照明光色對(duì)兒童視力和情感的影響

1、一、概述人們獲取外界信息的80%來自視覺系統(tǒng)，有時(shí)稱眼睛為“心靈之窗”。兒童學(xué)習(xí)、生活和活動(dòng)的教室、居室或場(chǎng)所都配有人造照明光源，在白天采用輔助照明補(bǔ)充自然光的不足；夜間必須利用照明光源，為兒童營造一個(gè)健康、快樂情感的光色環(huán)境。兒童的視覺系統(tǒng)處于成長期，視力水平在不斷變動(dòng)中，如果不能充分認(rèn)清其特點(diǎn)，受到不良因素的影響，極易損傷視力，甚至傷害其心靈。我國有1億多的兒童，可是照明光色環(huán)境對(duì)兒童心理、生理的影響尚未為教育部門和相關(guān)人員所了解認(rèn)識(shí)，許多兒童家長不懂得基本道理，有時(shí)采用不當(dāng)方法，危害兒童的身心健康。據(jù)悉，我國大、中、小學(xué)生的近視發(fā)病率達(dá)到53%以上，其中小學(xué)生為21%,初中生為48%，高

2、中生為71%，大學(xué)生為73%，是世界排名第二位，僅次于日本，這是值得重視的問題。追究其原因甚為復(fù)雜，除了各人的遺傳因子之外，可能由于學(xué)習(xí)壓力大，長時(shí)間看書閱讀，不注意合理休息；教室采光或照明設(shè)計(jì)不佳；家中閱讀的照明環(huán)境不合理，又缺少眼睛視力保健知識(shí)；信息化生活的普及，電視和電腦進(jìn)入日常生活，顯示屏的跳動(dòng)圖像損傷學(xué)生視力等。正確選擇光色環(huán)境，可以減輕學(xué)生的視覺疲勞，還能夠激發(fā)學(xué)習(xí)情緒和興趣，提高學(xué)習(xí)效率，有利兒童的智商發(fā)展，健康成長。本文就光環(huán)境的要素對(duì)兒童成長的影響作初淺的討論，能喚起社會(huì)各界的重視。二、照度欲看清物體，必須有足夠的光照射，人們才感知各種物體的存在。在無光的黑暗中，視覺機(jī)構(gòu)失去

3、了功能，人們的內(nèi)心情緒變得納悶、恐懼、煩燥、痛苦。如果在一個(gè)良好光色空間環(huán)境中，兒童心理感到舒適，注意力集中，學(xué)習(xí)效率高；講課教師的心態(tài)也輕松，能看清掌握學(xué)生的情緒，教學(xué)效果好。照度是視覺光環(huán)境的最基本的技術(shù)指標(biāo)，它是指受照物體單位面積上所得到的光通量值，其單位用每平方米面積上受照的流明數(shù)（lm/m2）或勒克斯（Lux）來量度。在高照度下，容易看清物體，分清細(xì)小字體、圖像，分辨能力高，人眼不覺得疲勞；反之，在低照度下，光照不足，看不清細(xì)小的字體，分辨能力低，眼睛易疲勞，受損傷、患近視。各種照明工程設(shè)施中必須有科學(xué)合理的照度標(biāo)準(zhǔn)值，而且要正確地進(jìn)行光照度的分布。最近頒布的國家標(biāo)準(zhǔn)教室照度規(guī)定為3

4、00Lux，事實(shí)上白天教室中的照度是日光和照明燈光的綜合效果。夜間教室內(nèi)必須配置完善的照明燈光設(shè)施，各課桌面上照度應(yīng)大于標(biāo)準(zhǔn)值。而國際標(biāo)準(zhǔn)為300Lux，一些發(fā)達(dá)國家教室照度標(biāo)準(zhǔn)提高到500Lux。在中學(xué)期間，學(xué)生的學(xué)習(xí)任務(wù)繁重，長時(shí)間看書學(xué)習(xí)，做作業(yè)，眼睛極易疲勞，是近視眼高發(fā)期，所以對(duì)中學(xué)生教室的照明設(shè)計(jì)要引起足夠重視。有些地區(qū)的中小學(xué)校教室的照度嚴(yán)重不足，低于150Lux的最低標(biāo)準(zhǔn)值、有損學(xué)生的身心健康，學(xué)習(xí)效率降低。某些特殊教室（如制圖、繪畫）的照度提高到500-1000Lux，得到清晰的光環(huán)境?？墒悄壳坝行┬陆▽W(xué)校片面追求明亮，或者設(shè)計(jì)不合理，照度高達(dá)800-1000Lux，在學(xué)生書

5、本和桌面形成刺眼的反射光，學(xué)生眼睛易疲勞，又浪費(fèi)電力。如果有太陽光照射到課桌面上，照度高達(dá)數(shù)千Lux，造成學(xué)生看不清老師在黑板上的書寫，又損傷視力。教室照明的電光源輻射出來的光經(jīng)燈具進(jìn)行重新分布，使各課桌面上的照度達(dá)到要求值，由于設(shè)計(jì)不合理或燈具質(zhì)量差等原因，各處的照度分布不均勻，差異較大。若觀察者主觀判斷已覺得不滿意，必然會(huì)影響視覺效能和舒適程度。照度均勻性是指各處的照度最小值與教室內(nèi)平均照度值之比，一般要求大于80%。人們?cè)诓煌斩认麻喿x或工作，也會(huì)造成人眼的疲勞。人眼的視覺效應(yīng)由多種復(fù)雜因素構(gòu)成，因人而異。年令不同對(duì)燈光亮度的要求不一樣，年齡越大，眼球水晶體的透光性能變差，要求有較高照度

6、。即使同一個(gè)人因環(huán)境的差異、情緒的變化，對(duì)燈光有不同的要求和反應(yīng)。閱讀燈光最好采用亮度可調(diào)的燈具，得到舒適的光照環(huán)境。三、眩光和閃爍（1）       眩光眩光是指視野中出現(xiàn)直接刺激眼睛的光，使視覺功能或可見度降低（稱失能眩光）或者引起視覺不舒適的感覺（稱不舒適眩光）。高亮度光源的光直接進(jìn)入視野的叫直接眩光，如太陽光照射到桌面上；光線經(jīng)光澤表面反射后進(jìn)入視野的叫間接眩光，教室內(nèi)會(huì)出現(xiàn)不舒適眩光，失能眩光幾乎不會(huì)出現(xiàn)。照明光源的發(fā)光面積射入眼睛中應(yīng)盡量要少，避免直接眩光影響視度。隨著射入眼睛的照度提高會(huì)出現(xiàn)光幕現(xiàn)象，看清物體越困難。教室

7、照明大多采用熒光燈管，并配置良好反射的配光燈具，燈具與黑板應(yīng)該成垂直布置，這樣使學(xué)生看到燈具中發(fā)光面積減小。整個(gè)教室的視向是朝向黑板，黑板的照明也十分重要，要求黑板上不能產(chǎn)生眩光，黑板各處照度分布均勻，學(xué)生能看清黑板。教師講課時(shí)不應(yīng)有直接眩光干擾，同時(shí)不能有黑板上的反射眩光射入教師眼睛。黑板的照明采用角度反射燈具，正確按置燈具的方向，有足夠的垂直照度，使黑板上產(chǎn)生的平均照度達(dá)到350Lux左右。為了降低不舒適眩光，燈具上配有乳白色或帶棱鏡透光型燈罩，顯然課桌上照度均勻柔和，但照度下降25-30%.（2）       閃爍性熒光燈的放電

8、特性必需利用鎮(zhèn)流器來啟動(dòng)和穩(wěn)定工作電流，傳統(tǒng)的是采用電感鎮(zhèn)流器，通入50Hz交流電后，會(huì)產(chǎn)生每秒100次發(fā)光跳動(dòng)現(xiàn)象，即所謂閃爍。當(dāng)電壓不穩(wěn)定時(shí)，閃爍現(xiàn)象格外嚴(yán)重。若長期在閃爍嚴(yán)重的照明光環(huán)境下學(xué)習(xí)看書，眼睛容易疲勞，導(dǎo)致視力變差。如果用20-50KHz的高頻電流下工作，放電發(fā)光十分穩(wěn)定，光輸出強(qiáng)度不會(huì)發(fā)生閃動(dòng)，避免閃爍現(xiàn)象的發(fā)生。當(dāng)代都是用高頻工作的電子鎮(zhèn)流器實(shí)現(xiàn)，市場(chǎng)上保護(hù)眼睛的書寫臺(tái)就屬此道理；同時(shí)經(jīng)大量實(shí)測(cè)證明，熒光燈在高頻狀態(tài)下工作的發(fā)光效率比低頻下提高10-15%。為了營造節(jié)能高效、優(yōu)質(zhì)的光環(huán)境，應(yīng)該充分認(rèn)識(shí)和運(yùn)用電子鎮(zhèn)流器，目前已有調(diào)光或自動(dòng)調(diào)光的電子鎮(zhèn)流器，可以滿足各種場(chǎng)合需要

9、，得到人們所需要的照度，又可節(jié)省大量能源。由于建筑照明設(shè)計(jì)人員對(duì)照明科技的發(fā)展了解不深，又因?yàn)槭袌?chǎng)的價(jià)格競(jìng)爭，國內(nèi)有時(shí)忽視了電子鎮(zhèn)流器的可靠性和壽命，廣大用戶往往為了減少經(jīng)費(fèi)投入，又怕電子鎮(zhèn)流器易失效，總是喜歡用耗電多，光效低，閃爍發(fā)光的電感鎮(zhèn)流器。隨著信息科技的高速發(fā)展，電視和電腦已進(jìn)入平常百姓家庭，少年兒童玩游戲機(jī)人數(shù)日益增多，終端顯示屏上的閃爍圖像長時(shí)間刺傷眼睛；而且顯像管內(nèi)透射出來的X射線也會(huì)嚴(yán)重傷害眼球，影響視力。四、色溫光線進(jìn)入眼睛，就感覺到有光源發(fā)光呈現(xiàn)出來的顏色，不同的發(fā)光體就有不同的光色。光源輻射的顏色與黑體熱輻射光的顏色相同時(shí)，此黑體的溫度稱為光源的色溫，單位用絕對(duì)溫標(biāo)“K

10、”表示；它是電光源發(fā)光顏色差異的表征值。熒光燈的色溫有6500K的日光色（RR）；5000K的中性白色（RZ）；4000K的冷白色（RL）；3500K的白色（RB）；3000K的暖白色（RN）；2700K的白熾燈色（RD）。光源色溫的選擇決定于環(huán)境氣溫、使用場(chǎng)合、光色溫愛好。高色溫（5000K）的光源屬于冷色調(diào)，其內(nèi)含有較多的藍(lán)色光，使人得到沉著、冷靜的心理感覺，主要用于嚴(yán)肅的場(chǎng)合，如生產(chǎn)車間、會(huì)議室等。低色溫（3000K）的光源屬于暖色調(diào)，含有較多紅色光，給人一種活潑、溫馨、愉快的心理感覺，一般用于幼兒園、家居、賓館照明等。中色溫光介于高、低色溫光之間，紅、綠、藍(lán)三色成份較豐富，可用于商場(chǎng)、

11、快餐店、超市等。高色溫光對(duì)眼睛刺激較大，使人易醒覺，心理感覺亮度較高，眼睛易疲勞。低色溫光較為柔和，讓人一種舒適感覺，光對(duì)眼睛的刺激小，分辨本領(lǐng)稍低，心理感覺較輕松。位于熱帶或亞熱帶地區(qū)的氣溫較高，人們喜歡用高色溫的燈，構(gòu)成一個(gè)清靜涼爽的環(huán)境；處于寒冷或溫帶地區(qū)的氣溫較低，可以選用低色溫或中色溫?zé)艄?，增?qiáng)溫暖氣氛。有時(shí)在夏天選用高色溫?zé)艄?，冬天選用低色溫?zé)艄?。在教室?nèi)受光照的對(duì)象是書本和人臉，高色溫的白光照射到書本上，使人有純白的感覺，但是從紙面上反射出來的白光進(jìn)入眼睛易引起疲勞。皮膚顏色不同的人種，往往喜歡不同顏色的光色，白種人喜歡低色溫的光源，如歐洲、北美地區(qū)；深色人種卻喜愛白色光，如非洲

12、、東南亞、南美地區(qū)。國內(nèi)采用的熒光燈照明絕大多數(shù)是6500K的日光色，這是長期形成的習(xí)慣所致。同時(shí)人們心理感覺總是認(rèn)為高色溫?zé)艄艿牧炼雀哂诘蜕珳責(zé)艄?，事?shí)上同類熒光燈管的發(fā)光亮度低色溫?zé)舸笥诟呱珳責(zé)?。高色溫光?duì)眼睛的刺激大，心理感到明亮；低色溫?zé)艄饩€柔和，對(duì)眼睛的刺激小，似乎較暗淡。就兒童學(xué)習(xí)游戲的環(huán)境盡量用柔和舒適的光線，有益于兒童的視力。切忌用強(qiáng)光或眩光去傷害兒童的視力。就照度而言，學(xué)習(xí)讀書可選用200-500Lux，游戲活動(dòng)為150-200Lux，一般照明為75-150Lux。光線的色溫應(yīng)選用低色溫為主，創(chuàng)建一種溫柔、活潑、快樂的氣氛。有時(shí)照明設(shè)計(jì)時(shí)將光線照射到墻壁或天花板上，再讓光散射

13、到整個(gè)空間。得到柔和漫射的光色環(huán)境。就中學(xué)生教室來說，江蘇地區(qū)最好用4000K的中色溫?zé)艄鉃橐耍虻乩砦恢檬菧貛夂?，皮膚呈淡黃色，光線對(duì)眼睛的刺激較小，有利于調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)情感，又照顧到原來習(xí)慣于高色溫光。中學(xué)生的年齡增大，學(xué)習(xí)繁重，作業(yè)多，照度應(yīng)大于300Lux。兒童不宜在單一光色的環(huán)境中生活，否則造成顏色識(shí)別能力差。所以在兒童生活的空間周圍表面和室內(nèi)飾物應(yīng)選用兒童喜愛的顏色。據(jù)國外研究蘭、黃、黃綠、橙色有利兒童智商開發(fā)，而在白、黑、棕色不利于智商開發(fā)。當(dāng)然也不能在色彩斑斕、閃爍跳躍的燈光環(huán)境中，否則將影響視力的正常發(fā)育，心情變得急躁易怒，坐立不安。五、顯色性光線照射到有色物體上，其顏色被復(fù)原的

14、能力叫做顯色性。太陽光中包含有各種各樣顏色的光，可以把物體上任何顏色再現(xiàn)出來。而照明燈光是由多種不同顏色的光所構(gòu)成，其復(fù)現(xiàn)物體顏色的本領(lǐng)也不相同。為了表征光源復(fù)原顏色的本領(lǐng)用顯色指數(shù)Ra來表示，通常將太陽光作為標(biāo)準(zhǔn)：Ra=100，各類其它光源的Ra值均小于100，Ra值越大，顯色性越好。對(duì)色彩分辨要求高的有紡織廠、彩色印刷廠、服飾商店以及工藝美術(shù)，歷史文物、家居裝飾、醫(yī)院診斷等都要求有較高顯色指數(shù)Ra=80-95。顯色性高有利于兒童視覺效能，感到自然舒適，可以提高分辨顏色能力和學(xué)習(xí)效率。近來國外先進(jìn)國家教室照明采用電子鎮(zhèn)流的Ra=80-85的三基色直管熒光燈，可以明顯改善視覺光色環(huán)境，又能節(jié)省

15、照明電耗。同一個(gè)有色物體在兩個(gè)不同的光源照射下，所顯現(xiàn)的顏色就不一樣，有時(shí)可使某些顏色失真。例如：在色溫2000K，Ra=20的高壓鈉燈的黃白色光下，藍(lán)色物體變成黑色，因其光中無藍(lán)色光；高壓汞燈放電的輻射光譜中缺乏紅光成份，當(dāng)照射到人臉時(shí)呈紫色。有時(shí)光色會(huì)影響生理和心理變化，如幼兒在黃色光的環(huán)境中易引起啼哭；在照明燈光下睡覺，易患近視眼，因?yàn)?歲以下的幼兒眼睛視力處于發(fā)育階段。為了滿足人們的情緒的要求以及使用場(chǎng)合的不同，應(yīng)該正確選擇照明光源的色溫和顯色指數(shù)。六、三基色節(jié)能熒光燈當(dāng)前國內(nèi)的教室、辦公室、生產(chǎn)車間等絕大多數(shù)是選用T8型鹵磷酸鈣的直管熒光燈，其管徑為26mm，并與電感鎮(zhèn)流相配用。顯然其發(fā)光效率低，顯色性差，光閃爍明顯等缺點(diǎn)；而國際上已開始用電子鎮(zhèn)流器工作的三基色節(jié)能熒光燈來替代，如表中列出了兩種不同熒光粉的T8燈管的特性比較。熒光粉類型標(biāo)稱功率不同色溫?zé)舻某跏脊馔ǎ╨m）顯色指數(shù)（Ra）6500K4000K2700K鹵磷酸鈣36W24002650276063-65三基色稀土36W29003200330080-85表中看到三基色熒光燈明顯優(yōu)于鹵磷酸鈣熒光燈，