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智能教室护眼照明的9个关键参数

有条件的场所,宜采用智能照明控制系统,具有智能调光、节能统计、更换提醒、维护巡检等功能,可统一接入学校现有数字校园网络。

《综合防控儿童青少年近视实施方案》文件明确指出:“加大投入力度,切实改善中小学教室采光与照明、课桌椅配置、黑板等教学条件,为学生建立良好的视觉环境。” 《中小学校及幼儿园教室照明设计规范》中也提出:要考虑光生物效应进行照明设计,引导动态照明和情景照明。具有投影仪显示终端的教室里书写板灯具应单灯控制;有条件的场所,宜采用智能照明控制系统,具有智能调光、节能统计、更换提醒、维护巡检等功能,可统一接入学校现有数字校园网络。

杭州市滨江区在2021年暑假完成1000间教室的智能化照明改造,浙江省2021年完成近2万间教室的智能化照明;国产物联网RISC-V处理器大规模应用于教室照明,实实在在的帮助到学生护眼,提升学校数字化管理能力。

然而市场上也出现了伪智能甚至靠多家产品拼凑出来的所谓智能系统,需要依赖厂家专业人员才可运行,实际交付到学校后无法正常使用,难建设易瘫痪,导致花了大力气投资建设的智能教室很快停摆,只能当普通灯使用,甚至短期内需要推倒重建。笔者在此总结实用的9个关键点,为教育部门招标与方案选择做技术参考,为护眼照明业者提供技术建议:

必须具有校园数字化管理平台:

以智能化照明为基础,通过物联网无线通讯、智能感知、分布式智能控制技术为基础,构建了一套智慧环境整体解决方案,在满足照明需求的前提下,以智能化方式管理教室范围内的多个子系统,实现照明管理、智能应用、统一维护、业务闭环的整体业务能力。平台可以定时开启关闭教室灯,根据季节调整灯光场景,查看每间教室使用情况,故障实时监控等。

每只教室灯亮度随环境光自动调节:

教室里靠窗与靠内侧亮度不均匀,角落里存在暗角,如果全天全部开灯造成浪费甚至眩光。如何精准控制每张书桌的的照度,保护每位学生的眼睛,这就需要精准控光,哪里不亮补哪里,不仅健康护眼,而且动态省电。

最好方案就是:每只教室灯自带照度传感器,探测到书桌亮度低于健康标准,立即启动教学灯补光,并随着窗外光线逐渐变弱对应调节灯光亮度,保持桌面照度恒定。比如下午3点到6点这段时间,只需要30%的用电就可以让教室每张书桌都达到健康照度。

需要采用单灯照度感应器,而不是整个教室统一用一个照度感应器,这样才可以实现靠近窗户和远离窗户的学生书桌照度统一均衡。

亮度自动感应变化需要平滑细腻、无台阶感,调节过程能让眼部睫状肌保持自然运动,缓解眼睛疲劳,无感变化,不因为人员走动忽亮忽暗。

灯具故障自动检测、自动上报、主动预警:

一盏灯出现故障至少影响6名学生的看书阅读,过去需要电工巡检或者老师上报,耗时长且流程繁琐,而物联网技术可以自动检测自动报警到学校数字化平台,精准快速。

智能照明系统可以免除校园电工的巡检工作,当灯具发生故障时可以自动上报系统,甚至直接上报到厂家,由厂家安排售后人员在晚上或者周末维修,校园可以做到免检查免维护。

教室灯内置单灯功率与用电量监控单元:

传统的每间教室如果需要统计功率、监控设备状态,就安装电表或者智能插座的方式,产品集成度低,甚至需要破墙断线;需要增加大量智能插座实现灯具功率监控,成本昂贵、系统复杂、容易出问题。

目前多家大品牌都推出了:教室灯内置电压、功率、电流监控单元,自行计量无线上报,用电与计量一体化,不需要单独添加智能插座或者智能电表即可分别监控每个智能灯具的功率,并做出准确的故障分析。

情景照明丰富可修改:

情景照明可以改变灯光组合,更科学的配合老师板书、投影、学生自习等。

但因为教室大小不同,灯具到桌面高度不同,学生数量不同,需要依照学校实际情况来修改不同情景下的亮度组合。所以就需要系统支持“场景可编辑可修改”,通过管理后台,对全校、年级、班级的场景做逐一修改。

同时修改情景还可以解决逐年灯具变暗的“光衰“难题,比如安装两年后校准一次,通过调节情景释放灯具的亮度余量,弥补两年来的光衰。

易安装、易使用、易维护:

调试与维护难:需厂家专业人员使用专业软件进行调试,每间教室调试15分钟以上,一个城市需要200人*天;学校电工无法维护;难建设、易瘫痪。而高度集成化产品可以直观简单的维护,如同“玩”手机一样快速上手。

系统强大,可无缝升级:

需要丰富的手机端与电脑端软件:如微信小程序、钉钉小程序、云端数据大屏、定时管理、日历式故障分析、能效统计对比、远程场景修改等等。全面的软件中台不断提升学校的数字化管理水平。更可以后期升级来涵盖:智能灯光、智能窗帘、传感器和全方位能效管理,通过数据中台与校园监控、道闸机等融为智慧校园系统,最后建立市级校园数字化管控平台。

智能电源的高效率和低待机:

智能教室灯具有调光和无线通讯的功能,比传统电源效率略低。目前效率在82%到88%之间,在待机的时候,也会有耗电。转换效率和待机功耗是电源的技术关键点,也是节能省电的技术基础。

电光转换的高效率意味着:更低的发热,更高的光效,更好的稳定性耐久性,更加省电。同时,超低待机功耗保证了智能灯在软关闭的时候几乎不耗电。

这里建议电源效率要达到87%以上,待机功耗低于0.5瓦。

以上两个指标需要和实际灯具在一起测试,因为有些品牌会采用特殊灯具测出理想指标,而实际使用是无法达到上述参数的。

低发热、长寿命、无噪声:

核心元器件的温度每上升10度,使用寿命会减少一半。同样标称3万小时寿命的元器件,如果元器件温度设计不当,可能只有1万小时甚至几千小时的寿命,对应就是1年多的使用寿命。所以产品的使用寿命不仅仅看元器件品牌型号,更要看设计、看发热量。而高效率带来的直接好处就是低发热、低故障率、长使用寿命。

同时,智能电源需要采用PWM调光,调光频率一般在1K~4K,会产生尖锐的高频噪声,严重影响学生的学习注意力和身心健康。一定需要检查产品噪声,并要求厂家提供国家认证机构给出的无噪声检测报告。

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