灯光改造
第一节、重视光的作用
进入眼内光线的质量,会直接影响眼睛的近视走向。提高入眼光线的质量,给眼睛充足的光营养,是近视防控中非常重要的环节。所谓光线的质量有两方面的因素:光线强度和光谱连续性。
质量最高的光线,就是阳光。阳光具有超高的光强,艳阳天户外照度可达10万~20万勒克斯(lux)。除此以外,阳光的光谱连续性极佳,各色谱含量接近(见图 3-1)。我们鼓励孩子多在户外接受阳光,这就是保护眼睛最佳的方法。
研究早已证实,单纯的“大户外”,也就是每天4~6小时以上的户外活动能够获得明显的缩短眼轴、降低近视度数的效果,但要是只能保持“基础户外”,也就是每天只有2小时的户外活动,效果就会明显减弱。
阳光虽好,但在室内或者太阳落山的夜晚,我们还得接触大量的人造光源。以前很长一段时间,人们在选择室内灯光时,对光源的质量并没有那么在意,对照度和光谱连续性的要求很低,不利于眼睛的健康。室内光线的质量,也要尽量去接近阳光,随着技术发展,现在已经有很多家用的性价比高的优质人造光源可供选择。改造室内灯光,改善光谱和照度,为眼睛补充一些“光营养”,对降低近视的发生率是有帮助的。
我们有免费检测家庭光照的服务,家长们可以自己买个照度计(大约1800元)自测一下自已家中的环境亮度,可能会发现,环境灯光照度可能都不到 250lux。我们建议使用 LED 光源时,每平方米应该达到7W,而不是以往3W/m2,虽然仍不及阳光,但也能产生一部分“光疗”的效果。
除了照度以外,光谱成分也是光营养的重点。现在 LED 灯光使用非常广泛,也是未来灯光的发展方向,但同是 LED 灯光,肉眼看起来没有什么区别,其光谱成分却可能有天壤之别。最初使用的比较多的是高蓝光 LED(见图 3-2 和图 3-3 ),这种灯光是不利于近视防控的,所以后来又发展出了全光谱 LED 灯光(见图 3-4),它能够部分模拟阳光,比传统灯光对眼睛更加有利。
2020年,在上海、安徽和四川,有3 所小学进行了全部教室全光谱灯光的改造。上海普陀区洵阳路小学的朱乃楣校长在上海两会上发言说道,经过全校智能灯光的改造,学生的近视增长率从前三年的 3.73%下降到了 2020 年的1.1%,效果喜人。其他两所试点学校也获得了类似的效果,这些小学的校长都建议“全国的幼儿园和小学全部实行全光谱的灯光改造”。
阳光具备均衡的光谱分布,但其实每种光谱功能也许不同,例如在农业领域,特定光谱成分和照度的植物生长灯,可以帮助植物增产(见图 3-5),有趣的是,不同植物需要的光谱配方还不一样。同理,对近视也存在帮助最大的光谱成分,那就是深红光。中国科学院和清华大学张洪杰院士团队历经8年时间,对 100 只猕猴进行研究后,配比出一种深红光功能性光谱(见图3-6)。在2022年发表的研究报告中证实,这种功能性光谱可以减缓眼轴增长,未来可能会成为家庭环境灯光的更优选择。
上面这些改善环境光质量的手段,包括吸顶灯和台灯、大路灯,短期看起来作用微弱,但长期使用,作用不可忽视。值得一提的是,改造环境灯光的方法并不占用孩子的时间资源,所以效果虽然不能立竿见影,也应当努力争取。
第二节、灯光改造
一、 普通台灯与护眼灯有什么区别?
要从以下方面,进行对比:
光谱、色温、频闪、色差;
1、光谱
普通灯:一般采用白炽灯、LED灯等常见的光源类型,是冷白色的光源,有害蓝光偏高,颜色偏冷,容易造成视疲劳,光刺激,提升近视率;
全光谱:选择更接近清晨阳光的光谱。我们灯光改造就是将家里的光源改造成,更接近阳光的光源,能过滤掉对人有害的光谱,将有害蓝光降低至0.6以下,同时有益红光更饱满;
益光谱:是在全光谱的基础上,把有害蓝光降到更低,有益红光更饱满的,是更接近清晨的阳光。
色温
全光谱:色温4000k,光线柔和,阅读和学习时不易产生疲劳感;
如果色温在6000K以上,灯光中的蓝光更加高。所以说过高的色温容易造成情绪紧张,不适合学习和睡前使用!
频闪、蓝光
护眼灯的频闪和蓝光均比普通灯指数更低,减少了对眼睛的伤害;
二、灯光改造要从哪里做起呢?
改造区域:
1、书桌的光源——台灯
孩子学习、书画时最主要的光源就是桌面光源了,是长时间用眼高发的地方。减少因光线不足或刺眼,导致孩子长时间处于不良光线中,引发孩子视疲劳,导致近视的发生。
2、环境光源——吸顶灯
除了桌面光源外,整体环境的光源也需要改造;尤其是孩子夜晚的学习、阅读等近距离用眼,需要保证2个光源——吸顶灯和台灯同时使用,保证屋内的光线都是有益光线,也保障了所需的照度和均匀度!
3、更优光源——大路灯
大路灯比台灯的照度高、光照范围更广;分上下发光面,既保证书桌及周边范围的光亮,同时天花板也可以将光源反射到墙面,增加整体的亮度;放在客厅、卧室、书房都可以;客厅面积较大,可以优先考虑大路灯。
全屋光源改造:台灯+吸顶灯
最优改造方案:大路灯+吸顶灯
三、改造标准
1光谱:桌面台灯尽量益光谱;吸顶灯、大路灯全光谱;
2显色指数:Ra≥95 ,R9≥90(光照下的显色饱满);
3色温:具备4000K色温,是最适合孩子学习的;
4照度:桌面照度900~1500lux;
5频闪:找无频闪;
6蓝光:认准RGO;
光线的质量,会直接影响孩子的视力,学校的灯咱们无法控制,把家里的灯给孩子更换成护眼灯,卧室和客厅,这些孩子常待的区域,都建议更换成护眼的光源。按照房间面积每平米7—8瓦去选择功率即可。
第三节、灯光标准
一、蓝光
1、什么是蓝光?
蓝光并不是指蓝色的光,而是波长在380-500纳米的高能量可见光,是可见光中能量最强的光。短波蓝光是可见光的重要组成部分,波长短,能量高,能够直接穿透晶状体直达眼底视网膜。
研究显示,蓝光不仅存在与太阳光中,还大量存在于电脑显示器,荧光灯,手机,数码产品,LED显示屏,浴霸,投影仪,激光笔,手电筒等。
2、蓝光有哪些危害?
1)、损结构:有害蓝光具有极高能量,能够穿透晶状体直达视网膜,引起视网膜色素上皮细胞的萎缩甚至死亡。 光敏感细胞的死亡将会导致视力下降甚至完全丧失,这种损坏是不可逆的。蓝光还会导致黄斑病变。 人眼中的水晶体会吸收部分蓝光渐渐混浊形成白内障,而大部份的蓝光会穿透水晶体,尤其是儿童水晶体较清澈,无法有效抵挡蓝光,从而更容易导致黄斑病变以及白内障。
2)、视疲劳: 由于蓝光的波长短,聚焦点并不是落在视网膜中心位置,而是离视网膜更靠前一点的位置。 要想看清楚,眼球会长时间处于紧张状态,引起视疲劳。长时间的视觉疲劳,可能导致人们近视加深、出现复视、阅读时易串行、注意力无法集中等症状,影响人们的学习与工作效率。
3)、睡不好: 蓝光会抑制褪黑色素的分泌,而褪黑色素是影响睡眠的一种重要激素,目前已知的作用是促进睡眠、调节时差。 这也能解释为什么在睡前玩手机或者平板电脑,会造成睡眠质量不高甚至难以入睡的原因。
2、蓝光的安全等级分类
1)、RGO (无危害):在标准规定的极限条件下,也不造成任何光生物危害。
2)、RG1 (低危害):在正常使用条件下,根据人的正常光照行为不会造成光生物辐射危害。
3)、RG2 (中等危害):根据人眼对高亮度光源的炫目回避,或热辐射的不适反应,不造成光生物辐射危害。
4)、RG3 (高危害):即使瞬间的光照,也会造成辐射危害。
二、照度
1、照度:指单位面积上所接受可见光的光通量(Lux或Lx)。用于指示光照的强弱和物体表面积被照明程度的量。可以理解为表示光照强弱的根据。
4、照度均匀度:指规定区域内,最大照度与最小照度之比。照度均匀度是个大于1的比值,且这个值越小越好。值越小,光照分布越均匀,灯光下的明影效果越不明显。
3、照度及照度不均的影响:如果孩子长期在照度不足,取关照不够均匀,有明显明暗对比的光环境下读写作业,很容易出现视疲劳,继而导致视力下降。
4、照度及均匀度相关标准
我国国家标准GB/T 9473-2008《读写作业台灯性能要求》对照度及照度均匀度有明确标准。根据标准的规定。对读写作业台灯的照度及照度均匀度的要求是A级以上。
三、色温
1、色温表示光源光色的尺度(单位: K)|是按绝对黑体来定义的,绝对黑体的辐射和光源在可见区的辐射完全相同时,此时黑体的温度就是该光源的色温,通俗来说色温指光线的颜色。当色温越高,光源发出的颜色越偏冷,反之,色温越低,光源发出的颜色越偏暖。
2、色温对孩子的影响
我国《建筑照明设计标准》里明确规定:在LED光源下长期工作或作业,色温不宜高于4000K。主要因为:
1)色温过低容易昏昏沉沉。没精神,学习无法专注;
2)色温过高:
a.色温过高所含蓝光就越多,容易对孩子的视网膜造成影响:
b.不契合,入体的司晨节律,热的司晨节律,是日出而作,日落而息。当色温高于4000K时,人会感觉是“冷光"、
人得精神会比较集中,色温越高,大脑越兴奋;
c.视觉影响L孩子的眼睛尚未发育完全,视觉通透性比成人好许多,很容易早熟视觉危害。
结论:≤4000K左右的中性暖白光,是比较契合人体司晨节律,在晚间既不刺激大脑又不会让人昏昏欲睡的色温,同时不会出现大剂量蓝光,因而非常适合晚间孩子读写。
四、频闪
1、频闪指光的闪动频率
2、光源的频闪的危害:
1)、偏头痛或严重的头痛常伴恶心、视觉紊乱。
2)、光敏性癫痫或闪烁光诱导的颗病发作
3)、视力下降
4)、频闪效应和相关的明显减慢或者停止旋转机械。
5)、在自闭症人之间增加重复行为:包括应变疲劳、视力模糊和传统的头痛、视力及视觉相关作业上性能下降。
3、频闪评估标准及权威认证
当前国际上比较权威的频闪检测依据是IEEE(电气和四暗自工程师协会)推出风险评估草案《LED照明闪烁的潜在健康影响》。我国《视觉作业台灯技术要求》采用了这一评估方案,规定台灯在其额定电压下工作时,其光输出波形的波动深度不大于以下限量:
光输出波形频率<光输出波形频率<3125Hz,光输出波形频率x0.08/2.5(%);
光输出波形频率>3125Hz。
第四节、红光
除了依靠环境光来补充“光营养”,近年来还出现了很多其他的方法,就是把深红光提炼出来,用激光的方式,短时间照射给孩子,补充“光营养”这就是低水平红激光疗法,简称红光治疗,这种激光设备俗称哺光仪。很多试验证明,采用630~670nm的低水平红激光,每天2次,每次3分钟照射眼底,可以激活眼底细胞的线粒体功能,避免脉络膜薄变,产生显著的近视防控效能。
红光治疗控制眼轴的效能令人惊叹,甚至颠覆了以往眼科界关于真性近视不可恢复、眼轴不可缩短的认知,成了预防近视的重要方法,但随着有部分病例发现孩子眼底被激光灼伤,目前国家管控该类产品,医院也纷纷下架此产品,但是红光的效果已经被发现和认可,如何既能符合国内法规,又能让孩子享受“光营养”。
红光台灯应运而生,他是在益光谱台灯的基础上,又增加了单独的红光功能,消费者可以使用台灯进行照射,一是避免了使用激光可能带来的风险,二是不接触眼球,效果虽然相对不明显,但亦是目前最安全的红光方法了,毕竟近视防控的前提是安全。