你坐在教室里，在明亮的燈光下學(xué)習(xí)。你知道教室里的照明用的是什么燈具嗎?你知道教室照明一天要消耗多少電量嗎?你知道如果使用節(jié)能的LED燈具，教室一天能節(jié)約多少電量嗎?那么如果全國的教室都使用LED燈，一年能為國家節(jié)約多少電量呢?也許你和筆者一樣平時從未思考過這些問題，但是深圳耀華學(xué)校環(huán)保社的侯凱灜還有他的小伙伴們卻一直在研究這些問題。
深圳耀華學(xué)校環(huán)保社除了經(jīng)常開展環(huán)保宣傳活動和環(huán)保志愿服務(wù)，環(huán)保社的博客上也會定期更新環(huán)保新聞和各種環(huán)保常識，環(huán)保社還會每天監(jiān)測學(xué)校操場的PM2.5濃度，并在環(huán)保社的微信公眾號上發(fā)布，以方便學(xué)校同學(xué)及時了解環(huán)境信息。
最近，以侯凱灜為首的耀華環(huán)保社實(shí)驗小組研究起了教室的節(jié)能方案，還取得了不小的成果，得到了學(xué)校和社會的肯定。他們做的《關(guān)于教室照明使用LED燈具的節(jié)能環(huán)保效果與經(jīng)濟(jì)性的實(shí)驗研究》在國家科技部門主管的國家學(xué)術(shù)期刊《中國科技縱橫》雜志上發(fā)表了。據(jù)雜志社的編輯介紹，這本雜志之前罕有發(fā)表中學(xué)生寫的研究論文。這項研究也獲得了“我的中國夢—我是未來小小科學(xué)家”活動評選一等獎以及“2014我們愛科學(xué)爭做科學(xué)小達(dá)人”活動一等獎等獎項。
燈泡引發(fā)的奇想
夜靜悄悄的，大地仿佛都睡著了。侯凱灜正在家里燈下聚精會神地看書。他似乎忘記了時間，沉浸在這份寧靜和美好的學(xué)習(xí)中。突然，只聽到“啪—”地一聲響，臺燈的燈泡炸了。房間里，頓時變得一片漆黑。
凱瀛趕緊拿了一只燈泡來換。剛剛要把壞了的燈泡拿下來，就聽到“哎喲”一聲，凱瀛的手被被燙了一下!燈泡換好了，剛才那一幕，卻還在凱瀛腦海里閃現(xiàn)。他想，那個燈泡為什么那么燙呢?那燈泡上的熱量真大呀!如果換成一種不發(fā)燙的燈泡避免熱能消耗，而且更加環(huán)保、節(jié)能、耐用，那該多好啊!這個念頭一閃，傾刻間，讓他興奮不已，睡意全無了，他在心里不禁暗暗地叫好。
凱瀛先在網(wǎng)上查閱了大量資料。他了解到，人類的照明工具一直在發(fā)展，從古代的蠟燭、油燈，到愛迪生發(fā)明的白熾燈，再到后來廣泛使用的熒光燈。現(xiàn)在，人類又發(fā)明出了LED照明。相比傳統(tǒng)的熒光燈，LED照明有著許多優(yōu)點(diǎn)。
首先就是節(jié)能環(huán)保。LED燈具光效高，能夠節(jié)約大量的電，可以減少發(fā)電廠二氧化碳等氣體的排放。第二，安全健康。LED燈不會發(fā)出紫外線，對人體無害;采用直流驅(qū)動，消除了傳統(tǒng)燈具的頻閃現(xiàn)象，色溫低，顯色指數(shù)高，可以更好地保護(hù)視力。另外，LED燈管不含鉛、汞等有害物質(zhì)，不小心打破了不會造成重金屬有毒物質(zhì)的擴(kuò)散。再其次，使用壽命長。一盞LED燈的額定壽命一般是幾萬小時，甚至達(dá)到十萬小時以上，而普通熒光燈則在一萬小時以下。
在了解了LED燈具種種長處后，節(jié)能LED的家庭改造計劃開始了。凱瀛首先記錄下了家里在使用LED燈之前的耗電量，然后將家里的燈泡全部換上了LED節(jié)能燈，并對耗電量、發(fā)熱量、房間亮度進(jìn)行了簡單測試。在換上LED燈具后，家里的燈光變得更加柔和，房間亮度并沒有降低，但是家里的耗電量降低了，燈泡下面也沒以前那么熱了。看到自己的改造計劃實(shí)現(xiàn)了預(yù)定的節(jié)能目標(biāo)，那一刻，凱瀛感受到了成功的喜悅。
實(shí)驗小組在行動
家里的節(jié)能LED燈改造計劃有了初步的成果，凱瀛就想到，如果學(xué)校也能用上LED節(jié)能燈，不是更好嗎?雖然LED照明有如此多的優(yōu)點(diǎn)，但是人們對這些優(yōu)點(diǎn)缺乏直觀的感受，加上LED燈比普通熒光燈售價要高，因此在實(shí)際生活中，人們對于使用LED燈具還未到大面積普及的地步。
因此，凱瀛找來了環(huán)保社的一些小伙伴，組成了一個實(shí)驗小組，組織了一些實(shí)驗，對LED照明的節(jié)能環(huán)保效果和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行測算檢驗。
在數(shù)據(jù)采集期間：實(shí)驗小組計劃選擇了一個完整的學(xué)期，即從2013年9月2日到2014年1月24日，作為數(shù)據(jù)采集期間，共計21周，扣除周末及節(jié)假日后正常學(xué)習(xí)日為101天。數(shù)據(jù)采集頻率是每月采集一次，時間為每月最后一天下午下課后的17∶30前后。
開動腦筋自籌資金
但是實(shí)驗需要資金的支持，凱瀛和他的小伙伴省下了平時的零用錢用作實(shí)驗經(jīng)費(fèi)，不向家長伸手，也不給學(xué)校添麻煩。為了獲得同學(xué)和學(xué)校對此次實(shí)驗的支持，他們利用各種機(jī)會向人們介紹自己的環(huán)保節(jié)能理念和節(jié)能計劃，很多老師和同學(xué)被他們感動了，紛紛為本次實(shí)驗計劃提供支持和幫助。
“LED燈管：型號KK-T8-4FW-15，價格60元/根，18根燈管共計花費(fèi)1080元;電度表：在淘寶網(wǎng)上購買，型號ZJ120-001，2個電度表共計花費(fèi)130元。照度儀：在淘寶網(wǎng)上購買，型號AS823，花費(fèi)253元……”這是實(shí)驗小組小賬本記下的實(shí)驗資金的使用情況，為了買到價廉物美的實(shí)驗用具，凱瀛他們不厭其煩地精挑細(xì)選，貨比三家，從中也大大鍛煉了他們的成本管控觀念，小小年紀(jì)，也學(xué)會了如何討價還價。
在學(xué)校電工的指導(dǎo)下，實(shí)驗小組對燈具和電度表進(jìn)行了安裝調(diào)試。在此當(dāng)中，孩子們吃了不少的苦。凱瀛之前學(xué)習(xí)的電路知識，如今正好排上了用場，做起“小電工”來像模像樣。
少年的節(jié)能建議
實(shí)驗小組選擇了兩間用燈時間基本相同的教室，其中一間教室繼續(xù)使用現(xiàn)有的熒光燈管，另一件教室將熒光燈管替換為LED燈管，并確保兩間教室課桌的照度大致相同。使用電度表分別測量出兩個教室一段時期內(nèi)的用電量，從而進(jìn)行計算、對比和分析。
實(shí)驗過程中，實(shí)驗小組克服了很多的困難，比如，為了不影響同學(xué)們的上課，所有實(shí)驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計等工作，都是在下午下課后的5點(diǎn)半進(jìn)行，別的同學(xué)們放學(xué)后都興高采烈地回家了，凱瀛他們的實(shí)驗工作卻開始了。有的時候，為了得到更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，凱瀛經(jīng)常要很晚才能回家，父母為他留的飯菜都涼了。
經(jīng)過反復(fù)的實(shí)驗和統(tǒng)計測算，實(shí)驗小組的實(shí)驗取得了科學(xué)而準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)：使用LED燈管的A512教室比使用熒光燈管的A412教室1年可以節(jié)約電量744.4度，減少CO2排放715千克(根據(jù)中國生命周期基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫CLCD，生產(chǎn)1度電產(chǎn)生CO2排放約960克)。按深圳市居民用電收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)0.68元/度計算，一間LED教室每年可以節(jié)約電費(fèi)506.19元，而將一個教室的熒光燈管替換為LED燈管所需的采購費(fèi)用為1080元，這也就意味著只需要兩年時間，使用LED燈管所節(jié)省的電費(fèi)就可以收回其采購成本。
耀華學(xué)校是一所全日制學(xué)校，位于深圳市福田區(qū)，現(xiàn)有小學(xué)、初中、高中三個辦學(xué)層次，共67個教學(xué)班，在校學(xué)生1758人，任課教師164人。學(xué)校共有67個如A512大小的標(biāo)準(zhǔn)教室，如果全部更換為LED燈具，則每年可節(jié)約照明用電量4.99萬度;減少CO2排放4.79萬千克;節(jié)約電費(fèi)3.39萬元。而且，由于消除了傳統(tǒng)燈具的頻閃現(xiàn)象，對于中小學(xué)生的視力保護(hù)很有好處。
他們心中還有一個更大的設(shè)想：根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，目前全國共有各類教室約340萬間，如果全部更換為LED燈具，則全國教室每年可節(jié)約照明用電量約24億度(相當(dāng)于一個大型火電站一年發(fā)電量);減少標(biāo)準(zhǔn)煤消耗約100萬噸;減少CO2排放約230萬噸;節(jié)約電費(fèi)約16億元。
根據(jù)實(shí)驗結(jié)果，環(huán)保社實(shí)驗小組寫出了《關(guān)于教室照明使用LED燈具的節(jié)能環(huán)保效果與經(jīng)濟(jì)性的實(shí)驗研究》，反映了當(dāng)代少年善于思考和勇于創(chuàng)造的精神，以及同學(xué)們對于節(jié)能環(huán)保方面的有益探索和大膽實(shí)踐。
現(xiàn)在，以侯凱瀛為首的實(shí)驗小組首先向耀華學(xué)校建議，在將來教室的更新改造中，優(yōu)先考慮更換LED燈管，這不僅可以節(jié)能環(huán)保，還可以有效降低學(xué)校運(yùn)轉(zhuǎn)成本，也可以通過使用節(jié)能設(shè)施向全校同學(xué)宣傳節(jié)能環(huán)保的理念，是一件兼具節(jié)能環(huán)保、經(jīng)濟(jì)性和教育意義的工作。他們還想向全國的學(xué)校建議，考慮將教室照明盡早更換為LED燈管。
陽光少年全面發(fā)展
作為實(shí)驗小組的發(fā)起和組織者，今年14歲的侯凱瀛能取得現(xiàn)在的成績不是偶然的。他的好奇心強(qiáng)、有廣泛的興趣愛好。他很喜歡閱讀，而且閱讀面廣泛，喜歡閱讀科學(xué)、歷史、人物傳記等方面的書籍，并經(jīng)常與父母一起討論政治、歷史、科學(xué)等方面的問題。
除了閱讀，他還喜歡研究動物的生活習(xí)性，飼養(yǎng)過蠶、魚等小動物，并觀察、記錄和研究他們的生活習(xí)性，尤其對各類螞蟻的生活習(xí)慣、生活環(huán)境和蟻巢結(jié)構(gòu)有深入研究，曾自己設(shè)計制作蟻巢，成功從蟻后開始培養(yǎng)蟻群。
在接受筆者的訪談時，侯凱瀛笑容燦爛地說道：“做這件事的想法很簡單，我們耀華環(huán)保社的理念就是‘環(huán)保從身邊做起，環(huán)保從現(xiàn)在做起’，所以我和我的同學(xué)們就想結(jié)合日常的實(shí)際生活來做一些環(huán)保的調(diào)查和研究，一方面能為環(huán)保做一些貢獻(xiàn)，另一方面也能鍛煉我們的自身能力”。
“雖然一個學(xué)生的力量和能力有限，但是通過我們的這項研究，我們也想向全社會倡議，希望每個人、每個單位都能對節(jié)能環(huán)保投入更大的關(guān)注和熱情。希望通過大家共同的努力，讓水更清、天更藍(lán)，讓地球家園變得更美好!”侯凱瀛表示。
