基于DIALux Evo仿真分析的中小学教室照明设计

2018年％月
第29卷第3期
照明工程学报
ZHAOMING GONGCHENG XUEBAO
Jun.2018
Vol.29 No.3
基于DIALux Evo仿真分析的中小学教室照明设计
曾平#，洪芸芸#，张丽娟2
(1.中节能晶和照明有限公司，江西南昌330096; 2.江西省晶合光电有限公司，江西南昌330096)
摘要：教室是学生学习环境中最重要的场所之一，照明质量的好坏直接影响到学生的身体健康。

从舒适照明要求
的角度出发，分析照度、视觉舒适度、均勻度等评价指标对照明效果的影响，并制定出教室舒适照明的目标值。

运用 DIALux E u对中小学教室进行仿真，结果表明在学生区域采用采用上下出光LED长条面板灯，大大提高视觉舒适性，
比一般照明的统一眩光指数（UGR)降低了 2.4;黑板照明采用非对称配光的LED黑板灯，提高黑板垂直照度和均勻
度。

在DIALuxEvo软件的灯光场景模式，模拟不同天气、不同时间的教室舒适照明效果，并针对不同天气、不同时
间制定出相应的灯具调光控制策略，不仅可以满足舒适照明要求，而且节约了教室照明用电，节电30%左右。

关键词：LED照明；节能；中小学教室；照明设计；DIALuxEvo
中图分类号：
TM923 文献标识码：A D O I：10.3969/j.issn. 1004-440X.2018. 03.005
Lighting Designof Primary andSecondary School BasedonDIALux Evo
Z E N G P i n g1，H O N G Y u n y u n1，Z H A N G L i j u a n2
(1.China Ener'^y Conservation and Environmental Protection Group L/ticeli^yhting Co. Ltd.，Nanchang330096，China；
2. Jiangxi Latticelamp Co. Ltd.，Nanchang330096，China)
Abstract&The classroom is one of the most important places in the student learning environment.The
quality of lighting directly affects the health of students.From the perspective of comfortable lighting requirements，illumination，visual comfort，uniformity and otlier indicators were analyzed，and the target
value of classroom comfortable lighting was set.By adopting the D I ALux Evo for simulation of secondary school，the results showed that adopting up and down LED panel light in improved the visual comfort and reduced the UGR value by 2.4 compared with the general lighting. Blackboard lighting with asymmetrical distribution of LED blackboard light，improved the vertical illumination and uniformity of b lackboard.I n D I ALux Evo software’s lighting scene mode，theeffect of classroom lighting was simulated in different weather and different time.And the lighting dimming control strategy was developed for different weather and different time，which was not only to meet the h requirements，but also to greatly save classroom lighting electricity，whose energy saving is about30%.
Key words：LED lighting；energy-saving;primary and secondary school；lighting design;D I ALux Evo
引言
教室是学生学习环境中最重要的场所之一，照 明质量的好坏直接影响到学生的身体健康[1]。

由于 教室自身采光不佳，或学校有时为节约照明而不开灯或者少开灯，因此教室照明出现了不达标的现象，而学生在近距离注视的条件下极易产生视力疲劳，对学生的视力带来不利的影响[2^]。

近年来，我国 学生视力不良率持续攀升并呈低龄化趋势[5<。

据 《2014年全国学生体质与健康调研结果》显示，我 国大学生的视力不良率竟高达86. 36%，而学生视
26照明工程学报2018年6月
力不良与教室照明环境有很大关系[8]。

北京市《中
小学生体质健康状况调研报告》显示，超六成学生
视力不良[&]。

而教室照明质量对青少年的视力具有
显著的影响，因此营造良好的教室舒适照明环境在
照明工程设计中至关重要。

为解决以上问题，我们提出中小学教室舒适照
明设计的一种方法，为学生提供一个高质量的教室
照明环境，不仅可以更好地保护视力，减少视觉疲
劳，还可以调动学生的上课热情，提升课堂教学的
效率。

1南昌市中小学教室照明现状的抽样调查
中小学教室照明主要用于满足课堂教学时教师
与学生之间的交流，教师在讲台上看教案、观察学
生举动、在黑板上书写内容，学生在课桌上看书、
写作业、看黑板上的内容、注视教师的脸部等等的
光环境需求，因此教室照明必须要满足国家有关教
室照明的标准要求。

2016年我们联合南昌大学眼科医院对南师附
小、南昌二十八中、南昌二中等中小学校教室照明
做了抽样调查，发现大部分教室采用日光灯进行照
明，我们使用照度计对教室的照度进行采集，结果
如下：
1)绝大多数教室内均采用高色温荧光日光灯，照度低、显色指数低、光色偏冷，存在闪烁、眩光
及光衰严重等问题。

2)根据对教室照度采集样本数据显示：目前 绝大部分教室的照度在100 ~ 200 <之间，远低于国
家标准的300 ~ 500 <。

3)学校开灯无规律，随意开关灯，不会因天气原因而做出调整。

为满足节能要求，在晴天或阴
天不开灯，不靠窗的课桌面照度达不到国家标准要
求。

或者为了达到照度要求，任何天气都开灯。

4)少部分学校采用了未取得中国强制性产品认 证（3C)的LED灯管，照明情况未真正得到改善。

2中小学教室照明设计的仿真分析
2.1中小学教室照明的要求
中小学教室照明区域包括：1)课桌面照明。

普通教室课桌布置是规律性
排列，教室照明通常包括课桌面照明和黑板垂直照
明。

照明设计采用在天花板上均勻布灯的照明方式，
为确保学生集中注意力，桌面和黑板的亮度为最高。

为减少眩光区和反射区，灯具宜纵向布置，并与黑
板垂直。

灯具布置在垂直黑板、课桌和通道上空，
使课桌形成两侧面来光，照明效果更好。

灯具安装
高度对照明效果有一定影响，增加灯具安装高度，
照度下降，减小安装高度，眩光增加，均勻度降低。

普通教室灯具距地安装高度一般为2.5 ~2.9m，灯
具距课桌一■般为1.7 ~ 2. 1m。

2)黑板照明。

黑板是垂直地挂在墙上，教室 内如果仅靠一般照明灯具，黑板面的垂直照度是不
够的，必须要设置黑板专用灯具照明。

对学生而言，
黑板照明要求黑板不能产生反射眩光，学生容易看
清黑板，黑板照明灯具的直射光不能射进学生眼中。

对教师而言，教师上课时不感到眩光，且当教师在上书 时 光 的 光。

中小学教室照明指标要求如下：
1)照度。

根据GB 50034—2013《建筑照明设计 标准》的规定，教室的参考面（课桌面）水平照度
标准值要求为300 <，黑板垂直照度为500 <。

考虑
到照明设施在使用过程要受到污染，光源要衰减，在
照明设计时，初始照度也应根据维护系数相应提高。

2)视觉舒适度。

学生长时间待在学习环境中，视觉舒适性很重要。

现使用统一眩光（UGR)作为
不舒适眩光的评价指标，0B 50034—2013《建筑照
明设计标准》的规定，教室照明UGR不能超过19。

3)照度均勻度。

照度均勻度对视觉效能影响较大，均勻的照度分布可以避免眼睛的瞬时适应，
有利于视觉功效，减轻视觉疲劳。

根据GB 50034— 2013《建筑照明设计标准》的规定，教室桌面的照
度均勻度2。

不低于0.6，黑板照度均勻度不低于
0=。

根据CQC 3155 —2016《中小学校及幼儿园教
室照明产品节能认证技术规范》的规定，教室桌面
的照度均勻度2不低于0.7。

4)灯具性能。

根据CQC 3155 —2016《中小学
校及幼儿园教室照明产品节能认证技术规范》的规
定，普通教室照明光源显色指数不低于80,美术教
室不低于90,无蓝光危害。

灯具频闪要求为：①/!
10 Hz，波动深度限值为0. 1% #②10 Hz< / !
90 H]波动深度限值为/X 0.01;③90 *</ !
第29卷第3期曾平等&基于
DIAL ux E u
仿真分析的中小学教室照明设计27
3 125 Hz ，波动深度限值为/x 0.032:④/
>
3 125 H ]波动深度免考核。

5)节能。

照明节能
般照明的照明功率密度（LPD ，其单位 W /m 2)
作
，
根据CQC 3155 —2016《小学校及 园教室照明
产品节能
技术规范》的规定，照明功率密度不
超过8 W /m 2。

根据上述照明指标要求，教室舒适照明相关要 求如表1所示。

表
1教室舒适照明要求
T ab le 1 T he re q u ire m e n ts of classro o m co m fo rtab le lig h tin g
规定照度平统
光显色指数
均勻率密度/
的平面照度/lx
UGR @a 度
2! W /m 2 )课桌面水平照度
30019800. 78照度
500
19800. 78
2.2仿真分析
照明设计以一间标准中小学普通教室为例，东 经115。

85'，北纬28。

68'，坐北朝南，长9=
m
，宽
6= m ，天花板反射系数70C ，四周墙面反射系数 82. 1C ，地面反射系数22. 4C 。

课桌高度0. 72 m ， 长1. 2 m ，宽0. 6 m ，作为评估面使用。

教室南北朝 向，阳光 开窗设计，人行走廊开高小窗设计，如图1所。

教室照明，在学生区
9盏
LED 灯，3x 3矩形排列，安装高度2. 9 m ;黑板区
， 2 LED 照 明 ， 高 度 2.9 m ，
布置如图2所示。

使用DIAL ux E u 软件对教室照明
进行仿真，取课桌面、 作为评估区域。

软件设
无日光模式，即不考虑环境光线，^
数取值0.8。

图
1普通教室示意图
Fig. 1 Classroom schematic
1) 一般照明设计。

现有的教室照明，在学生 区
9盏30 x 120 LED 长条面板灯，
区域
图
2灯具布置图
Fig. 2 Lighting arrangement
采用2盏30 x 120 LED 长条面板灯照明，安装高度 2.9 m ，灯具参数如图3所示，课桌照明灯具，功率 30 W ，光通量：2 856 <，色温：3 991 K ，显色指 数：84;黑板照明灯具，功率：36 W ，光通量： 4 058 1，色温：3 991 K ，显色指数：84。

教室面 积58. 59 m 2，总共使用11盏灯，总功率342 W ，功 率密度为5. 83 W /m 2，符合表1要求。

数量灯具(配光资料）
9
Latticelighting Panellighting 配光资料1 数量:lx
光输出比:100%光源光通量:2 8561m 光具光通量:2 8561m 功率:30.0 W
发光效率:95.21m/W
比色说明lx:CCT3 991 K,CRI84TU57
5 TU5740030° 15° 0° 15° 30°cd ri=100%
-CO-C18Q - C90-C270图
3 —般照明时灯具参数
Fig. 3 General lighting，lighting parameters
由仿真结果知，9盏面板灯可满足课桌面水平 照度，课桌面水平照度等值线图如图4所，所 课桌面的照度
300 1，平 436 1，满足。

课桌面及
的平均照度、
度如表2所
示，所课桌面的照度
300 1， 度不小于0.7,符合表1要求。

但是，黑板照明没有采用 专用的
照明灯具，效
想，
照度平均
2
Latticelighting Panellighting 配光资料1 数量:lx
光输出比:100%光源光通量:4 058 lm 光具光通量:4 0581m 功率:36.0 W
爱光效率:112.71m/W 比色说明lx:CCT3 991 K,CRI 84105°105°
90°-、10。

75。

f
75°60°I "200 1 60°45°V 300J
45°
400^
30°15°- 0°1'5°- 30°
cd
-CC)-C180 -T|=100%
C90-C270
28照明工程学报2018年6月
图4 一般照明时课桌面水平照度等值线图
Fig. 4 General lighting, the horizontal isograms of desk surface
值为341 lx，没有达到500 lx，均勻度为0.60，不
合表1。

课桌面眩光如表3所示，UGR
19.0，然合表1，但是处于临界值，舒。

并且，一般照明设计 小，的
空间有限，根据实 ，数据溢出 较高。

表2 —般照明时课桌面及黑板的平均照度和照度均匀度
T ab le &G e n e ra l lig h tin g, th e a v erag e illu m in a tio n an d
u n ifo rm ity of th e d esk a n d b la c k b o a rd s
表面平照度/
<(目标）
小
照度/<
大
照度/<
照度
度
1组1排课桌面3803234410.85 1组2排课桌面4063294630.81 1组3排课桌面4163174860.76 1组4排课桌面3993164610.79 1组5排课桌面3622794220.77 2组1排课桌面4684444920.95 2 2 课桌4814415040.92 2组3排课桌面4844295120.89 2 4 课桌4624234840.92 2 5 课桌4183734390.89 3组1排课桌面4674365000. 93 3组2排课桌面4794325080.90 3组3排课桌面4854285180.88 3组4排课桌面4674254930.91 3组5排课桌面4123664430.89 4 1 课桌3753144310.84 4 2 课桌4083484560.85 4组3排课桌面4053344630.82 4 4 课桌4043574460.82 4 5 课桌3512934010. 83
黑板3412036460.60教师讲桌5174755590.92
表3 —般照明时课桌面眩光指数（U G R) T ab le 3 G e n e ra l lig h tin g, th e U G R of desk su rface
表面
UGR 小UGR 大U G R限制
学生上课时0. 72 e m区域<1019.019.0
2)舒适照明设计。

一般照明设计中，虽然课 桌面的水平照度都符合 ，但 UGR值处于界值，。

教室的 照明设计要求
好，避免学生 疲劳。

避免过高的亮
度和对比度，这 疲劳 光的 。

现使用U G R作 光的 。

根据(1)式知，影响UGR值的 背 度；b，察
者 每 光部分的亮度；，每 光部分对观察者眼睛所 的立体5 $，每 独 k 的位 J。

从（1)式 &UGR值，可以通过减小；或增大；b*J来实现。

然而，改变观 察者 每 光部分的亮度；，每 光部分对观察者眼睛所 的立体5 $及每 独灯的位 J比较复杂，比较困难，大，
高背 度；b比较 ，只高教室天 L 的背 度，就以实现增大；b值，UGR。

UGR d 81k0-.5"^-2$(1)
;b J
提高天花板背景亮度，的向上光，因此，课桌照明可以采用30 cm X 120 c m上下出光LED长条面板灯，双面出光，不仅有向下的光，还 有向上的光，提高教室天的亮度，UGR 值，好，有效缓解学生 疲劳，避免过高的对比度。

综上所述，教室的舒适照明设计，在学生区域 采用9盏30 cm X120 cm上下出光LED长条面板灯，区域，采用2盏专 LED照明，丈
如图5所。

课桌照明灯具的功率为35 W，光通 量为3 259 1m，色温为3 991 K，显色指数为84#黑 板照明灯具的功率为36 W，光通量为4 058 1m，色 温为3 991 K，显 84。

教室面；58.59 m2，总共使用11盏灯，总功率为387 W，功 率密度为6.6 W/m2,符合表1要求。

采用上下出光 LED长条面板灯，功率密度比一般照明设计要大，般照明设计的 下出光，所光通
量和功率要比 照明设计 些。

仿真 ，9 上下出光LED长条面板灯加上2盏LED
足课桌面水平照度和黑板
第29卷第3期曾平等&基于DIAL ux E u仿真分析的中小学教室照明设计29
数量灯具(配光资料）
2 配光资料1
数量:lxLED黑板灯
光输出比:100%
光源光通量:4 0581m
光具光通量:4 0581m
功率:36.0 W—
舍;光效率:112.7 lm/W V
比色说明
lxLED黑板灯:CCT 3 991 K,
CRI 84
9 配光资料1
数量:lx
光输出比:100%
光源光通量:3 2591m T r w\\
光具光通量:3 2591m f f X+r
功率:35.0 W
发光效率:93.1 lm/W
比色说明
lx:CCT3 991 K,CRI 84
图5舒适照明时的灯具参数
Fig. 5 Comfortable lighting, lighting parameters
垂直照度。

课桌面水平照度等值线图如图％所示，
所有课桌面的照度 300 1，平 418 1，
足 。

课桌面及 的平均照度、度如表4
表4舒适照明时课桌面及黑板的平均照度和均匀度
T ab le 4 C o m fo rta b le lig h tin g, th e av erag e illu m in a tio n a n d
u n ifo rm ity of th e d esk a n d b la c k b o a rd s
表面平均照度/
l(目标）
小
照度/lx
大
照度/lx
照度
度
1组1排课桌面3643194140.88 1组2排课桌面3963474450.88 1组3排课桌面4013464510.86 1组4排课桌面3943434400.87 1组5排课桌面3673034120. 83 2组1排课桌面4304174460.97 2 2 课桌4724454890.94 2组3排课桌面4864595060.94 2 4 课桌4744494890.95 2 5 课桌4233894380.92 3组1排课桌面4123904330.95 3组2排课桌面4484264690.95 3组3排课桌面4574264790. 93 3组4排课桌面4504204750. 93 3组5排课桌面3983744250.94 4 1 课桌3362883810.86 4 2 课桌3823634120.95 4组3排课桌面3883504300.90 4 4 课桌4003744250.94 4 5 课桌3413063750.90
黑板
50435310230.70教师讲桌4153845030. 93所示，每个课桌面的照度都达到300 1，均勻度不 小于0.7,黑板垂直照度平均值为524 1，均勻度为 0.0,符合表1要求。

课桌面眩光指数如表5所示，4011值为16.6，符合表1要求，比一般照明的4011 值降低了 2.4,视觉舒适性大大提高。

表5舒适照明时课桌面眩光指数（U G R)
T ab le 5 C o m fo rta b le lig h tin g, th e U G R of desk su rface 表面
UGR 小UGR 大U G R限制
学生上课时0.72 m区<1016.619.0
图6舒适照明时的课桌面水平照度等值线图
Fig. 6 Comfortable y lighting，the horizontal isograms of desk surface 上述仿真结果表明&教室照明学生区域采用上下出光l e d长条 ，大大提高 ，比一般照明的UGR值降低了 2.4;黑板照明采用非对称配光的LED，提高 照度和 ]度，照明效 好。

3)节能照明设计。

在满足功能照明的前提下，节能 照明的重 部分。

照明节能的重点为照明设计节能，即在满足照度和 照明质量的标准之后，最有效地利用照明用电。

一般 的照明设计，考虑天气影响，晴天、晴天云和阴天的照明效定是笮
的，现的教室照明开控制，比较随，根据天气变化和时间段进行调光控制。

DIAL u x E u软件中有灯光场景模式，可以在灯光场景模式中设同的天气、时间段，0〜100C对 进行调光，控制 的开关状态，如图7所。

在光模式中设计
t
30照明工程学报2018年6月
的调光策略，模拟不同天气、不同时间段，教室 照明的效果。

在DIALuxEvo中，可以设置时间、地区、天气种类，系统根据对应地区自动导入相应的日光系数进行计算，例如东经115。

85'，28。

68'，晴天和 云的日光 分别如图8和图&所。

图7灯光场景模式
Fig. 7 Lighting scene mode
空间高度：3.500m.反射系数：天花板70.0%.埔K82.7%.地板22.4%.维护系数:0.80
日光倍息
ttS： Wuhan (28.70* N 115.60# O)
天空种类：晴朗接日照〉
日期和时间：2017/8/238:00<中田标准时间〉
天顶辉度：1801cd/m*
环境条件：整洁
污染情况.中到高交通流置.灰尘量抵于600mg/m3
污染因子：0.80
曰光
表面 结果 平均（目标>最小最大最小值/平均最小/最大日光系数有效面枳1日光系数丨％1 1.8310.1186.927 / I
离度：0.850m.离度：0.350m,边嫌区：1.000m
图8晴天日光系数
Fig. 8 The daylight factor of Sunny
空《离度：3.500m.反射系数：天花板70.0%.埔K82.7%.地板22.4%.维护系数:0.80
日光倍息
ttS： Wuhan (28.70* N 115.60* O)
天空种类：晴有云（®接曰照>
日期和时间：2016/8/188:00(中田标准时间>
天顶辉度：3865cd/m*
环境条件：整洁
污染情况：中到高交通流置.灰尘量籤于600mg/m3
污染因子：0.80
曰光
表ffl结果 平均（目标>最小最大最小值/平均最小/最大日光系数有效面枳1日光系»丨％1 1.8190.1186.905 / /
高度：0.850m.高度：0.850m,边嫌区：1.000m
图&晴转多云日光系数
Fig. 9 The daylight factor of partly cloudy
在DIALuxEvo软件中，灯光场景设置为晴天，不开 下，8点时教室照度 线图如图10所示。

图10 ，即天，如 开灯，教室
里大部分区域照度在300 <以下，照度严重不足，合教室照度 ，极易引起学生 疲劳，影 响学生视力，进行补光。

晴天，如果全部开灯，教室照度较高，势必 。

利用DIALux E v软件中灯光场景模式，不开 灯，模拟不同天气，不同时间的教室照明效果，结 果如表6所示。

表6为不同天气、不同时间，教室 中能够达到目标照度的评估区域统计表。

6可&开时，任何天气、任何时间 在课桌面 照度 的现象，同天气，不同时间，课桌面和照度 同。

因此，
需
第29卷第3期曾平等&基于DIAL ux E u仿真分析的中小学教室照明设计31
图10不开灯时，晴天8点教室水平照度等值线图Fig. 10 The horizontal isograms of classroom at
8 o 5 clock of sunny，without lighting 对不同天气、不同时间的教室照明进行补光，对教 室照明进行节能照明设计，在满足照度和 照明质量的 后，效地利用照明用电。

在DIAL u x E u软件中，灯光场景设置为晴天，对11 进行调光控制，模拟不同时间的教室 ：照明效果。

晴天8点时，在光模式中进行对光策略控制，经过模拟 ，只需打开灯具2、3、5〜9、11，调光80C，可以满足所有课桌面 和 的照度、度及眩光。

晴天8点时，课桌面水平照度 线图如图11所示，对应的课桌及 的平均照度、度如表7所，课桌面
眩光指数如表8所示。

由图11及表7和表8可知：
表P不开灯时，不同天气、不同时间，达到目标照度的评估区域统计表
T ab le 6 T h e sta tistica l tab le of assessm en t a re a s to r e a c h th e ta rg e t illu m in a tio n w ith o u t lig h tin g in d iffere n t w e a th e r a n d d iffere n t tim e
气^间区气天云天
8点4组1排、3组1排、3组2洞4组1丰1有、3组1丰~ 3组3丰1有、2组1洞有~ 2组4洞有4组1洞
10点
4 1 、3 1 ~ 3 组 3 、
2组1 ~2组5 、1 1 ~1组4相
4 1排、3 1排~3组4排、
2组1 ~2组5 、1 1 ~1组4相4组1洞
12点4组1排、3组1排~3组3排、
2组1排~2组4排、1 1排~1组4排、！
4 1 、3 1 ~3 组2 、
2组1洞有~2组4丰1有、1 1丰1有~1组3丰14组1洞
14点4组1排、3组1排~3组2排、
2组1洞有~2组4 、1 1丰~1组3 、|
4组1排、3组1排~3组3排、
2组1洞有~2组4 、1 1丰1有~1组3 、|4组1洞
16点4组1排、3组1排~3组2 、
2 1排~2组3排、|
4 1排、3 1排~3组2 、
2组1排~2组3排、1组1排、4组1洞
18点无无无
所有课桌面的照度都达到300 k，均勻度不小于
图11节能照明时，晴天8点课桌面水平照度等值线图
Fig. 11 Energy-saving lighting，the horizontal isograms of
desk surface at 8 o ’ clock of sunny day 0.7,眩光指数为17. 3,黑板垂直照度为595 l，均 勻度为0=0,符合表1要求的同时，最有效地利用
照明 电。

同样地，在DIAL u x E v o软件灯光场景模式，分 别对不同天气、不同时间的教室舒适照明进行灯具
光策略控制，不同天气、不同时间下满足教室舒照明的 光策 如 9 所 。

一般 的照明设计，考虑天气影响，为
了课桌面和黑板达到照度 ，在不同天气、不同时间，将教室内所有的 打开，根据天气变化和时间进行调光控制，一定程度上不节能，造成。

假设中小学教室每天从8点到18点用电，一年9
个月，每月30天，那全部开下一间教室一
年的用电量为！= 923.4 kW •h。

根据气象统计，东经115。

85'，北纬28。

68'地
区，从2011年1月至2017年10
月的天气变化统计
32
照明工程学报
2018年6月
如图12所示，除去暑假和寒假3个月。

将雨、雪天 气视为阴天，一年的天气中晴天占比为27.91%， 多云占比为25.96%，阴天占比为46. 13C 。

表
7节能照明时晴天8点课桌面及黑板的平均照度和均匀度 T able 7 E nergy-saving lighting, the average illum ination and 表
8节能照明时晴天8点，课桌面眩光指数（U G R )
T ab le 8 E n erg y -sav in g lig h tin g ，th e U G R of desk
su rfa ce a t 8 o $ clock o f sun n y
表面
UGR 小
UGR 大
UGR 限制
学生上课时
0. 72mm
<1017. 319.0
uniform ity of the desk an d b lack b o ard s a t 8 o $ clock of sunny
表面
平
照度
/<
!
$
小照度
/<大照度
/<照度
度
1组1排课桌面4323954700.911组2排课桌面4763775680.791 3 课桌5133666530.711组4排课桌面5113576500.701组5排课桌面4383225690.742 1 课桌4674454840.952 2 课桌5114695590.922 3 课桌5755276230.922 4 课桌5855446240.932 5 课桌5084375540.863 1 课桌5854967170.853 2 课桌5013906030.783 3 课桌4863835340.793 4 课桌4724125230.873 5 课桌4203644680.874 1 课桌109778914630.724 2 课桌4162355970.564 3 课桌3462884390.834 4 课桌3783474110.924 5 课桌
3393053720.90黑板59541610040.70教师讲桌
441
414
492
0.94
表
Z
不同天气、不同时间，满足教室舒适照明的
灯具调光策略表
T ab le 9 L ig h t d im m in g stra te g y tab le to m eet th e c o m fo rtab le lig h tin g in d iff e re n t w e a th e r a n d d iffe r e n t tim e
天
时间
\\
天
云
天
8点2、3、5 ~9、11， 光80%1 ~3、6 ~9、11， 光80%2、3、5 ~9、11，
光80%10点1 ~3、6、9， 光75%2、3、6、9、11， 光60%1 ~3、6、9，
光75%12点1 ~3、6、9，1 光75%~3、6、7、9、11 光85%，1 ~3、6、9，
光75%14点1 ~3、6、9， 光85%1 ~3、6、9， 光95%1 ~3、6、9，
光85%16点1 ~3、6 ~9， 光90%2、3、6、8、9, 光90%1 ~3、6 ~9，
光90%18点
1 ~3、6 ~9、11， 光 100%1 ~3、5 ~11， 光 100%1 ~3、6 ~9、11，
光 100%
依据调光策略对教室照明进行调光，一间教室 不同天气时一天的用电量如表10所示。

采用调光策 略对教室照明进行调光，根据不同天气占比，一间 教室一年的用电量为！ # 646. 2 k W • h 。

图
12 2011年1月一2017年10月天气变化统计
Fig. 12 The weatlier change statistics from January 2011 to October 2017
根据！1、！的值可知，采用调光控制策略后， 一间教室可节电277. 2 k W • h ，节电约为30C 。

上述仿真
明：针对同天气、不同时间
制定教室节能照明的 光控制策略，在对应的
天气、对应的时间，进行对应的
光，满足照
度和
照明质
的同时，为师生
健康、
的照明环境，有效避免学生
疲劳，
学
表10 5间教室不同天气时5天的用电量
T ab le 10 T he electricity co n su m p tio n of a day in
d iffer
e n t w e a th e r kW • h
天
云
天
1.713
1. 727 3.18
生视力，且最有效地利用照明用电，采用调光控制
策略，节电约为30C ，
了照明用电量。

第29卷第3期曾平等&基于DIAL ux E u仿真分析的中小学教室照明设计33
F结语
我们对中小学教室舒适照明进行设计，从舒适 照明要求的角度出发，分析照度、视觉舒适度、均 勻度等评价指标对照明效果的影响，并制定出教室 舒适照明的目标值。

运用DIAL ux E u软件，首先对 中小学教室一般照明设计进行仿真，其次再对中小 学教室照明进行分析和改善，在学生区域采用上下出光l e d长条面板灯，在黑板上方单独布置黑板照 明灯，进行舒适照明设计及仿真。

仿真结果表明，采用上下出光l e d长条面板灯，大大提高视觉舒适 性，比一般照明的UGR值降低了 2.4;黑板照明采 用非对称配光的LED黑板灯，提高黑板垂直照度和 均勻度，照明效果更好，教室照明整体布置合理，符合舒适照明要求，为师生提供一个舒适和节能的照明环境。

在舒适照明设计的基础上，进一步进行 节能分析。

在DIAL ux E v。

软件的灯光场景模式，模 拟不同天气、不同时间的教室舒适照明效果，并针 对不同天气、不同时间制定出相应的灯具调光控制策略，不仅可以满足舒适照明要求，而且大大节约 教室照明用电，节电30%左右。

我们只是对中小学教室舒适节能照明设计进行了仿真分析，实际应用 数据正在收集，仿真结果与实际应用的误差还需进一步的分析，同时对于灯具波动深度、灯具光谱对 舒适节能照明影响的研究还需继续深人。

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