百分百照明：智能教室護(hù)眼照明的9個(gè)關(guān)鍵參數(shù)

《綜合防控兒童青少年近視實(shí)施方案》文件明確指出：“加大投入力度，切實(shí)改善中小學(xué)教室采光與照明、課桌椅配置、黑板等教學(xué)條件，為學(xué)生建立良好的視覺(jué)環(huán)境。” 《中小學(xué)校及幼兒園教室照明設(shè)計(jì)規(guī)范》中也提出：要考慮光生物效應(yīng)進(jìn)行照明設(shè)計(jì)，引導(dǎo)動(dòng)態(tài)照明和情景照明。具有投影儀顯示終端的教室里書寫板燈具應(yīng)單燈控制；有條件的場(chǎng)所，宜采用智能照明控制系統(tǒng)，具有智能調(diào)光、節(jié)能統(tǒng)計(jì)、更換提醒、維護(hù)巡檢等功能，可統(tǒng)一接入學(xué)校現(xiàn)有數(shù)字校園網(wǎng)絡(luò)。

杭州市濱江區(qū)在2021年暑假完成1000間教室的智能化照明改造，浙江省2021年完成近2萬(wàn)間教室的智能化照明；國(guó)產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)RISC-V處理器大規(guī)模應(yīng)用于教室照明，實(shí)實(shí)在在的幫助到學(xué)生護(hù)眼，提升學(xué)校數(shù)字化管理能力。

然而市場(chǎng)上也出現(xiàn)了偽智能甚至靠多家產(chǎn)品拼湊出來(lái)的所謂智能系統(tǒng)，需要依賴廠家專業(yè)人員才可運(yùn)行，實(shí)際交付到學(xué)校后無(wú)法正常使用，難建設(shè)易癱瘓，導(dǎo)致花了大力氣投資建設(shè)的智能教室很快停擺，只能當(dāng)普通燈使用，甚至短期內(nèi)需要推倒重建。筆者在此總結(jié)實(shí)用的10個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，為教育部門招標(biāo)與方案選擇做技術(shù)參考，為護(hù)眼照明業(yè)者提供技術(shù)建議：

必須具有校園級(jí)數(shù)字化管理平臺(tái)；

每只教室燈亮度隨環(huán)境光自動(dòng)調(diào)節(jié)；

燈具故障自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)上報(bào)、主動(dòng)預(yù)警；

教室燈內(nèi)置單燈功率與用電量監(jiān)控單元；

情景照明豐富可修改；

易安裝、易使用、易維護(hù)；

系統(tǒng)強(qiáng)大，可無(wú)縫升級(jí)；

智能電源的高效率和低待機(jī)；

低發(fā)熱、長(zhǎng)壽命、無(wú)噪聲；

必須具有校園數(shù)字化管理平臺(tái)：

以智能化照明為基礎(chǔ)，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線通訊、智能感知、分布式智能控制技術(shù)為基礎(chǔ)，構(gòu)建了一套智慧環(huán)境整體解決方案，在滿足照明需求的前提下，以智能化方式管理教室范圍內(nèi)的多個(gè)子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)照明管理、智能應(yīng)用、統(tǒng)一維護(hù)、業(yè)務(wù)閉環(huán)的整體業(yè)務(wù)能力。平臺(tái)可以定時(shí)開(kāi)啟關(guān)閉教室燈，根據(jù)季節(jié)調(diào)整燈光場(chǎng)景，查看每間教室使用情況，故障實(shí)時(shí)監(jiān)控等。

每只教室燈亮度隨環(huán)境光自動(dòng)調(diào)節(jié)：

教室里靠窗與靠?jī)?nèi)側(cè)亮度不均勻，角落里存在暗角，如果全天全部開(kāi)燈造成浪費(fèi)甚至眩光。如何精準(zhǔn)控制每張書桌的的照度，保護(hù)每位學(xué)生的眼睛，這就需要精準(zhǔn)控光，哪里不亮補(bǔ)哪里，不僅健康護(hù)眼，而且動(dòng)態(tài)省電。

最好方案就是：每只教室燈自帶照度傳感器，探測(cè)到書桌亮度低于健康標(biāo)準(zhǔn)，立即啟動(dòng)教學(xué)燈補(bǔ)光，并隨著窗外光線逐漸變?nèi)鯇?duì)應(yīng)調(diào)節(jié)燈光亮度，保持桌面照度恒定。比如下午3點(diǎn)到6點(diǎn)這段時(shí)間，只需要30%的用電就可以讓教室每張書桌都達(dá)到健康照度。

需要采用單燈照度感應(yīng)器，而不是整個(gè)教室統(tǒng)一用一個(gè)照度感應(yīng)器，這樣才可以實(shí)現(xiàn)靠近窗戶和遠(yuǎn)離窗戶的學(xué)生書桌照度統(tǒng)一均衡。

亮度自動(dòng)感應(yīng)變化需要平滑細(xì)膩、無(wú)臺(tái)階感，調(diào)節(jié)過(guò)程能讓眼部睫狀肌保持自然運(yùn)動(dòng)，緩解眼睛疲勞，無(wú)感變化，不因?yàn)槿藛T走動(dòng)忽亮忽暗。

燈具故障自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)上報(bào)、主動(dòng)預(yù)警：

一盞燈出現(xiàn)故障至少影響6名學(xué)生的看書閱讀，過(guò)去需要電工巡檢或者老師上報(bào)，耗時(shí)長(zhǎng)且流程繁瑣，而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以自動(dòng)檢測(cè)自動(dòng)報(bào)警到學(xué)校數(shù)字化平臺(tái)，精準(zhǔn)快速。

智能照明系統(tǒng)可以免除校園電工的巡檢工作，當(dāng)燈具發(fā)生故障時(shí)可以自動(dòng)上報(bào)系統(tǒng)，甚至直接上報(bào)到廠家，由廠家安排售后人員在晚上或者周末維修，校園可以做到免檢查免維護(hù)。

教室燈內(nèi)置單燈功率與用電量監(jiān)控單元：

傳統(tǒng)的每間教室如果需要統(tǒng)計(jì)功率、監(jiān)控設(shè)備狀態(tài)，就安裝電表或者智能插座的方式，產(chǎn)品集成度低，甚至需要破墻斷線；需要增加大量智能插座實(shí)現(xiàn)燈具功率監(jiān)控，成本昂貴、系統(tǒng)復(fù)雜、容易出問(wèn)題。

目前多家大品牌都推出了：教室燈內(nèi)置電壓、功率、電流監(jiān)控單元，自行計(jì)量無(wú)線上報(bào)，用電與計(jì)量一體化，不需要單獨(dú)添加智能插座或者智能電表即可分別監(jiān)控每個(gè)智能燈具的功率，并做出準(zhǔn)確的故障分析。

情景照明豐富可修改：

情景照明可以改變燈光組合，更科學(xué)的配合老師板書、投影、學(xué)生自習(xí)等。

但因?yàn)榻淌掖笮〔煌?，燈具到桌面高度不同，學(xué)生數(shù)量不同，需要依照學(xué)校實(shí)際情況來(lái)修改不同情景下的亮度組合。所以就需要系統(tǒng)支持“場(chǎng)景可編輯可修改”，通過(guò)管理后臺(tái)，對(duì)全校、年級(jí)、班級(jí)的場(chǎng)景做逐一修改。

同時(shí)修改情景還可以解決逐年燈具變暗的“光衰“難題，比如安裝兩年后校準(zhǔn)一次，通過(guò)調(diào)節(jié)情景釋放燈具的亮度余量，彌補(bǔ)兩年來(lái)的光衰。

易安裝、易使用、易維護(hù)：

調(diào)試與維護(hù)難：需廠家專業(yè)人員使用專業(yè)軟件進(jìn)行調(diào)試，每間教室調(diào)試15分鐘以上，一個(gè)城市需要200人*天；學(xué)校電工無(wú)法維護(hù)；難建設(shè)、易癱瘓。而高度集成化產(chǎn)品可以直觀簡(jiǎn)單的維護(hù)，如同“玩”手機(jī)一樣快速上手。

系統(tǒng)強(qiáng)大，可無(wú)縫升級(jí)：

需要豐富的手機(jī)端與電腦端軟件：如微信小程序、釘釘小程序、云端數(shù)據(jù)大屏、定時(shí)管理、日歷式故障分析、能效統(tǒng)計(jì)對(duì)比、遠(yuǎn)程場(chǎng)景修改等等。全面的軟件中臺(tái)不斷提升學(xué)校的數(shù)字化管理水平。更可以后期升級(jí)來(lái)涵蓋：智能燈光、智能窗簾、傳感器和全方位能效管理，通過(guò)數(shù)據(jù)中臺(tái)與校園監(jiān)控、道閘機(jī)等融為智慧校園系統(tǒng)，最后建立市級(jí)校園數(shù)字化管控平臺(tái)。

智能電源的高效率和低待機(jī)：

智能教室燈具有調(diào)光和無(wú)線通訊的功能，比傳統(tǒng)電源效率略低。目前效率在82%到88%之間，在待機(jī)的時(shí)候，也會(huì)有耗電。轉(zhuǎn)換效率和待機(jī)功耗是電源的技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)，也是節(jié)能省電的技術(shù)基礎(chǔ)。

電光轉(zhuǎn)換的高效率意味著：更低的發(fā)熱，更高的光效，更好的穩(wěn)定性耐久性，更加省電。同時(shí)，超低待機(jī)功耗保證了智能燈在軟關(guān)閉的時(shí)候幾乎不耗電。

這里建議電源效率要達(dá)到87%以上，待機(jī)功耗低于0.5瓦。

以上兩個(gè)指標(biāo)需要和實(shí)際燈具在一起測(cè)試，因?yàn)橛行┢放茣?huì)采用特殊燈具測(cè)出理想指標(biāo)，而實(shí)際使用是無(wú)法達(dá)到上述參數(shù)的。

低發(fā)熱、長(zhǎng)壽命、無(wú)噪聲

核心元器件的溫度每上升10度，使用壽命會(huì)減少一半。同樣標(biāo)稱3萬(wàn)小時(shí)壽命的元器件，如果元器件溫度設(shè)計(jì)不當(dāng)，可能只有1萬(wàn)小時(shí)甚至幾千小時(shí)的壽命，對(duì)應(yīng)就是1年多的使用壽命。所以產(chǎn)品的使用壽命不僅僅看元器件品牌型號(hào)，更要看設(shè)計(jì)、看發(fā)熱量。而高效率帶來(lái)的直接好處就是低發(fā)熱、低故障率、長(zhǎng)使用壽命。

同時(shí)，智能電源需要采用PWM調(diào)光，調(diào)光頻率一般在1K~4K，會(huì)產(chǎn)生尖銳的高頻噪聲，嚴(yán)重影響學(xué)生的學(xué)習(xí)注意力和身心健康。一定需要檢查產(chǎn)品噪聲，并要求廠家提供國(guó)家認(rèn)證機(jī)構(gòu)給出的無(wú)噪聲檢測(cè)報(bào)告。