关于教室照明设计的探讨

根据ＤＩＡｌｕｘ等照度曲线图，课桌区域内工作面 最小照度为２７０ Ｉｘ，课桌区域平均照度为３７０ Ｉｘ，则 照度均匀度为０．８６，满足设计要求。 ３．３ 统一眩光值ＵＧＲ的计算
根据《标准》５．２．７条要求，教室ＵＧＲ应＜１９。 而ＵＧＲ指标用公式很难计算，因为涉及到灯具的多 个参数。但是采用ＤＵＡｌｕｘ软件就容易得多，只需 在教室内确定ＵＧＲ观察点位置，软件就能自动计算 ＵＧＲ指数。以上述教室为例，取房间正中心为ＵＧＲ 观察点，计算值为１３，满足规范要求。
浙江建筑，第２５卷，第１２期，２００８年１２月 Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，Ｖ０１．２５，Ｎｏ．１２，Ｄｅｃ．２００８
关于教室照明设计的探讨
Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎｓ ｏｎ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ Ｃｌａｓｓ Ｒｏｏｍ
高嵩
ＧＡＯ Ｓｏｎｇ （浙江省建筑设计研究院．浙江杭州３１０００６）
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（３）敞开式专用灯具应采用遮光角２４。以上的， 或采用格掇灯具，漫反射灯具。格襁灯具选用露应
注意不采用带高亮度或全镜面控光罩类的灯具，宜 采用低亮度，漫射或半镜面控光鞭产品。
（４）最鑫研采震统一眩光值（ＵＧＲ）对项嚣进行眩
究表明，环境色温为黄绿偏橙且饱和度适中时，学生 学习专心，精神振作。相反，当环境色温偏冷灰，饱 和度过高或过低时，学生情绪容易躁动。根据色温 照度关系的心理学研究，符合Ｋｒｕｉｔｈｏｆ曲线（见图１） 的色温照度配合最适合人眼感受…。根据我国现行 规范要求，教室平均照度要求３００ Ｉｘ，色温在３ ３００— ５ ３００ Ｋ之间。综合以上，教室照明的光源色温，推荐 选择３ ５００—４ ２００ Ｋ的色温区间。
（２）适当增加光源数量，提高照魔。降低反射 光在漾集垂上形成的照度蠢总照度的比铡，以弥补 亮度对比带来的损失。
（３）灯具布鬣采用长轴平行于学生主视线，尽 量使褥光线从侧嚣弓｜入，以减少光幕及射。
（４）合理选择灯具。赢接型灯其，易形成严重 的光幕反射，而余弦配光直接型灯具，可减轻光幕反 射；蝙蠛翼形配光灯吴（配光鳆线见图３），向下发射 的光很少，放光幕反射最小。根据公式Ｉ＝ｌｍＣＯＳｒ （ｎ＞１），式中：，为ｒ角上的光强，ｒｔ越大，光束分布 越狭。对书面作业需要的照明条件的研究表骥，螭 蝠翼的配光在ｒ＝０处光强缩小，可以减少灯具在纸 张表面的光幕反射，适合书写作业，其特征是ｒ＝３０。 时光强为极大，ｒ＝０处光强不大。这种灯具，具有 较大的遮光角，输出扩散性好，应用予教室照明砸以 提高作业表面的高度对比和布灯间距，使照度均匀， 从而提高视觉功效，有效地限制了眩光和光幕 反射‘引。
现代教学方式已逐步由应试教育向素质教育转 轨，以培养学生的学习兴趣、重视师生交流、营造教学 氛围、创新教学场景等全新的教学体系。而这种全新的 教学体系，对教室照明设计提出了更高的要求。以下将 以某小学教室的照明设计为例，从光源和灯具的选择、眩 光控制等几个方面阐述普通教室照明设计的要点。
１ 光源选择
图５工作面等照度曲线
安装黑板的墙面等照度曲线如图６。
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图６黑板面垂直等照度曲线
３．２ 照度均匀度 除了满足规范要求的照度外，普通教室作为一
个学习场所，照明还应达到一定的均匀度。室内照 明的均匀度通常以一般照明系统在工作面上产生的 最小照度和平均照度的比值来表示，教室学习区域 的照明均匀度要求＞０．７。
以某小学普通教室为例，采用利用系数法和 ＤＩＡｌｕｘ计算软件对教室照度进行演算。教室层高 ３．８ ｍ，长９ ｍ宽８ ｍ，地板为普通浅色木地板，墙面 为白色乳胶漆。根据以上所述，灯具采用蝙蝠翼形 配光灯具，光源选择Ｔ５光源，光通量４ ８００１ｍ，色温 ３ ６００Ｋ，显色指数Ｒａ＝８５，黑板灯具采用专用黑板 灯，Ｔ８光源，３６ｗ／盏。 ３．１．１利用系数法该方法考虑了由光源直接投 射到工作面上的光通量和经过室内表面相互反射再 投射到工作面上的光通量。仅适用于均匀布灯，空 间无大型设备阻挡的室内一般照明。教室满足利用 系数法的使用要求。
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Ｔ５光源，直径１６ ｍｍ，管径小，节省了汞和荧光 灯用量，有利于环保。同时也节省了制灯材料，缩小 了尺寸，有利于节能。而小管径则有利于提高灯具 效率。《标准》明确规定应选用管径２６ ｍｍ及以下 灯管。稀土三基色荧光粉，比使用了几十年的卤磷 酸盐荧光粉有很大进步：使灯管的显色指数从５７— ７５左右提高到８５；光效有较大幅度提高（约高１５％ ～４０％），寿命延长（提高约５０％），对提高照明能效 具有极其重大意义。故教室照明推荐首选Ｔ５三基 色直管荧光灯。
学生的视觉舒适度、心理感觉、注意力是否集中 等问题与环境色温有关。稀土三基色灯管的色温由 高到低，不同的色温有不同的特点。其中比较有代 表性的分为：日光色，６ ２００一６ ７００ Ｋ，给人一种清爽、 洁白、明亮的感觉；中性日光色，４ ０００～５ ０００ Ｋ，给人 一种柔和、自然、亮丽的感觉；白炽灯光色，２ ７００～ ３ ０００ Ｋ，给人一种舒适、温馨、华丽的感觉。有关研
采光，照明效果更好。
（２）在灯具选择时，控制光源亮度，将灯具亮度
限簇蘸线（蹙２）与采用灯具的平均亮度鳆线进行对
照检验。最远端灯具下垂线以上４５。角至晒界角，，
的范围内，灯具各个方向上平均亮度均小予限制曲
线规定约亮度极限值。
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擅薹：以某小学的照明设计为例，从光源和灯具的选择，眩光控制，照度计算等几个方面探讨了小学生教室照明的步骤及要 点，指出合理选择光源和灯具对学生日常学习心理的影响，阐述了照明计算软件的应用方法和照明节能的措施。
关键词：教室照明；光源；眩光；照明计算；节能
中圈分类号：ＴＵｌｌ３．６＋４
文献标识码：Ｂ
文章编号：１００８—３７０７（２００８）１２—００５７一０４
３．１．２ ＤＩＡｌｕｘ软件计算 ＤＩＡｌｕｘ软件为开放式照明计算软件，可以嵌入
各个照明生产厂家的灯具资料。ＤＩＡｌｕｘ软件计算 首先需要输入空间尺寸，空间维护情况，选择合适的 灯具，确定灯具排布方式和安装高度，然后就可以计 算各项指标。该教室ＤＩＡｌｕｘ计算参数定义如下：① 空间尺寸为９ ｎ＇ｌ×８ ｍ×３．８ ｍ；②维护系数取０．８， 相对洁净的空间；③工作面高度从小学考虑０．７５ ｍ； ④灯具安装高度距离工作面２．１ ｍ；⑤灯具光通量 ４ ８００ ｌｍ，共９个，采用空间均匀布置方案；⑥顶棚， 墙壁，地面的反射比选择５０／５０／２０。根据以上参 数，软件计算结果为房间平均照度２８０ Ｌｘ，工作面等 照度图见图５。
由照度公式Ｅ。，＝丝学，根据规范要求，平均照
度应达到３００ Ｌｘ（允许１０％误差），已知光通量咖为 ４ ８００ ｌｍ，面积Ａ为６４ ｍ２，灯具维护系数Ｋ教室可 取０．８，利用系数Ｕ，根据灯具悬挂高度及墙面地面 的材质情况，查阅灯具利用系数表，根据插值法查 取，ｕ取０．６０，则灯具个数Ｎ可推算出为９个。在９ 个灯具情况下，可以计算平均照度Ｅａｒ为２８８ Ｌｘ，满 足规范要求。
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第１２期
高嵩：关于教室照明设计的探讨
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灯位置不应布置在教师水平视线４５。仰角以内，而 应在￡：与４５。仰角线范围内；另外为了不对学生形 成反射眩光，通过考察最不利情况，即第一排学生看 见黑板顶部，并以此视线反射至顶棚，则黑板灯位应 在该反射线与厶距离之内；此外，为了使垂直照度达 到最大，灯具光轴最好以与黑板呈３５。入射角至黑板 中心水平线上，根据图示分析，该工程黑板灯与黑板 水平间距８００ ｍｍ，安装高度应距离地面２．８ ｍ。
４ 照明节能
学校的能耗主要是空调和照明两部分。其中照 明用电约占学校总电量的４０％左右，而教室照明用 电占整个照明用电的８０％。因此教室照明用电对 整个学校的节能起着关键的作用。为达到节能目 标，设计应从光源灯具选择、镇流器选择、照明控制 这几个方面考虑节能措施，并应验算照明功率密 度值。 ４．１ 光源和灯具选择
３照明计算
３．１ 照度 不同的工作环境有不同的照度要求。国家制定
了具体的《建筑照明设计标准（ＧＢ ５００３４－２００４）》 （以下简称《标准》）。在《标准》中，规定了各种场 合的平均照度值，根据《标准》５．２．７条规定：教室、 实验室、多媒体教室等以课桌面作为参考平面，平均 照度值应达到３００ ｌｘ；而美术教室要求达到５００ ｌｘ； 教室黑板平均照度要求达到５００ Ｉｘ。除此以外，在 普通教室设计中还应考虑光源光通量衰减，灯具积 尘和房间墙壁污染引起的照度值降低的影响。在具 体使用中，还应及时更换光通量下降到初始值７０％ 以下的光源（含７０％）。只有这样，才能保证教室的 实际照度值不低于设计值，从而保护学生的身心健 康及学习效率。
教室光源应选择高效节能型产品，应从师生的 心理感觉着手，创造舒适的教学环境。
稀土三基色荧光粉的直管荧光灯比使用卤磷酸 盐荧光粉的效率提高约２０％，而且显色指数 ＞８０％，学生的视觉疲劳程度会得到改善。Ｔ５，Ｔ８ 光源比传统的Ｔ１２光源具有更高的效率，从而满足 环保节能的要求。而Ｔ５光源表面亮度大于Ｔ８光 源，对灯具的眩光控制则提出了更高的要求。
除了直接眩光外，反射眩光是由光泽表面静反 射的高亮度造成的。光幕反射是作业本身呈现的镜 嚣反射稂漫反射重叠，使傣遭亮度对毙减弱，巍觉功 效降低。避免反射眩光和光幕反射的具体措施是：
（１）改变工作表面特性，以降低镜面反射及因 它形成的反射眩光。糖如采臻低反射搴｜料制侔黑 板、尽量不采用无光纸张和闪光墨水等。
眩光主要危害是产生残像、破坏暗适应，引发视觉疲
劳，影响学习效率。
２。１盎接眩竞
教室眩光，首先要潞免直接眩光。直接眩光是
由予学生目视黑板方向时，照明光源直接进入视线
弓｜越，控裁壹接蒎毙霹采罴瑷下措施：
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（１）灯具的布置方式应长轴平行于学生的主视
线，并与黑板垂直。有条件的教室应把灯具布置在
垂赢黑板通道酶±空，使桌瑟形成铡瑟或者嚣侧面
２ 抑制眩光
图１ Ｋｒｕｉｔｈｏｆ曲线
眩光是引起眩目的主要原因。视野内亮度的分 布和范围不适宜，在空间和时间上存在极端的亮度
收稿日期：２００８—０８—１１ 作者简介：高嵩（１９７６～），男，浙江杭州人，工程师，从事建筑电气设计工作。
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浙江建筑
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对纥均会导致眩写。瑟导致眩蠢的褒象称为眩光，
（５）合理布鼹黑板灯。黑板是竖向布置的，表 面垂直照度低、均匀度差，成设置黑板灯补光。豳于 黑板是造成反射眩光的主要源因之一，除了选择低 反射特性材料的黑板外，黑板灯的位置也很重要。 以某小学教室为例，黑板灯的位置分析见图４。
固３ 螭蝠翼形配光曲线
嗣４黑板灯位置分析网
由图４可见，为了不对教师形成直接眩光，黑板
为了保证照度均匀度，应调整布灯间距Ｌ和灯 具距离工作面的高度ｈ，使得灯具的距高比Ｌ／ｈ不
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２００８年第２５卷
大于所选灯具的最大允许距高比。以上述小学教室 为例，查得该灯具Ａ—Ａ向最大距高比为１．５，Ｂ—Ｂ向 最大距高比为１．３，教室实际布置Ａ—Ａ向灯具距离 为２．６５ ｍ，Ｂ．Ｂ向灯具间距为２．５５ ｍ，灯具距课桌 为２．１ ｉｎ，则实际距高比分别为１．２６和１．２１，均不 超过最大允许距高比。
光评价，ＵＲＧ值对应的不舒适眩光的主观感受见表１。
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表１肱光评价表
ＵＧＲ ２８ ２５ ２２ １９ １６ １３
不舒遗弦龙的主观感受
严薰舷光，不麓恩爱 有眩光，有不舒道感 有眩光。刚好有不舒适感 轻微艟光，可忍受 轻微弦跫，可怨臻 援轻微眩光，无不舒适感
ＵＧＲ计算涉及灯翼黪多个参数，过程菲常繁 琐，通常用计算机进行计算，按有关规范规定，学校 建筑的ＵＲＧ值不得大于１９¨。。 ２。２反射眩竞及党幕芨射