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教室智慧照明環(huán)境建設方案

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一、教室光環(huán)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(wèi)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(xiàn)高發(fā)、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(fā)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(wèi)生健康委員會等八個部門聯(lián)合印發(fā)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(yè)負擔等納入國家義務教育質量監(jiān)測評估體系，對兒童青少年體質健康水平連續(xù)3年下降的地方政府和學校依法依規(guī)予以問責。其中，提出了學校需要改善視覺環(huán)境。改善教學設施和條件，鼓勵采購符合標準的可調節(jié)課桌椅和坐姿矯正器，為學生提供符合用眼衛(wèi)生要求的學習環(huán)境，嚴格按照普通中小學校、中等職業(yè)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(wèi)生標準達標率100％。

二、教室光環(huán)境改造標準

教室光環(huán)境（又稱照明環(huán)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(fā)生率高居不下的現(xiàn)狀下，國家和政府也非常重視對教室照明環(huán)境的改善,頒布了國標、地標以及一些地方指導文件用于優(yōu)化教室照明。現(xiàn)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(tǒng)一眩光值，顯色指數(shù)，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(jié)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(xiàn)節(jié)能目標以及保護好學生的視力，建議現(xiàn)階段的工程建設和改造中應該按高標準的指標執(zhí)行。

附表一

三、學校目前的光環(huán)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(shù)據(jù)進行研判。發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有大部分教室環(huán)境照明條件與國家相關針對教室環(huán)境照明標準相比較還存有一定的差距。其差距主要表現(xiàn)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(tǒng)需要不斷地調節(jié)眼球瞳孔的大小來保證視網(wǎng)膜光照度的穩(wěn)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(tǒng)部分造成損傷。其次，因瞳孔括約肌的調節(jié)頻率跟不上光強閃爍的速度，因而到達視網(wǎng)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(tǒng)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(xiàn)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(fā)現(xiàn)，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(qū)域移到另一個亮度較低的區(qū)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(fā)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(tǒng)工藝的限制，導致其發(fā)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(xiàn)。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(shù)較低
國標要求教室顯色指數(shù)必須≥80，美術教室顯色指數(shù)必須≥90。顯色指數(shù)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(shù)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(fā)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(huán)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(tài)，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(tǒng)熒光燈管，通常使用半年時間就會出現(xiàn)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(tǒng)整體架構
系統(tǒng)以自主研發(fā)的物聯(lián)網(wǎng)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(huán)境來打造的智慧光環(huán)境系統(tǒng)。
（一）綠色光環(huán)境系統(tǒng)介紹
綠色光環(huán)境系統(tǒng)，是把教室光環(huán)境建設成為綠色光環(huán)境為聚焦點，在提供健康光源的同時，引入先進的物聯(lián)網(wǎng)、智慧傳感、大數(shù)據(jù)等技術，打造一套真正適合學校教室環(huán)境的綜合系統(tǒng)。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(tǒng)計等現(xiàn)有痛點，實現(xiàn)保護學生視力、提高教學質量、提升學校品質、節(jié)能減排、健康環(huán)保的建設目的。
（二）系統(tǒng)主要特點
1．采用了背發(fā)光或側發(fā)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(tǒng)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(lián)網(wǎng)基礎并結合照明燈具所具備的自我感知與自我線性調節(jié)技術，實現(xiàn)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(shù)據(jù)平臺使學校整個照明系統(tǒng)由原來的各自獨立轉變?yōu)橐晕锫?lián)網(wǎng)技術為基礎的統(tǒng)一、高效、全面的應用管理系統(tǒng)，提升學校針對照明的管理力度。
5．支持根據(jù)教學場景，窗簾自動聯(lián)動。
6．通過選配人體感應設備，可支持光環(huán)境及相關設備工作實現(xiàn)無人值守，進一步實現(xiàn)管理優(yōu)化，節(jié)約能源。
對于教室現(xiàn)場而言，智慧光環(huán)境系統(tǒng)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(huán)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(yōu)化設備管理，可以實現(xiàn)無人值守，有人在時自動開啟聯(lián)動的設備，無人時，自動關閉聯(lián)動的設備。
教室綠色光環(huán)境的控制模式
（三）系統(tǒng)核心亮點
本系統(tǒng)以“護眼、節(jié)能、智慧管理”為建設愿景，其系統(tǒng)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(fā)光、漫發(fā)射技術，徹底消除有害藍光。
3．采用顯色指數(shù)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(jié)能環(huán)保、維護便捷：
1．采用優(yōu)質LED光源，結合智能線性調光技術，綜合節(jié)能70%以上。
2．大幅延長使用壽命（3萬小時以上），維護便捷，節(jié)省維護成本。
3．不含汞和氙等有害元素，環(huán)保健康。
智慧遠程物聯(lián)：
可接入后臺大數(shù)據(jù)平臺，支持iOS、AndroidWindows系統(tǒng)，實現(xiàn)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(huán)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(tǒng)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(huán)保的學習環(huán)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(yōu)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(yōu)于國家標準
黑板均勻度	≥0.8	0.48	部分區(qū)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(fā)光平板燈，健康護眼
顯色指數(shù)	≥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(jié)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(huán)境適應性	——	光照度不可調節(jié)，開關燈靠人的肉眼判斷		根據(jù)環(huán)境光變化，自動調節(jié)照度，護眼節(jié)能		智慧調節(jié)
照明模式	——	只有開啟和關閉兩種狀態(tài)		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(huán)境設備智慧物聯(lián)，構成一整套校園環(huán)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(wèi)生標準》（GB7793-2010）
護眼指標項		以光黔城智慧光環(huán)境		傳統(tǒng)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(shù)（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(shù)表
光源類型	優(yōu)質LED光源	燈具類型	采用背發(fā)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(shù)	>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(jù)環(huán)境的變化自動調節(jié)，確保工作面照度均勻不變；同等照度條件下，綜合節(jié)電效率達70%以上；
3.支持無線通訊，自動組網(wǎng)，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(shù)表
光源類型	優(yōu)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(shù)	＞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(jù)環(huán)境的變化自動調節(jié)，確保工作面照度均勻不變；同等照度條件下，綜合節(jié)電效率達70%以上；
3．支持無線通訊，自動組網(wǎng)，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(tài)，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(wǎng)
5．設備之間可以互相轉發(fā)信號
6．工作頻率：2.4GHz
7．功耗：靜態(tài)功損耗:<50mW
8．工作環(huán)境：溫度:-30～70℃;濕度10%～95%9.通信協(xié)議：兼容ZigBeeHA協(xié)議
10．組網(wǎng)方式：ZigBee自組網(wǎng)
11．網(wǎng)絡協(xié)議：ZigBeeIEEE802.15.4
12．加密方式：AES-128位密鑰動態(tài)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(shù)

智慧環(huán)境教室清單方案
序號	產品名稱	配置參數(shù)（以一個教室為單位）	數(shù)量	備注
1	智慧教室燈 （吊裝）	YG-PM-40WX-L ★燈具類型：優(yōu)質LED光源，采用背發(fā)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(shù)：>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(tài)相互關聯(lián)協(xié)作，實現(xiàn)整個光環(huán)境的整體聯(lián)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(jù)環(huán)境的變化自動調節(jié)，確保工作面照度均勻；同等照度條件下，綜合節(jié)電效率達70%以上；4.★燈具與燈具及控制設備之間無線組網(wǎng)、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(wǎng)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(zhí)行標準：《中小學教室照明技術規(guī)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(yōu)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(shù)：>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(jù)教學場景專門定制，采用背部發(fā)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(tài)相互關聯(lián)協(xié)作，實現(xiàn)整個光環(huán)境的整體聯(lián)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(jù)黑板多媒體使用情況變化自 動調節(jié)，確保多媒體使用狀態(tài)下自動關閉； 4.★燈具與燈具及控制設備之間無線組網(wǎng)、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(wǎng)和無線通訊的檢測報告復印件； 執(zhí)行標準：《中小學教室照明技術規(guī)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(tài)，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(jù)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(lián)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(fā)信號； 6.工作頻率：2.4GHz； 7.功耗：靜態(tài)功損耗:<50mW； 8.通信協(xié)議：兼容ZigBeeHA協(xié)議 9.組網(wǎng)方式：ZigBee自組網(wǎng)，無需對碼； 10.網(wǎng)絡協(xié)議：ZigBeeIEEE802.15.4； 11.加密方式：AES-128位密鑰動態(tài)加密。	根據(jù)窗戶數(shù)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(lián)動，滿足教學需要。	根據(jù)窗戶數(shù)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(jié)行程 6.輕觸啟動 7.布料反彈行程修正功能	根據(jù)窗戶數(shù)量

七、教室智慧綠色光環(huán)境系統(tǒng)配置清單

序號	產品名稱	產品型號	單位	數(shù)量	單價	小計
1	智慧教室燈	YG-PM-40WX-L	盞
2	智慧黑板燈	YG-MF-25WX-D	盞
3	照明智控終端	YG-KS-KZFM-01D	套
4	合計
智慧窗簾聯(lián)動部分
1	窗簾智控終端	YG-KS-KZCF-02D	套
2	智控窗簾電機	YG-KS-KZDJ-03D	臺
3	電動窗簾導軌	YG-KS-KZDG-05D	米
4	合計
總計：