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教室智慧照明环境建设方案

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一、教室光环境改造的目的

小小的身躯背着大大的书包，稚嫩的脸庞架着厚厚的眼镜。世界卫生组织研究报告显示，我国青少年近视率居世界第一。对于这一问题，中共中央总书记习近平在8月20日作出重要指示指出，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，这是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。习近平强调，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精神，切实加强新时代儿童青少年近视防控工作，8月30日，教育部、国家卫生健康委员会等八个部门联合印发关于《综合防控儿童青少年近视实施方案》的通知，要求将儿童青少年近视防控工作、总体近视率和体质健康状况纳入政府绩效考核，严禁地方各级人民政府片面以学生考试成绩和学校升学率考核教育行政部门和学校。将视力健康纳入素质教育，将儿童青少年身心健康、课业负担等纳入国家义务教育质量监测评估体系，对儿童青少年体质健康水平连续3年下降的地方政府和学校依法依规予以问责。其中，提出了学校需要改善视觉环境。改善教学设施和条件，鼓励采购符合标准的可调节课桌椅和坐姿矫正器，为学生提供符合用眼卫生要求的学习环境，严格按照普通中小学校、中等职业学校建设标准，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。学校教室照明卫生标准达标率100％。

二、教室光环境改造标准

教室光环境（又称照明环境）的好坏是影响学生视力的一个重要因素，在当前儿童、青少年视力不良发生率高居不下的现状下，国家和政府也非常重视对教室照明环境的改善,颁布了国标、地标以及一些地方指导文件用于优化教室照明。现行有效的教室照明的标准参见（附表一）。这些标准的总体要求基本是一致的，主要指标是教室的平均照度和照度均匀度，黑板的平均照度和照度均匀度，统一眩光值，显色指数，光源色温，灯具效率和功率密度。前7个指标是教室照明的要求，后2个指标是节能的要求。这些标准存在一些指标上的差异，为了更好的实现节能目标以及保护好学生的视力，建议现阶段的工程建设和改造中应该按高标准的指标执行。

附表一

三、学校目前的光环境情况
我们通过学校实地调研，同时通过对历年来我们所收集的数据进行研判。发现现有大部分教室环境照明条件与国家相关针对教室环境照明标准相比较还存有一定的差距。其差距主要表现在以下七方面的问题。
（一）灯具存在频闪
频闪在照明灯具中是普遍存在的。但频闪对我们的眼睛主要有哪些方面影响呢？我们在此应用国家权威专家的说法是眼睛在光强不断变化的有频闪的光源下工作学习，视觉系统需要不断地调节眼球瞳孔的大小来保证视网膜光照度的稳定性和成像的清晰度，这将使瞳孔括约肌因过度使用而疲劳，从而对眼球的光学系统部分造成损伤。其次，因瞳孔括约肌的调节频率跟不上光强闪烁的速度，因而到达视网膜的光强必然有一定的波动。在这种有频闪的光源下工作学习，轻者产生眼疲劳，酸痛，重则造成视觉系统的损伤。尤其是学生上课的教室，其照明普遍采用荧光灯，对荧光灯的闪烁现象就更应引起我们的重视。
（二）桌面照度与均匀度不够
调查发现，靠窗的座位照度较高，而靠内墙的课桌照度较低，在室外照度偏低的时候，常常达不到标准；而照度均匀度低也导致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，光源老化或者天气变化也会影响教室光照度，无法保证学生桌面的照度与均匀度。这同样会引发学生眼睛不适。
（三）色温过高
我们通常称高色温为冷色，低色温为暖色。色温越高，其潜在蓝光成分就可能越多。荧光灯因为传统工艺的限制，导致其发光效率不高，为了能让荧光灯更亮，厂家只能依靠提高色温值来实现。目前我们所使用荧光灯的色温值通常在6400K或更高。相对于国家权威机构所多年研究显示5000K的色温值明显偏高。而色温值的提高同样会带动潜在蓝辐射的比例增加而让孩子们的眼睛受到伤害。
（四）显色指数较低
国标要求教室显色指数必须≥80，美术教室显色指数必须≥90。显色指数过低，会影响人的视觉色彩判断。目前的荧光灯所提供的显色指数基本在70。
（五）有害物质的侵害
荧光灯管含有汞、氙等重金属，伴随使用汞蒸汽会缓慢挥发到空气中，破裂易造成二次污染，对人体健康带来危害。废弃灯管易污染环境，处理成本高。
（六）灯具开关操作模式单一
简单的开启与关闭模式，意味着在灯光开启时照明灯具必定是100%满负荷工作。长期处于满负载的工作状态，对灯具的使用寿命及能源的消耗也带来了不利因素。同时，单纯的开关闭模式，也无法支持多种教学需求。
（七）维护成本高
传统荧光灯管，通常使用半年时间就会出现光衰。由于无法预测使用寿命，且灯管的损坏往往在孩子们学习期间，不仅影响孩子们视力健康，同时对学校来说维护成本也很难降低。
四、本方案系统整体架构
系统以自主研发的物联网无线通讯、智能感知、分布式智能控制技术为基础，构建了一套针对学校教室环境来打造的智慧光环境系统。
（一）绿色光环境系统介绍
绿色光环境系统，是把教室光环境建设成为绿色光环境为聚焦点，在提供健康光源的同时，引入先进的物联网、智慧传感、大数据等技术，打造一套真正适合学校教室环境的综合系统。彻底解决教室光源照度不够、均匀度欠佳、使用模式单一、管理手段缺乏、设备无法统计等现有痛点，实现保护学生视力、提高教学质量、提升学校品质、节能减排、健康环保的建设目的。
（二）系统主要特点
1．采用了背发光或侧发光漫反射的技术的高品质LED健康光源。
2．使用低纹波恒流驱动技术的应用消除了频闪顽疾。同时，照明系统还通过设置5000K左右的色温值，有效屏蔽了有害蓝光的侵害。
3．立足物联网基础并结合照明灯具所具备的自我感知与自我线性调节技术，实现教室内照明灯具之间的相互通讯。使教室的整体照明度、均匀度始终处于国标约束条件之上。
4．通过大数据平台使学校整个照明系统由原来的各自独立转变为以物联网技术为基础的统一、高效、全面的应用管理系统，提升学校针对照明的管理力度。
5．支持根据教学场景，窗帘自动联动。
6．通过选配人体感应设备，可支持光环境及相关设备工作实现无人值守，进一步实现管理优化，节约能源。
对于教室现场而言，智慧光环境系统主要由智慧教室灯、智慧黑板灯、智慧窗帘控制（可选配）、照明智控终端、智能人体感应模块（可选配）及后端应用管理平台六大部分组成。智慧教室灯、智慧黑板灯、照明智控终端这3个单元构成教室的绿色光环境。智慧窗帘控制（可选配）模块支持不同教学场景对于窗帘的控制需求，如多媒体模式下，要求窗帘关闭。智能人体感应模块（可选配）在原来的智慧基础上，进一步优化设备管理，可以实现无人值守，有人在时自动开启联动的设备，无人时，自动关闭联动的设备。
教室绿色光环境的控制模式
（三）系统核心亮点
本系统以“护眼、节能、智慧管理”为建设愿景，其系统主要亮点主要在以下三大方面。
高品质健康光源：
1．采用高精度，低纹波的恒流驱动技术，光源无频闪。
2．精心选择光源色温，采用侧发光、漫发射技术，彻底消除有害蓝光。
3．采用显色指数Ra大于90，R9大于50的高显指光源，色彩还原度高，保护眼睛的色彩识别力。
4．智慧调光技术，使桌面平均照度大于300Lx，均匀度大于75%。黑板平均照度大于500Lx，均匀度大于85%，长期使用无光衰，有利于保护视力。
节能环保、维护便捷：
1．采用优质LED光源，结合智能线性调光技术，综合节能70%以上。
2．大幅延长使用寿命（3万小时以上），维护便捷，节省维护成本。
3．不含汞和氙等有害元素，环保健康。
智慧远程物联：
可接入后台大数据平台，支持iOS、AndroidWindows系统，实现设备故障报警、寿命预测、远程控制、报表生成及导出等功能。
综上所述，要彻底改善教室光环境效果，并不能单纯依靠更换单一产品来解决，通过一套系统化智慧的解决方案，才能最终完全符合相关技术标准，满足用户的需求，并最终为孩子们提供一个健康、舒适、明亮、环保的学习环境。
个体化指标比较：

对比项	国家标准	改造前		改造后		效果
教室桌面	≥300lx	200Lx	低于国家标准	458Lx	优于国家标准	护眼
桌面均匀度	≥0.7	0.46	部分桌面偏暗	0.82	桌面照度均匀
黑板照度	≥500lx	247Lx	低于国家标准	521Lx	优于国家标准
黑板均匀度	≥0.8	0.48	部分区域偏暗	0.86	黑板照度均匀
眩光	＜19	23	光源直射，易疲劳	15	侧发光平板灯，健康护眼
显色指数	≥80	72	色彩还原性差	93	色彩还原度高
色温	3300K~5500K	6500k	存在蓝光溢出风险	5000k	自然光色温，屏蔽有害蓝光
频闪	——	20%-50%	频闪严重，加剧视疲劳	0.29%	无频闪
日耗电	——	8.64度	9盏教室灯，2 盏黑板灯	2.36度（平均值）	9盏教室灯，2 盏黑板灯	节能
年耗电	——	1728度	一年开灯200 天，一天开灯8 小时计算	472度	一年开灯200 天，一天开灯8小时计算
环境适应性	——	光照度不可调节，开关灯靠人的肉眼判断		根据环境光变化，自动调节照度，护眼节能		智慧调节
照明模式	——	只有开启和关闭两种状态		多种工作模式，满足不同教学场景
使用寿命	——	≈3000小时	光衰严重	＞30000小时	超长寿命	维护便捷
管理拓展	——	不可拓展		可与窗帘、空调、新风和空净等环境设备智慧物联，构成一整套校园环境管理平台，支持远程控制、故障报警等功能		维护便捷
参照标准为《中小学校教室采光和照明卫生标准》（GB7793-2010）
护眼指标项		以光黔城智慧光环境		传统T8光灯	普通LED灯
照度（E）		明亮（＞300Lx）		暗（150-200Lx）	暗（200-280Lx）
眩光(UGR)		舒适（＜16）		刺眼（＞20）	刺眼（＞20）
光频闪（波动深度）		舒适（＜0.29%）		视疲劳（＞40%）	视疲劳（＞20%）
显色指数（Ra）		真实（＞90））		失真（70-80）	失真（70-80）
色温（Tc）		暖白（5000K左右）		冷白（＞6500K）	冷白（＞6500K）
蓝光		豁免级，无危险类		无危险类	I类危险或2类风险

五、产品介绍
（一）智慧教室灯

产品参数表
光源类型	优质LED光源	灯具类型	采用背发光平板灯
尺寸	1200mm*180mm*50mm 600mm*600mm*50mm	额定电压	220V
额定频率	50Hz	功率因素	0.9
最大输出功率	40W	色温	4750K-5250K
显色指数	>90（R9>50）	工作面照度	>300Lx
照度均匀度	>0.75

特色功能：
1.采用高精度，低纹波技术恒流供电，无频闪；
2.支持光照度根据环境的变化自动调节，确保工作面照度均匀不变；同等照度条件下，综合节电效率达70%以上；
3.支持无线通讯，自动组网，无需改造线路，升级改造简单易行；
4.支持多种工作模式，满足不同教学场景需要；（1）全自动模式（2）多媒体模式（3）自习模式（4）关闭
（二）智慧黑板灯

产品参数表
光源类型	优质LED光源	灯具类型	漫反射
尺寸	1260mm*240mm*200mm	额定电压	220V
额定频率	50Hz	功率因素	0.9
最大输出功率	＞38W	色温	4750K-5250K
显色指数	＞90（R9＞50）	工作面照度	＞500Lx
照度均匀度	＞0.85

特色功能： 1．采用高精度，低纹波技术恒流供电，无频闪；
2．支持光照度根据环境的变化自动调节，确保工作面照度均匀不变；同等照度条件下，综合节电效率达70%以上；
3．支持无线通讯，自动组网，无需改造线路，升级改造简单易行；
4．支持多种工作模式，满足不同教学场景需要；（1）全自动模式（2）多媒体模式（3）自习模式（4）关闭
（三）照明智控终端
1．额定供电：AC2/20V
2．额定频率：50Hz
3．采用标准86盒设计，方便更换；
4．采用玻璃触控面板，清晰提示工作状态，美观安全；
5．采用无线通讯，安装位置灵活方便；
6．支持多种工作模式，满足不同教学场景需要；（1）全自动模式（2）多媒体模式/休闲模式（3）自习模式/窗帘控制（4）关闭
（四）窗帘智控终端
1．供电电压：无需单独供电
2．最多可支持4路窗帘控制
3．采用阻燃ABS材质
4．无需对码，自组网
5．设备之间可以互相转发信号
6．工作频率：2.4GHz
7．功耗：静态功损耗:<50mW
8．工作环境：温度:-30～70℃;湿度10%～95%9.通信协议：兼容ZigBeeHA协议
10．组网方式：ZigBee自组网
11．网络协议：ZigBeeIEEE802.15.4
12．加密方式：AES-128位密钥动态加密
（五）智控窗帘电机

1．额定电压：AC100V~240V50/60Hz
2．额定功率：13W
3．控制方式：支持Zigbee无线控制和有线控制
4．额定扭矩：≥1.2Nm
5．运行速度：≥14cm/s
6．运行噪音：≤35dB
7．最大载重：≥50kg
其他功能：
1．电子记忆行程限位功能2.遇阻停止功能
3．断电行程记忆功能
4．可外接智控终端
5．轻触启动
六、产品技术参数

智慧环境教室清单方案
序号	产品名称	配置参数（以一个教室为单位）	数量	备注
1	智慧教室灯 （吊装）	YG-PM-40WX-L ★灯具类型：优质LED光源，采用背发光平板灯； 灯具要求： 1.功率因素：>0.95； 2.照明功率密度：≤7(W/m²)； 3.色温：4750K-5250K； 4.显色指数：>90(R9>60)； 5.工作面照度：>300Lx； 6.照度均匀度：>0.75； 7.整体教室实测眩光值UGR：≤16； 以上灯具要求，需提供国家权威机构出具的检测报告复印件。结构要求： 1.采用阻燃ABS外壳，顶部设有专门针对电源控制部分的独立空间，方便维修替换，灯顶部预留灯杆滑动模块，位置可前后移动； 2.★感光部件与灯具为一体化结构，拒绝单独外加，感光部件能实时检测学生桌面照度，每盏灯之间状态相互关联协作，实现整个光环境的整体联动。 特色功能： 1.★采用高精度，低纹波技术恒流供电，无频闪（波动深度小于0.3%），需提供通过国家权威检测机构出具的光源质量检测报告复印件； 2.★杜绝蓝光危害（等级为无危险类），需提供通过国家权威检测机构出具的光源质量检测报告复印件； 3.★每盏教室灯光照度均可以根据环境的变化自动调节，确保工作面照度均匀；同等照度条件下，综合节电效率达70%以上；4.★灯具与灯具及控制设备之间无线组网、无线通讯，无需改造线路，升级改造简单易行，需提供权威机构出具的无线组网和无线通讯的检测报告复印件； 5.支持学校针对考试的特定模式，保证考场照明需求； 执行标准：《中小学教室照明技术规范》（T/JYBZ005—2018）；★要求投标人提供所投灯CCC认证证书复印件。	12
2	智慧黑板灯	YG-MF-25WX-D 灯具类型：优质LED光源； 灯具要求： 1.功率因素：>0.95； 2.照明功率密度：≤7(W/m²)； 3.色温：4750K-5250K； 4.显色指数：>90(R9>60)； 5.工作面照度：>500Lx； 6.照度均匀度：>0.8； 以上灯具要求，需提供国家权威机构出具的检测报告复印件。结构要求： 1.★根据教学场景专门定制，采用背部发光原理，光源不外露，灯顶部预留灯杆滑动模块，位置可左右移动。 2.★感光部件与灯具为一体化结构，拒绝单独外加，感光部件能实时检测黑板照度，每盏灯之间状态相互关联协作，实现整个光环境的整体联动。 特色功能： 1.★采用高精度，低纹波技术恒流供电，无频闪（波动深度小于0.3%），需提供通过国家权威检测机构出具的光源质量检测报告复印件； 2.★杜绝蓝光危害（等级为无危险类），需提供通过国家权威检测机构出具的光源质量检测报告复印件； 3.★每盏黑板灯光照度均可根据黑板多媒体使用情况变化自 动调节，确保多媒体使用状态下自动关闭； 4.★灯具与灯具及控制设备之间无线组网、无线通讯，无需改造线路，升级改造简单易行，需提供权威机构出具的无线组网和无线通讯的检测报告复印件； 执行标准：《中小学教室照明技术规范》（T/JYBZ005—2018）；	2
3	照明智控终端	YG-KS-KZFM-01D 1.★需与智慧黑板灯、智慧教室灯同一品牌； 2.电源要求：AC220V，50Hz； 3.采用标准86盒设计； 4.★采用玻璃电容式触控面板，背光指示灯清晰提示工作状态，美观安全； 5.★与照明设备间采用无线通讯，工作频率2.4GHz，安装位置灵活方便； 6.支持多种工作模式，满足不同教学场景需要；（1）全自动模式（2）多媒体模式（照度可根据需要配置）（3）自习模式（4）关闭 7.★支持窗帘等的控制，与教学模式联动。	1
4	窗帘智控终端	1.★需与智慧黑板灯、智慧教室灯同一品牌；2.供电电压：无需单独供电，避免重复布线；3.★支持4路窗帘控制； 4.采用阻燃ABS材质； 5.设备之间可以互相转发信号； 6.工作频率：2.4GHz； 7.功耗：静态功损耗:<50mW； 8.通信协议：兼容ZigBeeHA协议 9.组网方式：ZigBee自组网，无需对码； 10.网络协议：ZigBeeIEEE802.15.4； 11.加密方式：AES-128位密钥动态加密。	根据窗户数量
5	窗帘电动轨道	1.每个教室两扇窗户，各3米，1个窗户配置1个电机；2.匹配窗帘电机； 3.支持手拉轻触启动和停电手拉功能； 4.与照明智控终端自动联动，满足教学需要。	根据窗户数量
6	窗帘智控电机	1.额定电压：AC100V~240V50/60Hz 2.额定功率：13W 3.控制方式：Zigbee无线控制 4.额定扭矩：≥1.2Nm 5.运行速度：≥14cm/s 6.运行噪音：≤35dB 7.最大载重：≥50kg 其他功能： 1.电子记忆行程限位功能 2.遇阻停止功能 3.断电行程记忆功能 4.可外接智控终端 5.手动调节行程 6.轻触启动 7.布料反弹行程修正功能	根据窗户数量

七、教室智慧绿色光环境系统配置清单

序号	产品名称	产品型号	单位	数量	单价	小计
1	智慧教室灯	YG-PM-40WX-L	盏
2	智慧黑板灯	YG-MF-25WX-D	盏
3	照明智控终端	YG-KS-KZFM-01D	套
4	合计
智慧窗帘联动部分
1	窗帘智控终端	YG-KS-KZCF-02D	套
2	智控窗帘电机	YG-KS-KZDJ-03D	台
3	电动窗帘导轨	YG-KS-KZDG-05D	米
4	合计
总计：