刮风下雨呢 还晚上呢
1、背景知识
目前,关于强光能够抑制近视的进展已在学术界基本取得共识。相关研究主要提示短波强光照对近视具有明显的“预防”作用,并在流行病调查和动物实验中得到较多支持。争议主要是阳光中的紫外线对近视发展的作用。
文献1是关于这一问题最早的研究报告之一,从那时起,户外活动与近视的关系开始成为研究热点,并取得了较为一致的结论。
文献2的开头部分对这些研究进行了综述,列举了大量重要的参考文献,感兴趣的读者可以自己找来看看,我就不一一说明了。该研究通过动物实验和临床研究验证了短波(紫光)对近视的抑制作用。
文献3通过标志物回顾性的研究了一批中老年人的近视与紫外暴露的关系,认为紫外暴露对近视有保护作用。文章的逻辑似乎不严密。
文献4是会议摘要,日本研究者进行了大规模随访研究,认为紫外暴露可能加快近视的进展,和文献3得出的结论相反。
[4] XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX/XXXXXXXXXXpx?articleid=2745355
不过文献中少有对光照强度的定量研究,并且习惯以功率通量密度来表达光强。我比较懒,没有把它们换算为照度(很麻烦,与光谱有关)。不过,我们知道通常晴天户外的照度在100000Lx水平(你没看错,就是5个零),阴天一般也有5000Lx以上,除非“阴云密布”。
2、现状
了解以上背景以后,再看看国家标准关于中小学教室的照度规定:
中小学教室采光和照明卫生标准GB7793-2010
中小学校普通教室照明设计安装卫生要求GB∕T 36876-2018
建筑照明设计标准GB50034-2013
均规定课桌表面照度为300Lx
建筑采光设计标准GB 50033-2013规定教室自然采光的标准为450Lx。
毫无疑问,这些亮度值都只能用“昏暗”形容。而在这些标准中,普遍认为色温不宜超过5700k,而标准制定时已经披露的学术研究并不支持这种说法。
3、讨论
过去我的老师总是说,不要在强光下看书,对眼睛有害。我不知道这些老师们哪来的自信,敢向学生灌输这种自己都不知道从哪里道听途说的东西。但是现在时代不同了,资讯高度发达,大家可以根据多方面的知识和观点,经过分析综合而得到更符合逻辑的认识。
到底多强的光是人类阅读的上限呢?我们首先要尊重自己的进化史,比如晒晒太阳并不会把眼睛晒坏,否则人类几百万年前就灭绝了。有些家长以保护眼睛为由,一出太阳就给小孩打伞,显然违背自然规律。
但是在阳光直射下看书可能会对眼睛造成损伤,因为纸张对光线的反射率高于土地、花草、树木,超出了人类进化过程中遇到的常态。某些纸张对紫外的反射率也较高,可能加重伤害。大家熟悉的“雪盲”就是超出日常限度的结果。
因此,不能以阳光直射的照度作为人类阅读时耐受的上限。
从经验来看,阴天或多云天气在户外看书,其亮度是不会使眼睛疲劳的,大概率不会造成什么伤害,这一点暂且认为无需证明。从这个角度来看,可以认为阴天户外的常见照度5000Lx对人眼是安全的,放宽到 10000Lx也可以。
另一方面,强光下,似乎人们会自觉离阅读面远一点,不太需要提醒“保持距离”。这是我的经验之谈,有条件的话可以在学校做一下对照实验,比如把其中一间教室的亮度提高至5000Lx,然后用多个经校准的摄像头采样,计算学生阅读时的平均距离。
近年来教育部提倡每天至少1小时户外活动。这个提议的依据,据说与上面关于近视的研究有关。但是执行起来难度比较大,毕竟不是每天都有体育课。很多学校过于注重绿化,校园内并没有多少真正的露天,也使得执行的效果大打折扣。
那么,为什么不在人工照明上做出改进,使得教室照明至少达到户外阴天的亮度呢?
现代照明技术已经有了非常大的进步,虽没有便宜的办法模拟出自然光的连续光谱,但是已经可以严格控制红外、紫外线,并在可见光波段以很高的效率达到足够的亮度。
何况,增加10倍亮度,对人眼没有已知的伤害。
阻力可能来自几个方面,首先是学生和家长的不理解,尽管这种不理解毫无科学依据。我上中学的时候,同学们就喜欢关灯,尤其是夏天。现在回想起来,我们的教室很旧,即使开灯,亮度也就一两百Lx。其次是需要增加投资以及承担质疑,因此学校并不愿意主动这样做。
最后,最关键的问题,是缺乏人工照明的指标与近视关系的严谨研究。
个人十分期待有人尽快开展这方面研究。
同时友情建议,把家里搞亮一点,原来装一个灯泡的,改装成十个。我家的桌面亮度原来是100Lx,后来全部换成了LED灯,现在终于达到了300Lx,有空我把它们的功率再改大,搞到3000不过分吧。不过我会用光谱仪与阴天的自然光做对比,用不同种类的LED灯调配出比较均衡的光谱。
光谱可以有缺陷,但不能有任何部分的亮度(比如蓝光)高于较为明亮的阴天的自然光,保证安全。
[修改于 3年6个月前 - 2020/10/24 14:24:10]
引用baifanshuishou发表于12楼的内容最简单实用的办法是买几个40W起步的节能灯换上。我家都是这么干的。唯一的缺点就是尺寸巨大高出灯罩一大...
我以前就在KC发过文章,主张改变人们的作息时间,晚上八点睡觉,早上四点起床。事实证明历史终究会站在正确的一边!
有一个问题:为什么阴天室外5000Lx人眼不觉得亮,但室内顶多几百Lx就觉得很亮了?
有一个问题:为什么阴天室外5000Lx人眼不觉得亮,但室内顶多几百Lx就觉得很亮了?
猜测可能是背景颜色的问题,阴天的天空是灰的,周围景物通常也很少有白色,如果把室内墙壁漆成灰的,可能会感觉暗的离谱(猜测未经验证,有条件可以试一试)
最近尝试给宿舍的书桌照明加了一个24W的LED灯,光通量大约2500lm,估算中心照度应该超过了5000Lx,体验如下:每次刚开等的时候会感觉很亮,但适应一会(十秒左右)后就不再觉得亮了,此时看书写作业的短时感受与正常无异,但眼睛可以连续用的更久而不易疲劳,且不容易犯困,少数细节似乎看得更清楚(不排除心理作用)。个人体验仅供参考,有兴趣的坛友可以一试
室友事先知道我的这个计划,且我没有在熬夜/通宵的时候开过24w灯,故没有抗议。(手动狗头)
又做了一个简单实验,借着写数分作业(同时和npy视频 )的机会体验了一把自然光。
早晨6:30左右抵达全家便利店(复旦邯郸校区南区门口的店,窗户朝东),此时太阳高度角很低且有较明显云层,使用Light Meter手机app粗测了一下桌面照度,约3000Lux(未截图)。
约8:05时再次测量,薄云,结果如下(波动由云层移动引起):
此期间最亮最暗时均书写体验良好(书写用纸为无印良品植林木方格活页纸,本白色,不是高白),不刺眼
约8:30,天空放晴,再次测量:
此时略有刺眼,但还可以接受。考虑到我对强光的耐受力一直比大多数身边的人强,初步推测这个照度可能接近大多数人的极限。
(题外话:放在一边的电脑后盖是黑色,又正对太阳,被晒热到CPU降频。。。现在手机好像也降频了,比平时明显卡顿。。。)
太阳持续升高,至9:08时桌子完全进入阴影,此时同一个app测量结果约7600Lux:
此时写字恢复到之前不刺眼的体验
再来一点后续。中午前往三号湾广场吃饭,随后在commune酒吧室外座位。起初桌子在楼房的阴影下,纸面亮度舒适,测得数据:
不久后阳光直射桌面,纸面甚为刺眼,数据如下:
后因太冷转移阵地,一番折腾抵达复旦北区食堂,照明程度如下:
食堂照明为暖白色且显色指数明显偏低,故此亮度对于阅读和书写略暗,不过尚可接受。想起前段时间在三号教学楼某教室通宵时测了一下教室桌面亮度,仅约170Lux,但正白光下此亮度已经比较舒适,是否可以得出结论照明亮度的舒适度与色温和/或显色指数有关?
有人说工业化之后,人类就永远活在了黑暗中。
一般室内光源只达到五百烛。 而外面的早晨和黄昏,阳光也有两千烛,中午能达到10万烛。
上学期边学电路设计边随手做了个双路台灯恒流驱动,大小5*5cm,可以驱动超过300mA\高达1.5A的电流(要稍微改一下硬件),最大输出电压约36V
MCU用的Arduino,控制恒流驱动IC调光,电路拓扑为Buckboost
初学者,而且PCB比较挤,EMC控制的不太好,第二路输出大电流会导致MCU重启,以后优化。
放GitHub上了: XXXXXXXXXXXXXXXXXX/UICalc/UICLED-Ver0.1
新版本会用STM32/ESP32,不过没什么时间做.
现代文明之前人类晚上只有火光 ,原始的生活应该是日落而息,晚上根本没有光,所以不应该把日光和晚上的灯光比。当然白天的室内不应该昏暗。
买个真正的照度计,保持桌面亮度500lux之上,如果是led买个显色性超过90的灯泡。(百度居然用日本标准JIS9110)
关于GB 50034-2013有个搞笑的地方,普通办公室推荐300lux,高档办公室500lux。
此外近视之类的成因目前也没有什么定论,也不存在治愈方法。
如果要进军宇宙,怎么预防近视?
最近尝试给宿舍的书桌照明加了一个24W的LED灯,光通量大约2500lm,估算中心照度应该超过了50...
最后还是回归到通信与算法,亮度低噪点就多信息量就低,就需要神经网络降噪,消耗能量人就觉得累
房子自带精装修,吸顶灯都是自带的 感觉亮度不高,有推荐的大亮度的吸顶灯型号吗
看了您的文章和相关资料大受启发,给床上桌安了自己画的两个灯板,用的双色温led,显色指数≥97,水果都显得好看了,把照度从800lux(原来的拼多多台灯)提到了2000lux,看了一下午书感觉真比原来的20块钱的小台灯舒服,等下学期换了宿舍把下面的桌子(工作台,平时鼓捣电路)也装几个。把照度拉到8000lux试一试。
高显指灯珠好贵。
看了您的文章和相关资料大受启发,给床上桌安了自己画的两个灯板,用的双色温led,显色指数≥97,水果...
您需要注意一个问题,局部和背景的光强反差太大,背景太暗等,可能会严重干扰当前尚无定论的眼球生长信号,加速近视的发展。虽无可靠统计资料,但我听到过很多经常在黑暗处玩手机的少年们近视迅速发展的故事,不能不警惕。
我在这个帖子中的所有发言除明确注明外,都是指教室照明,是顶部投射条件下,房间作业平面各处的最低照度。本文的探讨不包含局部照明。
这个东西我有亲身感受。在公司画画,平板灯很暗,我得贴近看画纸。在家里台灯一开,就能坐得直直的。这么说亮度也会影响坐姿。
高糖低脂低蛋白饮食(营养不良,高糖分浓度的生理和神经毒性)、抗生素滥用(潜在生理、神经毒性)、学习和社会压力大(影响生理调节和神经发育)都是近视的潜在成因。都有一定的文献支持(以后有空再填坑)。这些不良习惯和环境现在还是很普遍的。
我怀疑我的近视加深的这么快灯的亮度有一定的原因,我在我所在的房间用手机上的记录仪站在离灯最近的地方对着灯测量,最大是310Lux,而客厅的是675Lux,另一个房间是864Lux,很多时候在阴影处找东西都较难看清物体,而在其他房间不会出现这种情况
终于把老破小改造了
房间面积约10㎡,采用24根飞利浦T5灯管,其中16根6500K,8根4000K,分成三组,一组1根,一组3根,1组其余全部,独立控制。
全部开启时,在书写高度(70cm),中心照度1000Lx,边缘照度800Lx左右。
显色一般,比不上专用高显色灯具,好处是便宜。包含线缆的总投资大约600元,没算人工(自己装的)。
改之前,天花板上打孔
改后
飞利浦灯管有点贵,以前买过流明或者CREE的原装灯泡,基本1元1w,算很便宜的了。
买了一个标称12w的单LED射灯灯泡装在了自己的E27台灯座上试了试效果。虽然手机APP测出来的数据绝对值大概率并不准确(事实上尝试了三台手机统一条件测试,手机间最大会有30%左右的差异……),但是同一台手机同位置的数据应该还能作为简单参考:(机型小米12S,系统版本MIUI 14.0.9;该部分测试时宿舍日光灯始终开启)
台灯全部关闭,手机平放桌面读数20Lx(这么低是因为上床下桌,有床铺、悬挂物和人体的遮挡);
仅打开一台米家台灯Lite(距离桌面约40cm,测试位置大致位于照明中心),低档约为700Lx、中档约为1200Lx、高档约为1800Lx;
仅打开装了射灯灯泡的台灯(距离桌面约50cm,测试位置大致位于照明中心),约8500Lx。
同一台手机阴天开阔场地平放在地面,测得约6000-8000Lx不等,因此桌面照度应已经达到或超过了阴天室外的地面照度。实际用了几个星期下来,感觉此亮度下书写比较舒适,并不感觉刺眼,停止书写时也能立刻适应周围较低的照度。至于对作息的影响无法验证,因为本人作息本来就极其混乱,加之有甲状腺疾病(我错了我知道不该熬夜的),很难总结出规律……
至于为什么选择了射灯灯泡呢,因为射灯的侧漏光真的很少:也是同一手机同一app,测量宿舍关灯、打开台灯时,对面室友书桌处垂直墙面同一位置的照度:仅打开米家台灯Lite高档,读数9Lx;仅打开射灯灯泡台灯,读数2Lx,实际肉眼观感也显著更暗。这样夜间写作业时对室友的影响也较小。(我错了我知道不该熬夜的)(啪)
不过也发现了射灯灯泡明显的缺点:由于我只装了一个射灯灯泡,且距离桌面不远,射灯光斑较小,因此离开照明中心后亮度迅速衰减:移开10cm后降至约7000Lx(尚在光斑范围内),移开20cm后更是降至1000Lx左右(基本离开光斑)。对于此问题也想到了对策,比如增大功率增加高度,或者是增加多个灯具分别照到不同位置,但是懒得搞了
此外,未测量射灯灯泡是否虚标功率,不确定灯泡功率能否用于参考;关于“书写体验舒适”的评价比较主观,且没有排除光谱、频闪等因素的影响,也没有与其他灯具进行对比;最重要的是没有使用专业照度计,仅使用“Light meter”手机APP进行测试,因此数据的绝对值没什么参考意义,勉强看看数据间的大小对比。
粗略测试,科学性不足,见笑了
大约1年前已经对仪表局的照明进行了改造,房间原有灯管加装一倍,局部照明按照桌面亮度1000Lx配置。最先使用的是飞利浦的一款工业灯,炫光较大且有频闪。袁局在网上扒拉了两天,发现欧司朗有一款教育用灯最为合适,于是找代理商运了一车来。实际装上以后,感觉功率不太够,距离桌面只有1.3米左右,照度也不过1000多。
个人认为,电路维修、精细组装的场景的照明,可以考虑将照度提升至2000Lx,并且要采用面源,尽可能减少阴影。当然,国标上规定的750Lx且加局部照明的方式,经济上更合算,也是有道理的。
比较搞笑的是国标对于体育建筑的规定:
似乎专业比赛就比业余比赛更考究,而且拳击需要更高的亮度,难道是为了打得更准。
更搞笑的是,一旦要进行电视转播,照度就直接翻翻:
这就搞不清楚到底是以人为本,还是以机器为本了。我觉得搞出这些奇怪的花样,大约是参加标准制定的这些机构,缺少直接提升基础照度标准的理由(提高建筑成本,也会被开发商骂),只好变着花样扩大消费为自己争取利益吧。毕竟就算一个县级体育馆,也是有可能承办重大国际比赛的嘛。
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