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~~空空如也
关于大幅提高室内照明亮度的设想

1、背景知识

目前,关于强光能够抑制近视的进展已在学术界基本取得共识。相关研究主要提示短波强光照对近视具有明显的“预防”作用,并在流行病调查和动物实验中得到较多支持。争议主要是阳光中的紫外线对近视发展的作用。

文献1是关于这一问题最早的研究报告之一,从那时起,户外活动与近视的关系开始成为研究热点,并取得了较为一致的结论。

attachment icon 户外活动与父母近视情况与近视的关系.pdf 1.17MB PDF 170次下载 预览

文献2的开头部分对这些研究进行了综述,列举了大量重要的参考文献,感兴趣的读者可以自己找来看看,我就不一一说明了。该研究通过动物实验和临床研究验证了短波(紫光)对近视的抑制作用。

attachment icon 紫光对近视的预防作用.pdf 1.45MB PDF 135次下载 预览

文献3通过标志物回顾性的研究了一批中老年人的近视与紫外暴露的关系,认为紫外暴露对近视有保护作用。文章的逻辑似乎不严密。

attachment icon 通过标志物研究户外活动与近视的关系.pdf 153.61KB PDF 79次下载 预览

文献4是会议摘要,日本研究者进行了大规模随访研究,认为紫外暴露可能加快近视的进展,和文献3得出的结论相反。

[4] XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX/XXXXXXXXXXpx?articleid=2745355 

不过文献中少有对光照强度的定量研究,并且习惯以功率通量密度来表达光强。我比较懒,没有把它们换算为照度(很麻烦,与光谱有关)。不过,我们知道通常晴天户外的照度在100000Lx水平(你没看错,就是5个零),阴天一般也有5000Lx以上,除非“阴云密布”。

2、现状

了解以上背景以后,再看看国家标准关于中小学教室的照度规定:

中小学教室采光和照明卫生标准GB7793-2010

中小学校普通教室照明设计安装卫生要求GB∕T 36876-2018

建筑照明设计标准GB50034-2013

均规定课桌表面照度为300Lx

1.png

建筑采光设计标准GB 50033-2013规定教室自然采光的标准为450Lx。

毫无疑问,这些亮度值都只能用“昏暗”形容。而在这些标准中,普遍认为色温不宜超过5700k,而标准制定时已经披露的学术研究并不支持这种说法。

3、讨论

过去我的老师总是说,不要在强光下看书,对眼睛有害。我不知道这些老师们哪来的自信,敢向学生灌输这种自己都不知道从哪里道听途说的东西。但是现在时代不同了,资讯高度发达,大家可以根据多方面的知识和观点,经过分析综合而得到更符合逻辑的认识。

到底多强的光是人类阅读的上限呢?我们首先要尊重自己的进化史,比如晒晒太阳并不会把眼睛晒坏,否则人类几百万年前就灭绝了。有些家长以保护眼睛为由,一出太阳就给小孩打伞,显然违背自然规律。

但是在阳光直射下看书可能会对眼睛造成损伤,因为纸张对光线的反射率高于土地、花草、树木,超出了人类进化过程中遇到的常态。某些纸张对紫外的反射率也较高,可能加重伤害。大家熟悉的“雪盲”就是超出日常限度的结果。

因此,不能以阳光直射的照度作为人类阅读时耐受的上限。

从经验来看,阴天或多云天气在户外看书,其亮度是不会使眼睛疲劳的,大概率不会造成什么伤害,这一点暂且认为无需证明。从这个角度来看,可以认为阴天户外的常见照度5000Lx对人眼是安全的,放宽到 10000Lx也可以。

另一方面,强光下,似乎人们会自觉离阅读面远一点,不太需要提醒“保持距离”。这是我的经验之谈,有条件的话可以在学校做一下对照实验,比如把其中一间教室的亮度提高至5000Lx,然后用多个经校准的摄像头采样,计算学生阅读时的平均距离。

近年来教育部提倡每天至少1小时户外活动。这个提议的依据,据说与上面关于近视的研究有关。但是执行起来难度比较大,毕竟不是每天都有体育课。很多学校过于注重绿化,校园内并没有多少真正的露天,也使得执行的效果大打折扣。

那么,为什么不在人工照明上做出改进,使得教室照明至少达到户外阴天的亮度呢?

现代照明技术已经有了非常大的进步,虽没有便宜的办法模拟出自然光的连续光谱,但是已经可以严格控制红外、紫外线,并在可见光波段以很高的效率达到足够的亮度。

何况,增加10倍亮度,对人眼没有已知的伤害。

阻力可能来自几个方面,首先是学生和家长的不理解,尽管这种不理解毫无科学依据。我上中学的时候,同学们就喜欢关灯,尤其是夏天。现在回想起来,我们的教室很旧,即使开灯,亮度也就一两百Lx。其次是需要增加投资以及承担质疑,因此学校并不愿意主动这样做。

最后,最关键的问题,是缺乏人工照明的指标与近视关系的严谨研究。

个人十分期待有人尽快开展这方面研究。

同时友情建议,把家里搞亮一点,原来装一个灯泡的,改装成十个。我家的桌面亮度原来是100Lx,后来全部换成了LED灯,现在终于达到了300Lx,有空我把它们的功率再改大,搞到3000不过分吧。不过我会用光谱仪与阴天的自然光做对比,用不同种类的LED灯调配出比较均衡的光谱。

光谱可以有缺陷,但不能有任何部分的亮度(比如蓝光)高于较为明亮的阴天的自然光,保证安全。

文号 / 886779

盖世豪杰
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