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视觉作业台灯技术要求研究[2]

2014-2-18  来源:中国照明网  作者:陈超中 於立成 施晓红 杨樾 王晔 陆世鸣  有7711人阅读

本文阐述了视觉作业台灯产品需要关注的要素,包括光度学性能、频闪、光生物安全、人体的电磁辐射、电磁兼容、安全等。在光度学要求、频闪方面,分析了国内外标准的差异,提出了正在制订中的《视觉作业台灯技术要求》相应要求的出处。

  低风险和不可察觉到的影响水平的闪烁频率和波动深度函数关系用图8表示,图8中无影响区域用绿色表示,低风险区域用橙色表示。低风险区域的上限是波动深度线,<闪烁频率×0.08,相当于无影响边缘的2.5。

  闪烁百分数,也被称为峰-峰值对比、迈克尔逊对比、调制、或波动深度,闪烁百分数定义为:

  闪烁百分数=100(最大-最小)/(最大+最小)=100(A-B)/(A+B)

  波动深度为光输出的最大值和最小值的差异占光输出最大值和最小值之和的比例,以百分比表示。

  d) 欧洲照明标准的要求

  EN 12464-1:2002《光和照明-工作场所照明-第1部分:室内工作场所》中有关“闪烁和频闪效应”的描述和要求:

  闪烁会引起注意力分散,并且可能产生生理反应,例如头疼。

  频闪效应可能由于改变观测的旋转运动或往复机械而导致危险情况发生。

  照明系统应设计成避免闪烁和频闪效应。

  注:通常可以达到的例子如:白炽灯用直流电源,或白炽灯或气体放电灯在高频(30kHz附近)下工作。

  e)《视觉作业台灯技术要求》

  采用了IEEE风险评估草案《LED照明闪烁的潜在健康影响》的评估方案。

  台灯在其额定电压下工作时,其光输出波形的波动深度应不大于以下限值:

  - 光输出波形频率≤9Hz, 0.288%;

  - 9Hz<光输出波形频率≤3125 Hz,光输出波形频率×0.08/2.5(%);

  光输出波形频率>3125 Hz,免除考核。

  《视觉作业台灯认证技术规范》的频闪要求考虑了无影响区域的限值。

  3、光生物安全性

  台灯的蓝光危害应符合IEC/TR 62778的要求,在200mm(0.011弧度测量)处的蓝光危害类别不应超过RG1。

  台灯的紫外辐射安全应符合GB 7000.1第4.24条要求。

  000014、人体的电磁辐射

  对人体的电磁辐射应符合IEC 62493的要求。

  5、安全要求

  台灯产品的安全要求应符合GB 7000.204和GB 7000.1的规定。

  6、电磁兼容性

  00002 1) 无线电骚扰特性

  无线电骚扰特性应符合GB 17743的要求。

  00003 2) 谐波电流限值

  谐波电流应符合GB 17625.1的要求。

  7、噪声

  台灯在正常工作时,其噪声不得大于25dB(A)。

  噪声试验的环境和方法应符合GB/T 6882及以下规定。

  将台灯处于工作状态放在厚度不大于15mm的层压木质板上,在离台灯底座中心轴上前方45℃斜线100mm处测定噪声,如图9所示。在灯罩附近安装灯的控制装置等噪声源的情况下,离灯罩前方下缘中心100mm水平距离处进行测定,如图10所示。

  图9 底座噪声测试点

  图10 灯罩噪声测试点

  三、LED视觉作业台灯需要关注的问题

  除关注本文所阐述的视觉作业台灯需关注的要素,还需要关注如下的问题:

  1、LED台灯的遮光性。

  根据正在修订中的JISC8112《LED台灯/荧光台灯(学习/读书用)》标准6.2.5.1 进行遮光性试验时,应不能看见LED模组亮度在2000cd/㎡以上的部分。

  2、相关色温应不高于4000K。

  该条要求主要是考虑到蓝光对司辰节律的影响。蓝光的波长在450nm 左右,正好与人体的司辰视觉有关,它有较强的使人分泌褪黑色素抑制剂的能力。褪黑色素的减少会使人兴奋,不入眠。长此下去会影响人的免疫机制。

  图11给出富蓝LED白光光谱曲线与昼夜节律灵明度曲线。图11中人的明视觉灵敏度曲线主要是在光谱的绿色和黄色部分,用细实线描绘;与人体昼夜节律相关的人体退黑色素抑制剂的分泌随光谱的影响用虚线表示,它的460nm最敏感波长与氮化镓基的LED的蓝光波长基本吻合;一个典型的5500K富蓝 LED白光发射的光的颜色是用粗线描绘,该光源发出光的最大光谱能量在460nm区域,正好与昼夜节律曲线波形相吻合,将影响人体正常的日出而作、日落而息的司辰节律,因此必需限制500nm以下的蓝光能量,从而减少对人的司辰节律的影响,如图11中的阴影部分所示。

  图11 富蓝LED白光光谱曲线与昼夜节律灵明度曲线相混合

  高色温的LED灯具会影响人体正常的司晨节律,所以夜晚使用高色温LED台灯是不适宜的,尤其是处于生长发育关键时期的中小学生。因为中小学生的眼睛尚未发育完成,视觉通道的通透性比成人好许多,更易遭受视觉危害,加上视网膜黄斑区的任何疾病退化后都不可再生,而且台灯照度通常在500lx或更高,且使用时间较长,因此人们尤其是青少年晚间不宜使用高色温的LED台灯。

  3、一般显色指数不应低于80。

  四、视觉作业台灯使用时需关注的要素

  1、台灯的摆放位置。

  应注意不能放在人的正前方,以免在纸上产生反射眩光(台灯位于正前方的摆放位置的例子见图12)。台灯的摆放位置还应注意避开手的遮影(如右手写字,台灯宜放在左侧,见图13)。

  图12 台灯位于正前方的摆放位置的例子

  图13 台灯的摆放位置避开手的遮影的举例

  2、桌面材料及其颜色。

  采用反射比在30%-70%的淡色无光泽材料的制成(桌子不宜用黑色或深色且不宜有光泽)。

  台灯放置的桌面应是淡色的,与阅读材料颜色相近,不能是玻璃桌面。

  作业-背景亮度比取决于正常的作业面与背景工作面之间的亮度差。对于长期的纸面工作并改善视觉疲劳,中等-亮的色调的亚光工作面(如图14所示)能提供柔软、舒适的背景。

  图14 作业面与背景较小的亮度比

  图15 作业面与背景较大的亮度比

  黑暗的工作面,第一印象引人注目,纸作业面与工作表面的背景之间形成强烈地亮度比。长期纸面工作很可能会视觉疲劳(如图15所示)。

  有光泽的工作面将灯具、天花板和墙的亮度反射回使用者,可能产生光幕反射,反射眩光会使人分心或讨厌(如图16所示)。

  图16 有光泽的工作面可产生光幕反射

  3、作业面与周围以及环境的亮度比。

  为营造舒适的照明环境,台灯工作时,IESNA推荐周围和作业照明方案:在桌子的前面或侧面使用直接照明/间接照明的壁灯或低亮度天花板安装式灯具。

  办公室读写作业照明环境下VDT工作站推荐的最大亮度比见图17。

  

 

  图17 VDT工作站推荐的最大亮度比

  (各表面之间用线条连接的数值表示推荐的最大亮度比)

  五、结束语

  提供舒适的视觉作业照明不能仅靠一盏台灯,还与作业周围的照明环境密切相关,包括,作业周围照度以及作业/周围/环境亮度之比等要素。视觉作业台灯是对小面积局域的加强照明,为长时间持续的读写作业或VDT作业提供重点照明。考虑到台灯的发光源距离人眼较近,应要求提供照明的同时避免台灯的高亮度光源造成人眼的不舒适。在台灯标准中,这种要求体现在对台灯遮光性、光源亮度控制和灯罩边发光亮度的限制这三项要求。作业面上照度的均匀程度是舒适视觉作业照明的重要指标,眼睛长时间、目不转睛、集中精神地注视存在不舒适因素的区域会造成眼睛明显的疲劳或不易察觉的伤害。在台灯标准中规定了在一定的作业范围内的照度水平和照度均匀度。

 

编辑:Cedar

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