GB/T9473-2008《讀寫作業臺燈性能要求》標準解析
摘要: 本文旨在介紹 GB/T9473-2008《讀寫作業臺燈性能要求》的內容、理解和現實意義。
1范圍
本標準涉及的產品范圍是臺燈中用于讀寫照明用的書寫臺燈。配用光源是鎢絲燈(白熾燈)和管形熒光燈的臺燈是屬于這個標準范圍的。標準規定的是產品的性能要求,燈具安全性要求作為性能考核的一個前提,考核內容的是產品性能水平是否能滿足舒適的閱讀照明要求,比如光色、照度、噪聲等。
目前,市場上出現許多護眼臺燈,其護眼與臺燈性能之間的關系并未經過嚴格的科學論證,且護眼缺乏醫學臨床的相關證明,目前市場上護眼臺燈這種叫法是沒有科學依據的。
市場上所謂護眼臺燈的賣點是稱 無頻閃,具有護眼功能 。大多數護眼臺燈是采用電子鎮流器使熒光燈在高頻電流下工作的原理,頻率通常在 20kHz以上,該頻率相對于采用電感鎮流器使熒光燈在工頻電流下工作的 50Hz而言,使肉眼幾乎感覺不到高頻閃爍。不過即便肉眼感覺不到,頻閃還是存在的,只不過熒光燈使用高頻電子鎮流器工作時的頻閃效應比使用工頻電感鎮流器工作時小。目前,高頻閃爍影響視覺研究的工作成果尚不能肯定由高頻的光刺激引起視網膜神經的響應會影響任何感知或運動神經的視覺功能,因此也難以確定高頻電子鎮流器是否能有效保護眼睛。
目前很多商家使用陀螺測試法來向消費者證明護眼臺燈的所謂護眼功效。陀螺測試法是說明頻閃效應的一種簡易方法,僅說明熒光燈使用高頻電子鎮流器工作時的頻閃比使用工頻電感鎮流器工作時的頻閃來得更小而已,并不能證明護眼的功效。
老標準的產品范圍是用于室內局部照明的民用臺燈。民用臺燈包括讀寫照明用、非讀寫環境的一般照明用和裝飾用臺燈。新標準涉及的產品范圍僅限于讀寫照明用的臺燈。新標準將安全要求的具體內容刪除,將臺燈性能要求涉及的產品范圍縮小,針對性更強。
2 引用標準
實現臺燈功能的重要部件除了燈具本身以外,還有光源和穩定光源工作的鎮流器,因此在涉及光源和鎮流器的條款中引用相關的性能標準。這些測試項目有一套測試方法,通過引用相關測試方法標準來構成條款的規定要求。新、老標標差異見表2.1。
表2.1 與第 2章有關的新、老標準的主要差異
3 一般試驗要求
本標準 3.1的要求是對委托型式試驗樣品的試驗。樣品型式試驗合格并不保證制造廠制造的產品全部合格。產品的符合性是制造廠的責任,除了型式試驗以外,可包括例行試驗和質量保證。
本條款提示了標準的適用范圍,標準的內容僅包括型式試驗的測試項目。符合本標準只是代表被測的產品符合了要求,并不表示制造廠生產的所有同類產品都符合要求。除了本標準的試驗要求,還需要對產品做例行試驗項目,即 100%的檢驗,以及工廠質量保證。
本標準 3.1.2光源和鎮流器是燈具的重要部件,其特性是燈具性能的一個組成部分。
燈具使用的光源和鎮流器應符合表 3.1規定。
表3.1 光源和鎮流器的性能標準編號(GB/T9473表 1)
燈具的性能要求與光源和鎮流器密不可分,只有光源和鎮流器的性能符合要求的前提下,來要求燈具的性能符合要求才是合理的。燈具制造廠應重視光源和鎮流器的質量,只有光源和鎮流器性能優良才能得到燈具性能優良。
由于光源和鎮流器有相關的性能標準,在檢驗此條款時,只需確認是否有一份有效的試驗報告,并檢驗它們能否被正確安裝和正常工作。
本章內容新、老標準的主要差異是新標準將光源和鎮流器作為燈具的重要部件,其性能要求是燈具性能要求的一個重要組成部分。舊標準沒有這一章節的相關內容。
4 術語和定義
標準列出了 6個定義:
1、臺燈 table lamp
安置在家具上的可移式燈具。
臺燈是一種可移式燈具,燈具正常使用時,連接電源后能夠從一處移到另一處的燈具。
2、讀寫作業臺燈 table lamp for paper task
為閱讀或書寫提供照明的臺燈。
臺燈是局部照明燈具,用于閱讀或書寫的臺燈就稱為讀寫作業臺燈。
3、型式試驗 type test
對樣品的一個試驗或一系列試驗,其目的是檢驗某一給定產品的設計與有關標準要求的符合性。
型式試驗合格并不意味著生產線上的產品符合要求,制造廠應對生產過程進行控制,實施并保持工廠質量保證能力。
4、顏色 color
光源發出光線的顏色特性由相關色溫和顯色指數來確定。
a) 在相同視亮度和規定的觀測條件下,普朗克輻射體輻射的知覺色與給定色刺激的知覺色最接近相似時,普朗克輻射體的溫度,即為該色刺激的相關色溫,單位:K。
b) 由被測照明體照明物體所呈現的心理物理色與由參照照明體照明同一物體所呈現的心理物理色一致程度的度量(應適當考慮色適應狀態)稱之為顯色指數。
照明燈具也有顏色方面的要求,不同于信號燈的色彩要求,而是應接近太陽光的顏色,讀寫環境里的視覺感受才是舒適的。
太陽光的光色隨每日早晚和季節的變化而變化,它與黑體隨溫度變化的光色變化軌跡是接近的。在軌跡上變化的光色可以用色溫來表示,與軌跡接近的光色可以用相關色溫來表示。
另一個有關顏色方面的要求是顯色指數。在太陽光的照射下我們看到了的物體的真實顏色,在燈具的照明里能看到物體真實顏色的還原程度稱為燈光的顯色指數。顯色指數是照明效果評價的重要參數,顯色指數太低會使原來鮮艷的圖片變得灰暗,顯現性變差。
5、照度(lx)illuminance
投射在單位面積元上的光通量,單位:勒克斯(lx)。1勒克斯定義為1流明的光通量均勻分布在1m2表面上產生的照度。
生活中我們喜歡說光線明和暗或亮與不亮,在光度學中,我們用照度表示光線照到工作面上的多少。照度的單位是lx,其物理含義是單位面積上接受到的光通量(單位:lm),即lmm-2。
6、燈具正常工作位置normal attitude of a luminaire
由制造商規定的滿足光度學要求的燈具姿態和擺放狀態。
臺燈支架的彎曲度、傾斜度通常是可以調節的,作為讀寫作業臺燈應被正確安置燈具姿態和擺放位置,使得燈具照明達到舒適的效果。
老標準沒有新標準的這一章。為了更清楚地明確、詮釋標準的要求,新標準加進了術語和定義這一章。
5 技術要求
臺燈作為一種電器應符合相關的電器安全標準,其相關標準是GB7000.11《可移式通用燈具安全要求》。
用熒光燈作為光源的所有臺燈以及配有調光裝置的臺燈引起的無線電騷擾應符合 GB17743的規定,其工作時的電源諧波電流應符合 GB17625.1的規定。
顧客從外包裝或說明書上了解到的外形、外殼顏色、結構等信息應與包裝內的燈具一致。
以下按標準結構,從 9個方面解析技術要求。
1、光源
臺燈使用的光源應符合相關的光源性能標準,見表 5.1,并且顯色指數應達到 82。在讀寫照明的光環境里,顏色的還原應比較好,能提高圖片或文字清晰度。
表5.1熒光燈的相關色溫類型和光色(GB/T9473表 2)
2、鎮流器
與燈具配用的鎮流器應符合相關的鎮流器性能標準,見表 3.1。
3、標志
a.光源被看作是燈具的重要組成部分,除應符合相關性能標準外,在被裝入燈具后,照明效果應符合標準的技術要求。因此,在燈具的說明書中應標明可以使用的光源型號名稱和規格以及制造廠商,可以不只一個。在這種情況下應對說明書上列出的所有光源進行驗證并檢驗照明效果。
b.熒光燈的光色可以用相關色溫或文字來表示,見表 5.1。讀臺作業臺燈在光色方面沒有特別的要求,不過,每個人都會對光色有自己的喜好,不同的工作和讀書環境里應選擇與之相適應光色。為便于顧客的選擇,應在產品上、說明書或包裝上標明光源的光色。
c.熒光燈的顯色指數用 Ra+數字表示,數字的最大值是 100。為提高作業的清晰度和顏色的逼真度,緩減眼睛的壓力,要求讀寫臺燈光源的顯色指數應不低于 82。為便于顧客的選擇,應在產品上、說明書或包裝上標明光源的顯色指數。
d.燈具應至少有一個正常工作位置,當燈具被置于這個位置時臺燈的照明效果是符合標準要求的。由于臺燈的支架的傾斜程度或彎曲程度能被改變,因此制造廠應在說明書上標明臺燈的正常工作位置,指導顧客正確地使用,營造舒適的視覺環境。
4、光度學要求
當燈具處于說明書標明的正常工作位置,燈具應有較好的照明效果。
眩光是評價臺燈性能的重要內容。我們都有這樣的生活經驗,當你迎著太陽時,看不清前面的景物,當你用手遮在眼睛的上面,眼前的景物就清楚很多。這是由于太陽的光線照射到眼睛里,形成一道光幕,如同景物前面有一道簾,景物就看不清了。讀寫作業臺燈安置在桌面上、燈體高度與眼睛的高度差不多時,如果燈具結構尺寸不合理,燈具溢出的光線射進眼睛內就造成光幕。因此,本標準對燈具提出了要求,當眼睛處于距桌面的高度為400mm、離光源中心的水平距離 600mm處看燈具時,應看不見光源及反射器內壁。
當眼睛從暗的環境里走向亮的地方,會覺得刺眼,這時眼睛的瞳孔會馬上縮小減少射入的光線來適應亮的環境。這是自然的生理適應現象。因此,我們要求臺燈在桌面上的照明應是比較均勻的,且照明區域應覆蓋讀寫作業的面積,否則,閱讀寫字時在眼睛的視線范圍內照明不均勻引起眼睛時刻在不停地調節瞳孔的大小,容易引起視覺的疲勞。測試方法是以燈具出光口的幾何中心的垂直投影點為圓心,位于眼睛的正前方,靠近眼睛一側的投射范圍內,離圓心的半徑距離為 300mm的三分之一扇形以內,AA級照度應大于500lx,A級照度應大于250lx;離圓心的半徑距離為 500mm的三分之一扇形被前面的扇形截下的區域以內,AA級照度應大于300lx,A級照度應大于 150lx。每個區域內的照度均勻度(最大值/最小值)不得大于3。本標準規定了兩個照明等級。如果需在臺燈下工作較長的時間,制造商可以推薦用戶使用照度水平較高的等級。
5、紫外線
熒光燈又稱低氣壓汞燈,汞原子受激發放電產生的紫外線射到玻管內壁的熒光粉上轉換成可見光。由于熒光燈的工作機理,對紫外線泄露的研究應受到關注。
6、噪聲
熒光燈具內裝有鎮流器作為噪聲源影響著人們的生理和心理健康。由于噪聲容易使人疲勞,因此往往會影響精力集中和工作效率。臺燈是陪伴人們工作、學習的重要設備,需要嚴格控制聲源。
7、油漆涂層
燈桿、燈臂等熱鍍鋅后應進行油漆涂層處理,其外觀、附著力、耐濕熱性應符合現行行業標準《燈具油漆涂層》(QB1551)的有關規定。臺燈反射器油漆涂層的外觀、附著力和抗潮濕性能均應符合標準的規定。
8、電鍍化學覆蓋層
燈具零件的電鍍、化學覆蓋層(鉻、鎳、銀、錫、鋅、鋁及鋁合金的陽極氧化膜)的外觀質量、覆蓋層的最小厚度應符合 QB/T 3741《燈具電鍍、化學覆蓋層》的規定。
9、電源線
為方便安置臺燈在合適的位置,電源線外露長度不得小于1.8m。外露長度是指導線暴露在燈具外離燈體最近一點與插頭面之間的長度。
本章內容新、老標準的主要差異:
1、關于臺燈的安全要求,老標準涉及的條款有 3.2、3.5、3.5.2、3.5.3、3.5.4、3.5.5、3.5.6、3.5.7、3.5.8、3.5.9、3.5.10,新標準引用 GB7000.11《可移式通用燈具安全要求》,要求臺燈符合性能要求的同時應滿足安全要求。
2、新標準增加了無線電騷擾特性和電源諧波電流限值的要求。
3、新標準增加了光源的性能要求和鎮流器的性能要求,要求光源和鎮流器的性能質量成為臺燈滿足性能要求的條件之一。
4、新標準制定了有關性能要求的標志內容,要求明確與臺燈配用的光源的型號規格和制造廠,以及光源(指熒光燈)的色溫和顯色指數,并在說明書中指示燈具的正常工作位置。
5、新標準提高了照度水平和照度均勻度的要求,并將照度水平劃分為兩個等級。
6 試驗方法
以下按標準結構,從 8個方面解析試驗方法的要求。
1、燈具外觀、顏色和結構
當說明書內指示了燈具的外形尺寸、顏色和結構,對燈具進行外觀檢查是否與燈具一致。
在說明書上檢查是否標明可使用的光源型號和制造商。
2、標志
對于使用熒光燈的臺燈應檢查是否在產品、包裝或說明書上標明光源的色溫、光色和顯色指數。
在說明書上是否標識了燈具的正常工作位置。
3、油漆涂層
燈桿、燈臂等熱鍍鋅后應進行油漆涂層處理,其外觀、附著力、耐濕熱性應符合現行行業標準《燈具油漆涂層》(QB1551)的有關規定。臺燈反射器油漆涂層的外觀、附著力和抗潮濕性能均應符合標準的規定,按標準要求用外觀法進行檢驗。
4、電鍍化學覆蓋層
燈具零件的電鍍、化學覆蓋層(鉻、鎳、銀、錫、鋅、鋁及鋁合金的陽極氧化膜)的外觀質量、覆蓋層的最小厚度應符合 QB/T 3741《燈具電鍍、化學覆蓋層》的規定,按標準要求用外觀法進行檢驗。
5、光源的性能測試
對滿足其自身性能標準且按規定使用的光源,一份有效的試驗報告充分說明了符合性。對于沒有試驗報告的光源,應按相關的光源性能標準進行檢測。
6、鎮流器的性能測試
對滿足其自身性能標準且按規定使用的鎮流器,一份有效的試驗報告充分說明了符合性。對于沒有試驗報告的鎮流器,應按相關的鎮流器性能標準進行檢測。
7、光度學要求
燈具光度學試驗使用的光源應符合相關光源性能標準。這需要對測試光源進行篩選,首先進行外觀篩選,對外泡殼和發光體幾何尺寸、形狀不符合要求,或者熒光燈的涂粉不均勻都不能作為測試光源。然后,對光源進行老練,老練后測試光源的光電參數,對于光電參數不符合光源相關性能標準的光源不能作為測試光源。
當光源對溫度敏感時,燈具或光源周圍的環境溫度對測試的結果產生影響。熒光燈就屬于此類光源,這種光源需要用冷端溫度來控制最佳蒸氣壓,因此環境溫度與出光率有關,存在一個最佳環境溫度,例如 T8和 T10熒光燈管的最佳環境溫度是 25℃。在試驗環境里應無對流的空氣,否則,光源周圍的溫度不能穩定下來。白熾燈對環境溫度不敏感,可以在比較寬的溫度范圍內進行測試。
試驗應在穩壓電源的供電下進行,應使用精度較高的電參數表,監視電源電壓和頻率的誤差不超過標稱值的0.2%。
為檢驗電源電壓和頻率的準確度,使用的電工儀表的準確度不低于 0.2級。
讀寫作業臺燈應在說明書中指示正常工作位置,當臺燈處于正常工作位置時,照明效果能符合標準5.8的要求。光度試驗時,將燈具處于說明書指示的正常工作位置,然后使燈具點燃。
白熾鹵鎢光源有透明玻殼類,也有磨沙玻殼和乳白玻殼,它們屬于漫射玻殼類。用于光度測試的帶漫射泡殼的光源,磨沙和涂覆質量應均勻且達到同類產品的平均水平。
白熾燈的光通量與電源電壓密切相關。光源與燈座應有良好的電氣連接,應避免變化的電阻性接觸。
任何類型的剛出廠光源不能作為測試光源,因為光源內的剩余的雜質和雜質氣體需經過一段時間點燃除去。在光源壽命的最初光電參數是不穩定的,需要經過一段時間的點燃,才能進入比較穩定的工作階段,在這段壽命里光電參數容易達到穩定,光通量的衰減很慢。
當廠家對光源在燈具內的位置有明確要求時,裸光源應僅在廠家允許的位置上工作。
環境溫度應在 20~27℃。測量期間,溫度變化不應超過3℃。
熒光燈是低氣壓汞燈的玻管上涂覆熒光粉漿,熒光粉應均勻地覆在玻管的內壁。熒光燈屬于漫射類光源。光源玻管的漫射質量應與產品的平均水平一致。與軸垂直的中心平面在各個方向的光強不應超過平均光強的 3%。
當熒光燈進入壽命末端時,燈管的兩端會逐漸變黑,這是原子轟擊電極濺射的電子粉造成的。當光源的兩端變黑時,光源的光電參數發生變化,光通量衰減也是很快的。因此,被測光源應沒有明顯的黑端。
管形熒光燈存在最佳汞蒸汽壓,汞蒸汽壓達到最佳值時,燈管的光效最好。當環境溫度發生變化時,汞蒸汽壓會發生變化,因此,環境溫度對熒光燈非常重要。
當光源在燈具內時,光源應在燈具的設計位置工作。
環境溫度應在 25℃1℃。光源周圍應盡可能地沒有氣流。
以上是光學試驗前的準備。需要完成的兩個光學試驗如下所述:
(1)、遮光性試驗
應將臺燈按制造商的要求處于正常工作位置。將臺燈放置在桌面上,試驗人員坐在桌前,將眼睛位于離開桌面 40mm的高度以及水平距離光源中心 600mm的位置朝燈的出光口面看去。試驗結果的判別按照標準 5.8.1。
(2)、照度試驗
以燈具出光口的幾何中心的垂直投影點為圓心,位于眼睛的正前方,在燈具的投射范圍內,離圓心的半徑距離為 500mm的三分之一扇形內,以 30為間隔,在半徑線上進行照度測量,測試間隔為100mm,包括圓心,如圖 6.2所示。照度的測量儀器應符合JJC245《光照度計》的要求。
在進行照度測試時,應注意最好在光度暗室內進行,或者試驗環境內沒有較大面積的反射面。安置臺燈的試驗臺面應涂覆無光黑漆。試驗時,周圍環境內不應有其它任何照明。由于臺燈的照射距離比較近,應考慮照度探頭的高度,必要時應墊高臺燈的底座。
8、噪聲試驗要求
國內現有的燈具產品對噪聲指標一般控制在低于35dB(A)。
將聲源放置在一個沒有干擾的自由聲場中,即無障礙物的反射,也無環境噪聲的干擾。消聲室可以模擬這個理想的空間,建立近似的自由聲場。消聲室的體積應比被測燈具的體積大 200倍以上。熒光燈燈具的鎮流器作為一種消聲源具有以下特性:體積小、噪聲穩定、聲功率級較小、指向性因數不大,對燈具鎮流器的噪聲測試應按精密級測定法進行。
圖6.1 遮光性試驗的眼睛位置(GB/T9473圖1)
圖6.2 照度試驗的布點方式(GB/T9473圖 2)
圖6.3 噪聲試驗的測試位置(GB/T9473圖 3)
本章內容新、老標準的主要差異:
1、新標準增加了光源和鎮流器的性能標準的試驗要求(見本標準 6.5~6.6),可以用驗證試驗報告的方法確認符合性。
2、新標準增加了光度學試驗一般要求一節,分別對環境溫度、電源和儀表提出了要求(見本標準6.7)。
3、新標準增加了光度學測試前對光源進行老練的要求(見本標準 6.8)。
4、 新標準增加了光度學測試時將臺燈處于正常工作位置的要求(見本標準 6.8)。
5、在照度測試中,新標準布點方式和老標準的比較見表 6.1。
表6.1 新、老標準的關于布點方式的主要差異
6、 新標準增加了噪聲試驗的測試環境條件,分別對環境溫度、電源和儀表提出了要求(見本標準 6.9)。
7 測試報告
測試報告應如實地描述被測樣品的信息和測試狀態,盡可能清楚地反映被測樣品與標準要求有的質量水平和符合標準要求的程度。標準列出的內容是出具本標準測試報告的基本信息。
含有光度學測試內容的試驗報告應含有燈具及其光學部件的信息如下:
a.燈具及其部件的描述
--生產廠的名稱、產品型號;
--用于識別或者具體描述燈具的照片和文字,包括對光學部件的描述,比如,折射器、反射器等;
--其他重要信息,包括樣本選擇的方式。
b.輔助設備的描述(鎮流器、電容器、啟動器)
--生產廠的名稱、產品型號;
--電路類型;
--額定電壓、功率和頻率。
c.測試光源的描述
--生產廠的名稱、產品型號;
--額定功率、光源形狀和燈頭類型;
--光源數和選擇方式。
d.測試條件的描述
--測試電壓和頻率。
--燈具出光口的高度(燈具出光口的最低點相對于桌面的高度)。
這一章是新標準增加的內容,要求測試報告應對樣品中的光源和輔助設備、燈具的控光部件、測試狀態進行必要的描述。
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