如何选择一盏最适合你的灯?
原创|发布:2020-01-08 15:54:29    更新:2020-01-08 15:54:29
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上中学时,你一定用过所谓的护眼台灯。如今,市场上更是遍布各种号称防蓝光、低频闪等功能的护眼灯。逛逛电商,还会看到各种各样的手机防蓝光保护膜,防蓝光眼镜等等。怎样才能选择最适合你的灯光?

上中学时,你一定用过所谓的护眼台灯。如今,市场上更是遍布各种号称防蓝光、低频闪等功能的护眼灯。逛逛电商,还会看到各种各样的手机防蓝光保护膜,防蓝光眼镜等等。

这些广告宣传都主攻同一个问题:我们的日常光照不仅会影响生活的心情和效率,也会潜移默化的改变身体健康。所以,必须设法躲开蓝光等可怕的东西。

不过,这些广告只说对了前一半。灯光确实很重要;但重要之处,却不并像这些广告宣传所说的那样。

关于灯的选择,最重要却最容易被忽视的要素是:亮度。

亮度最重要,但要看年龄

在中国人的家居与学校用灯中,最显著的问题是:灯光常常不够亮。而少儿和老人这两个庞大的年龄群体,又格外需要明亮的灯光。

少儿需要明亮灯光的原因,关乎近视的防治。

太阳光在进入眼球后可以刺激眼内多巴胺分泌,抑制眼球前后轴的生长,从而使青少年不容易近视。在做好紫外线防晒后,学龄前和学龄早期儿童每天白天户外活动3小时以上,就可以有效预防近视。

· 青少年近视的主要原因是眼球前后轴拉长,而眼内多巴胺分泌影响着眼轴发育

不过,对中国小孩来说,即便是3小时的白天户外活动,也是相当奢侈的要求。不少幼儿园和小学缺乏供儿童户外活动的安全场地和设施。而且户外活动更需要成年看护者操心劳力,安全顾虑更多,许多教育机构更愿意在大多数时间让孩子呆在室内。

· 安徽卫视报道的泗县某幼儿园外景;受政策和财力限制,许多这样的幼儿园/小学缺乏场地和人手来照顾儿童的足量户外活动

而家长们在一天的工作劳累之后,选择和孩子一起在家舒适地葛优躺,而非去户外折腾,也情有可原。更何况,在许多雾霾频繁的地区,每天长时间户外活动还有吸霾致病的风险。

如此无奈下,让白天室内有充足明亮的光线,就尤其重要。因为,照度充足的室内光,可以部分地弥补户外日照的不足。

让室内变明亮,最直观的办法是用大窗户、多个窗户引入阳光。不过,为了降低造价和采暖成本,中国大部分中低档住宅特别是北方住宅的窗户都不太大,窗地比(窗户洞口面积与房间面积比值)往往小于 0.3。

·中国城镇传统的赫鲁晓夫式住宅楼,窗户一般都较小

·华润置地提供的华润窗地比控制。许多老旧居民建筑的窗地比可能更低

而学校方面,城镇许多中小学教室虽然有多面窗户,但为了节省占地,常常采取双排教室夹走廊的设计。这样的布局下,教室只有一侧有窗户,而另一侧靠墙座位距窗户通常有5米以上,几乎完全依靠室内照明。

·双排教室夹走廊的教学楼布局相当常见

因此,中国的住宅和教室都很需要足够明亮的灯光照明补充。然而,现实中的灯光亮度普遍并不理想。

根据中国《中小学校教室采光和照明卫生标准》,教室桌面照度应不低于300勒克斯,黑板面照度不低于500勒克斯。这个标准与欧美照明行业推荐的「课桌等工作桌面照度500勒克斯」相比,已稍显低。

然而,即使在经济发达的首都北京,2016年某区县的教室桌面照度合格率也仅为 63.6%,黑板面照度合格率仅为22.7%。而在中西部地区,黑板和桌面照度仅有70-200勒克斯的情况相当普遍。

· 传统教室的课桌和黑板照明

而居民住宅中用于白天活动的起居室的照度,也一点不乐观。2012年对401户中国家庭的调查显示,中国家庭起居室中阅读、看电视、聊天时的平均照度不足100勒克斯。其实,即使不看数据,大部分人用直觉也能判断,家中的起居室还不如教室明亮。

· 调查表明,中国住宅起居室中阅读、看电视、聊天三种行为照度平均值分别为53、83、71勒克斯。而日本分别为161、164、160勒克斯

那么,提高教室等室内环境的照明度,真的有用吗?

对少儿预防减缓近视确实有好处。华文娟等对沈阳317名学生的研究就表明,将教室课桌、黑板的照度从原有的 70-90勒克斯提升到 500勒克斯后,一年后学生新患近视的比例与对照组相比明显下降。

· 实验前,实验组和对照组都有 50%左右的学生尚未近视;而实验后,提升照度的实验组的新增近视明显少于对照组

现在,一些城市的中小学已经开始设法改善教室照度,但还有待全面落实。而平时放学后和节假日期间,当孩子白天在起居室玩耍、学习时,家长最好也能提供不少于300勒克斯的光线照度。

那么,怎么判断教室和家中灯光的照度是否充足呢?比较准确直接的办法是用照度计测试。在电商网站上50-200元可以购买到合格的照度计。

· 电商网站上销售的照度计,上排大字读数是照度,单位勒克斯

如果不想使用照度计,通过灯具的瓦特数/光通量和房间面积也可以大致估计所需要的情况。

按照照度公式,平均照度=单个灯具光通量Φ×灯具数量(N)×空间利用系数(CU)×维护系数(K)÷地板面积。其中利用系数根据安装高度和反射率等取0.4-0.75,维护系数可根据灯具老化情况取0.6-0.8。按公式可以推算房间所需灯具的光通量和数目。

如果嫌公式麻烦,且难以确定CU和K的取值,也可以根据瓦特/平方米表来简单估算:

· 各功能需求和灯光类型下每平方米所需瓦特数

按上表计算,一间12 平米的白天活动起居室,若采用普通LED灯具,按照200-500勒克斯的白天照度需求,需要77.4- 129瓦特的照明,这往往需要一个77瓦以上的大型顶灯或两个以上的普通灯才能实现。如果嫌这样的灯光令全屋环境过于明亮耀眼,至少也应让少儿阅读、玩耍的几平米空间具有足够的照度。

和少年儿童相比,同样需要细腻灯光照顾的,是老年人。

老年人需要明亮、不延时的灯

65岁以上的老年人中,相当比例的人口有视网膜神经退化或轻度白内障,即使有老花镜等补救,看东西也不如年轻人清楚。因此,老年人住所的白天光照环境最好比年轻成年人的环境更明亮一些,这样可以避免因视物模糊引起的摔倒、碰撞等意外的发生。

与年轻人相比,老年人住所中更需要避免灯泡裸露、LED灯珠外露等引起刺眼炫光的情形,因为老年人更有可能被炫光干扰和分心。

·在任何情况下都应避免灯泡/LED灯珠外露刺眼,老年人环境尤其如此

此外,老年人居住环境中,最好使用白炽灯、低延时LED灯等能迅速点亮的灯具。因为当老年人在黑暗/半黑暗环境中起夜、如厕,进厨房拿东西时,如果头顶的灯具是荧光灯、延时LED灯等有启动延迟的灯具,就有可能在按过开关后一两秒时间内碰撞到东西或走路摔倒。

至于25岁-60岁的中青年人,对灯光的要求不像少儿和老年人那么高。因为成年人的眼球发育已成熟,即使平时光照不太多,眼轴也很少会继续生长,不太用担心近视加深。

而无论任何年龄,灯光亮度的设置都应该昼夜分明:白天光线应充足而明亮,而到了深夜临睡前的两小时,则应使用较暗的灯光,否则过亮的灯光会影响睡眠和身体的昼夜节律。

· 尽管早已远离了日出而作、日落而息的传统农牧生活,基因仍使得我们更适应白天明亮、夜晚昏暗的光照环境

夜晚不容易入睡的人,睡前也最好少用手机和平板,因为屏幕光源刺激下,玩得越久,越不想睡。

除了灯具的亮度外,许多人还会焦虑:我平时用的顶灯、台灯是不是蓝光太强,伤不伤眼睛?我应该给我的手机、电脑除一除蓝光吗?

蓝光,重要吗

所谓蓝光,是指可见光谱中处于深蓝波段的光。直接暴露于高强度蓝光光源,对视网膜有一定伤害,但远远小于紫外线的伤害。

在我们的日常生活中,蓝光的最大来源是太阳光。一个人只要在太阳光环境(户外,窗前)待一段时间,所接受的蓝光就远远大于这个人全天从灯光、手机、电脑屏幕前接受的蓝光。

当待在户外时,与其担心影响甚小的蓝光,不如操心一下紫外线。已有确凿证据表明,户外紫外线直接长期照射眼球,能引起白内障、视网膜病变、眼癌的风险。即使是多云偏阴的天气,户外紫外线也足以达到有害的程度。因此,在户外久呆,最好佩戴宽檐帽和防紫外镜。

而在室内灯光下,LED光源中因为蓝光较为密集,容易引起人们的担忧。

· 几种光源的蓝光(光谱左侧)相对强度对比

不过,如果平时只是用LED灯具对其他物品进行照明,不直视LED光源,则LED蓝光对视网膜的影响微乎其微,不用太关心。如果要追求绝对安全,可以购买标注RG0级(无蓝光危险级)的品牌灯具,但目前只有少数台灯产品会标注RG级别。

至于手机和电脑屏幕所产生蓝光的影响则更小,甚至是否有害都尚有争议。因此,美国眼科学会曾刊文直接建议人们,平时不要使用任何防蓝光的护具,因为这些护具本身的潜在危险可能比蓝光还大。

不过,在夜晚入睡前的一两个小时,最好使用暖色温光源,避免使用色温4000K以上的高蓝光光源。因为高蓝光像过于明亮的光一样,容易干扰正常睡眠和昼夜节律。

· 色温是衡量灯光冷暖程度的标准,色温越高灯光越白冷发蓝。LED灯和荧光灯都有多种色温可供选择

而在白天,则可以根据场景,选择令自己舒适、高效的色温。

此外,如果灯光总是不停闪烁,也会让人心烦,那该怎么办?

频闪和显色

由于发光机理的原因,LED和荧光灯都可能出现肉眼可见的灯光闪烁,白炽灯则不易出现。

如果灯具的频闪严重,普通人的不适反应是头痛和眩晕,但极少出现更严重的情况。而对极少数光敏性癫痫患者来说,频闪可能引发癫痫发作。

如果你对灯光的频闪毫无感觉,则不太需要关心这件事。若不放心,可以在灯光下晃动手指,如果出现下图鬼影般的频闪效应,则说明灯光频闪厉害。如果未出现,则可放心去用。

如果你经常因为灯光闪烁而不适和苦恼,那么可以参考「频闪百分比」这个度量灯具频闪的主要指标,百分比越低越好,选用知名厂家生产的低频闪的紧凑型荧光灯(CFL)、白炽灯或直流LED灯。

· 常用光源的频闪测量,来源:Michael Poplawski, Naomi Miller (2011)

而如果你觉得房间中色彩昏暗,总是不够鲜活,可能是因为灯光的显色指数不足。

光源的显色指数(CRI),是将该光源照明与标准太阳光照明做比较后,其所照物体的颜色逼近太阳光照明的程度。太阳光的显色指数是100,而灯具的显色指数越逼近100越逼真。

· 显色指数80+和70的光照下,静物鲜艳程度有显著差别

日常工作学习时,最好使用显色指数80以上的灯具。如果是博物馆展厅等对颜色辨识有精细要求的场景,则需要显色指数90以上的灯光。

部分参考资料:

[1]Mark Karlen, Christina Spangler, James R. Benya, Lighting Design Basics, Wiley, 2017

[2]杨杰等,北京市某区县中小学教室照明现状的研究,照明工程学报,2016年06期

[3]孙明明等,中日两国住宅照明对比研究,照明工程学报,2012年06期

[4]https://en.wikipedia.org/wiki/Lighting_for_the_elderly

[5]https://www.aao.org/eye-health/tips-prevention/should-you-be-worried-about-blue-light

[6]https://www.aao.org/eye-health/tips-prevention/sun

[7]https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6288536/

[8]https://www.archlighting.com/technology/leds-fighting-flicker_o

[9]https://www.washingtonpost.com/business/2018/07/25/how-stop-your-led-lights-flickering/

[10]https://www.scientificamerican.com/article/the-scientific-reason-you-dont-like-led-bulbs-mdash-and-the-simple-way-to-fix-them/

[11]https://new.qq.com/omn/20180706/20180706A085B9.html

文|朱不换

大象公会 | 知识、见识、见闻,最好的饭桌谈资,知道分子的进修基地。

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