1光源概述

稀土三基色熒光燈的發(fā)光原理是通過(guò)一定的電壓作用在惰性氣體上產(chǎn)生真空紫外線(xiàn)激發(fā)三基色稀土熒光粉而間接發(fā)光。三基色熒光燈是由三基色按照不同比例合成的且有多種色溫選擇的高顯色性光源。LED的發(fā)光原理是利用固態(tài)半導體芯片作為發(fā)光材料，當兩端加上正向電壓時(shí)，半導體中的載流子發(fā)生復合放出過(guò)剩的能量，從而引起光子發(fā)射產(chǎn)生光。當前，白光LED燈大多是用藍光LED激發(fā)黃色熒光粉發(fā)出白光。不同色溫LED發(fā)射光譜與激發(fā)黃色光粉的發(fā)光光譜的比例不同，高色溫LED光譜中藍光所占的比重明顯高于低色溫LED。類(lèi)太陽(yáng)光LED作為照明的發(fā)展方向，其發(fā)光原理為使用紫光LED激發(fā)熒光粉得到紅綠藍三色光。這種發(fā)光方式相對于傳統的LED來(lái)說(shuō)極大的減少了藍光，使LED的光譜接近太陽(yáng)光。該類(lèi)燈具價(jià)格昂貴，尚未在市場(chǎng)中普及，但未來(lái)有望大規模使用。

2色溫的選擇

人對光色的愛(ài)好與照度水平有相應的關(guān)系，表1給出了各種照度水平下不同色溫的照明給人的不同印象。根據《建筑照明設計標準》GB50034—2013的規定，普通教室的課桌面照度值為300lx，黑板照度為500lx。根據表1知，教室內光源的應選擇中性色溫（3300K～5300K）。

3藍光影響

藍光危害是指由波長(cháng)主要介于400nm~500nm的輻射后引起的光化學(xué)損傷，導致視網(wǎng)膜損傷的潛能。這種損傷主要分為兩類(lèi)：藍光直接與視覺(jué)感光細胞中的視覺(jué)色素反應所產(chǎn)生的損傷以及藍光與視網(wǎng)膜色素上皮細胞中的脂褐素反應所引發(fā)的損傷。教室內光源中藍光含量過(guò)高將會(huì )導致學(xué)生的視網(wǎng)膜損傷，增加學(xué)生的近視概率。光源中藍光含量過(guò)高會(huì )對人體生物鐘產(chǎn)生一定干擾。太陽(yáng)的色溫變化可以代表人類(lèi)生活的作息規律，日出時(shí)的低色溫到正午的高色溫，再到日落時(shí)的低色溫，這是長(cháng)期以來(lái)人類(lèi)適應的照明環(huán)境。室內照明大都在晚上使用，按照人的生活規律，晚上適應的是低色溫照明環(huán)境，如果長(cháng)期使用高色溫白光照明，會(huì )影響人們的司辰視覺(jué)，影響睡眠，生物鐘紊亂，降低人的免疫力，帶來(lái)“富藍化”問(wèn)題。在中性色溫的情況下，LED光源中的藍光含量高于三基色熒光燈和太陽(yáng)光中的藍光含量，三基色熒光燈中的藍光含量低于太陽(yáng)光中的藍光含量。類(lèi)太陽(yáng)光LED中藍光的含量與太陽(yáng)光中的藍光含量相近，LED光譜、三基色熒光燈光譜、太陽(yáng)光光譜、類(lèi)太陽(yáng)光LED光譜如圖1所示。

4藍光危害評價(jià)

國內關(guān)于燈的光生物安全性的標準為《燈和燈系統的光生物安全性》GB/T20145—2006，該標準援引自CIES009/E：2002《燈和燈系統的光生物安全性》。標準將燈的危險分類(lèi)分為四類(lèi)：①無(wú)危險類(lèi)；②類(lèi)危險（低危險）；③類(lèi)危險（中度危險）；④類(lèi)危險（高危險）。其中無(wú)危險類(lèi)的燈適用條件如下：（1）在8h（30000s）曝輻中不造成光化學(xué)紫外線(xiàn)危害；（2）在1000s（約16min）內不造成近紫外危害；（3）在10000s（約2.8h）內不造成對視網(wǎng)膜藍光危害；（4）在10s內不造成對視網(wǎng)膜熱危害；（5）在1000s內不造成對眼睛的紅外輻射危害。LED光源與三基色熒光燈不存在紫外線(xiàn)危害、近紫外危害、熱危害和紅外輻射危害，主要是藍光危害。該標準定義的無(wú)危險類(lèi)的燈能保證1000s（約2.8h）內對視網(wǎng)膜不造成藍光危害。這個(gè)分類(lèi)方式僅表現燈的潛在危險，燈的危險還與利用率、曝光時(shí)間和照明效果相關(guān)。教室內燈光的使用時(shí)間主要為夜晚自習及白天自然光不足的時(shí)候，對于自然光不充足的地區，連續使用時(shí)間往往大于10000s（約2.8h）。LED燈即使通過(guò)無(wú)危險的測試認證，也不能保證其藍光對人無(wú)影響。三基色熒光燈的藍光含量低于太陽(yáng)光的藍光含量，可不計對人的危害。因此，燈的危險分類(lèi)應考慮燈光的使用時(shí)間，優(yōu)化燈和燈系統的危險分類(lèi)及測試技術(shù)。

5應用總結

LED照明因其光效高、易于控制而應用廣泛。但其藍光含量偏高，可能會(huì )對學(xué)生的視覺(jué)及生理產(chǎn)生影響。三基色熒光燈的藍光含量低于太陽(yáng)光的藍光含量，可不計藍光危害。青少年學(xué)生視力正處于發(fā)育階段，且教室作為青少年學(xué)生長(cháng)時(shí)間學(xué)習的場(chǎng)所，為保護青少年學(xué)生的視力，降低青少年學(xué)生的近視率，現行教室照明設計中建議采用細管徑三基色直管形熒光燈?！督逃ㄖ姎庠O計規范》JGJ310—2013及《中小學(xué)校普通教室照明設計安裝衛生要求》GB/T36876—2018均推薦采用細管徑三基色直管形熒光燈?！稛艉蜔粝到y的光生物安全性》GB/T20145—2006中的燈的危險分類(lèi)方式未考慮燈光的使用時(shí)間的影響。對于長(cháng)時(shí)間的使用人工照明的場(chǎng)所無(wú)法進(jìn)行準確的燈危險評估。希望燈和燈系統的危險分類(lèi)的完善將會(huì )有利于教室照明光源的選擇。同時(shí)，近太陽(yáng)光LED的出現彌補了現在LED藍光含量偏高的劣勢，相信未來(lái)隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展與完善，近太陽(yáng)光LED可應用于教室照明，為學(xué)生創(chuàng )造一個(gè)健康的光環(huán)境。