協議:兼容ZigBeeHA協議
9.組網方式:ZigBee自組網,無需對碼;
10.網絡協議:ZigBeeIEEE802.15.4;
11.加密方式:AES-128位密鑰動態加密。
根據窗戶數量

5 窗簾電動軌道
1.每個教室兩扇窗戶,各3米,1個窗戶配置1個電機;2.匹配窗簾電機;
3.支持手拉輕觸啟動和停電手拉功能;
4.與照明智控終端自動聯動,滿足教學需要。
根據窗戶數量

6 窗簾智控電機
1.額定電壓:AC100V~240V50/60Hz 2.額定功率:13W
3.控制方式:Zigbee無線控制
4.額定扭矩:≥1.2Nm
5.運行速度:≥14cm/s
6.運行噪音:≤35dB
7.最大載重:≥50kg
其他功能:
1.電子記憶行程限位功能
2.遇阻停止功能
3.斷電行程記憶功能
4.可外接智控終端
5.手動調節行程
6.輕觸啟動
7.布料反彈行程修正功能
根據窗戶數量


七、教室智慧綠色光環境系統配置清單
序號 產品名稱 產品型號 單位 數量 單價 小計
1 智慧教室燈 YG-PM-40WX-L


2 智慧黑板燈 YG-MF-25WX-D


3 照明智控終端 YG-KS-KZFM-01D


4 合計
智慧窗簾聯動部分
1 窗簾智控終端
YG-KS-KZCF-02D


2 智控窗簾電機
YG-KS-KZDJ-03D


3 電動窗簾導軌
YG-KS-KZDG-05D


4 合計
總計:


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