淺談教室電氣照明設(shè)計(jì)

李晨

摘要：當(dāng)前青少年學(xué)生的近視率逐年攀升始終受到社會(huì)各界人士的關(guān)注。對(duì)教室照明質(zhì)量的設(shè)計(jì)尤為重要。本文通過介紹照明設(shè)計(jì)指標(biāo)和設(shè)計(jì)依據(jù)及結(jié)合案例通過照明軟件DIALux仿真真實(shí)場(chǎng)景，提出合理的可行性建議，有助于促進(jìn)教室照明質(zhì)量的提升。

關(guān)鍵詞：照明設(shè)計(jì);DIALux仿真;照明質(zhì)量

1教室環(huán)境照明評(píng)價(jià)的主要參數(shù)

（1）照度—照度指的是入射到空間內(nèi)物體上的單位面積上的光通量。

（2）照度均勻度—通常我們將照度均勻度定義為，空間內(nèi)指定平面上最小照度與平均照度的比值，照度均勻度越接近1.0越好。

（3）照明功率密度—某指定建筑的房間或場(chǎng)所，單位面積的照明安裝功率。

（4）統(tǒng)一眩光值—國(guó)際照明委員會(huì)（CIE）用于度量處于室內(nèi)視覺環(huán)境中的照明裝置發(fā)出的光對(duì)人眼引起不舒適感主觀反應(yīng)的心理參量。

（5）顯色指數(shù)—光源顯色性的度量。以被測(cè)光源下物體顏色和參考標(biāo)準(zhǔn)光源下物體顏色的相符合程度來表示。

2教室照明設(shè)計(jì)依據(jù)及要求

2.1教室照明的基本要求

教學(xué)樓照明中最主要的是教室照明，即教師看教案、觀察學(xué)生、在黑板上書寫，學(xué)生看書、寫字，看黑板上的字與圖，注視教師的演示等。教室照明中最基本的任務(wù)是：

（1）滿足學(xué)生看書、寫字、繪畫等要求，保證視覺目標(biāo)水平和垂直照度要求。

（2）滿足學(xué)生之間面對(duì)面交流的要求，引導(dǎo)學(xué)生把注意力集中到教學(xué)區(qū)域。

（3）照明控制適應(yīng)不同的演示和教學(xué)情景，并考慮自然光的影響。

（4）滿足顯色性，控制眩光，保護(hù)視力構(gòu)建健康舒適的光環(huán)境。

除此之外，教室照明還應(yīng)做到安全、可靠方便維護(hù)與檢修，并與環(huán)境協(xié)調(diào)。

2.2設(shè)計(jì)依據(jù)

本次照明設(shè)計(jì)主要依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》和《教育建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》。規(guī)范要求：教室的課桌面照度標(biāo)準(zhǔn)值要求≥300lx、照度均勻度≥0.70、顯色指數(shù)Ra≥80，相關(guān)色溫3300K～5300K、照明功率密度≤9W/m2、統(tǒng)一眩光值≤19;黑板面的照度標(biāo)準(zhǔn)值要求≥500lx、照度均勻度≥0.70、顯色指數(shù)Ra≥80。

2.3燈具選擇及布置要求

光源選擇應(yīng)滿足提高照明質(zhì)量，有利于環(huán)保、節(jié)能要求。教室照明推薦采用稀土三基色熒光粉的直管熒光燈，其具有顯色性好、光效高、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，易于滿足顯色性、照度水平及節(jié)能的要求。當(dāng)采用LED時(shí)，應(yīng)滿足色溫不大于4000K，特殊顯色指數(shù)R9大于零，色品坐標(biāo)偏差值滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。

布燈滿足以下條件：

（1）普通教室不宜采用無罩的直射燈具及盒式熒光燈具。宜選用有一定保護(hù)角、效率不低于75%的開啟式配照型燈具。

（2）有要求或有條件的教室可采用帶格柵或帶漫射罩型燈具，格柵燈具效率不宜低于65%，帶玻璃或塑料保護(hù)罩的燈具效率不宜低于70%。

（3）具有蝙蝠翼式光強(qiáng)分布特性燈具的光強(qiáng)，一般有較大的遮光角，光輸出擴(kuò)散性好，布燈間距大，照度均勻，能有效地限制眩光和光幕反射，有利于改善教室照明質(zhì)量和節(jié)能。

3教室照明建模與仿真

3.1照明軟件DIALux

設(shè)計(jì)時(shí)，采用專用照明設(shè)計(jì)軟件DIALux，它能規(guī)劃，計(jì)算和可視化室內(nèi)與室外區(qū)域的照明，且真實(shí)營(yíng)造獨(dú)特的仿真氛圍，并輸出完整的照明計(jì)算結(jié)果。尤其是在繪圖前、中、后都能調(diào)整所有區(qū)域參數(shù)。區(qū)域排列的尺寸、燈具間的距離以及區(qū)域排列的角度會(huì)直接顯示在CAD圖紙中，立即獲得所放置的燈具效果。

3.2照明仿真

3.2.1空間尺寸及建模

利用DIALux建立空間模型，模型長(zhǎng)寬高參照教室尺寸，設(shè)置為長(zhǎng)9m寬8m高3.5m。教室燈具光源選用專用護(hù)眼面板燈自帶慢反射罩型，功率36w，燈具效率≥70%，顯色指數(shù)為90。黑板燈光源采用護(hù)眼專用黑板燈，功率36w，燈具在學(xué)生側(cè)保護(hù)角>40°，顯色指數(shù)為90。

3.2.2教室布燈

普通教室課桌呈規(guī)律性排列，宜采用頂棚上均勻布燈的一般照明方式。為減少眩光區(qū)和光幕反射區(qū)，熒光燈具宜縱向布置，即燈具的長(zhǎng)軸平行于學(xué)生的主視線，并與黑板垂直。教室照明燈具布置在垂直黑板的通道上空，使課桌面形成側(cè)面或兩側(cè)面來光，照明效果更好。普通教室燈具距地面安裝高度宜為2.5～2.9m，距課桌面宜為1.7～2.1m。教室照明的控制宜平行外窗方向順序設(shè)置開關(guān)，黑板照明開關(guān)單獨(dú)裝設(shè)。

3.2.3照度計(jì)算

經(jīng)過多次軟件計(jì)算，在一定范圍內(nèi)，安裝高度越高，平均照度值越低，照度均勻度越高，眩光值越小，因此安裝高度對(duì)照明質(zhì)量影響較大。最終以教室燈具采用3行3列安裝方式，燈具實(shí)際安裝高度2.5m;黑板燈采用3行1列，水平距離黑板1.1米，安裝高度2.8米時(shí)，結(jié)果最為理想。圖1為課桌高0.75m時(shí)，可桌面區(qū)域仿真的照度計(jì)算結(jié)果;圖2為黑板面照度計(jì)算結(jié)果。

4結(jié)論

目前，國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)教室照明都達(dá)不到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求。根據(jù) DIALux 照明設(shè)計(jì)軟件，以標(biāo)準(zhǔn)教室為例，規(guī)劃設(shè)計(jì)了LED 燈具的布置方案。通過照度仿真設(shè)計(jì)，各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)均達(dá)到或超過國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，符合國(guó)家對(duì)教室日常照明的要求。

參考文獻(xiàn)

[1]民用建筑電氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施指南 四川科學(xué)技術(shù)出版社，2020.6

[2]工業(yè)與民用供配電設(shè)計(jì)手冊(cè)（第四版） 中國(guó)電力出版社，2016.12

[3]照明設(shè)計(jì)手冊(cè)（第三版）中國(guó)電力出版社，2017.4