大学阶梯教室照明设计与计算

7) 查 Cu 值 :查表[2 ] ,根据 R = 21 66 ,
ρqc
= ρqA q +ρc A c
A q + Ac
= 01 39 ,
ρcc = 01 92 , Cu = 01 59.
8) 确定值 :维护系数值 ( K) [2] 查出 K = 01 8.
9) 求需要的灯具数 :
n
=
Eav l b
2) 黑板面平均照度值为 485. 2 lx ,结果表明 , 该教室黑板面照度满足原照明设计标准 :不应低于
图 2 实验测试点布置图
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A w = 2051 632 m2 ; A m = 71 2 m2 ;
ρ = 01 56
有效顶棚光反射比 :已知顶棚和墙的光反射比
分别为 0. 92 与 0. 5 。
C = 5 hcc ( l + b) / l ×b = 0 式中 : C 为顶棚空间比 ; hcc 为灯具开口至顶棚高度 ,
m.
顶棚有效光反射比曲线[2 ] 查出ρcc = 01 92.
门 ,上有亮 子 ; 教 室设 7 级 台阶 , 每层 台阶 Hale Waihona Puke Baidu 120
mm ,宽 900 mm.
测试点布置如图 2 所示 ,灯具布置现状如图 3 所示 。
2. 2 教室照明实测值
测量结果如表 1 和表 2 所示 。
表 1 测试点照度值 lx
行数
一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 黑板
1 学校建筑照明设计标准[1]
11 1 照明标准值 为了保证在工作面上形成视度所需的亮度和亮
度对比 ,学校建筑照明标准值规定 :教室课桌面上的 平均照度标准值不应低于 300 lx ,统一眩光最大允 许值 19 ,照明光源的显色指数 Ra 不宜小于 80 ;教室 黑板应设局部照明灯 ,黑板面的平均照度标准值不 应低于 500 lx ,照明光源的显色指数不宜小于 80 。 1. 2 照明数量和质量 1. 2. 1 照度均匀度
3 收稿日期 :2007211212 作者简介 :李唐 (1982 - ) ,女 ,北京人 ,在读硕士生 ,主要从事建筑声学与声环境 , ( Tel) 13834510530
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φCu K
=
2
300 ×101 8 ×141 4 ×2400 ×01 59 ×01 8
=
21 (支)
,
式中 : n 为灯具个数 ; l , b 为工作面的长和宽 , m ; Eav
为照明标准规定的平均照度值 , lx ;φ为 1 个灯具内
灯的总额定光通量 ,lx ; Cu 为灯具的利用系数 ; K 为 维护系数 。
表 2 照度均匀度 lx
课桌面照度
黑板照明
最高 最低 平均 均匀度 最高 最低 平均 均匀度
207 84. 3 154. 9 0. 54 593. 0 362. 5 485. 2 0. 75
1) 课桌面平均照度值为 154. 9 lx ,结果表明 , 该教室课桌面照度满足原照明设计标准 :不应低于 150 lx ;但不满足新照明设计标准 :不应低于 300 lx 。
R = 5 ×31 28 ×
(141 4 + 101 8) / (141 4 ×101 8) = 21 66.
6) 求室空间和有效顶棚空间的平均光反射比
室空间的光反射比 :设窗口的光反射比为 0. 08 ρ = ρd A d +ρqA q +ρp A p +ρc A c ,
A d + Aq + Ap + Ac
120 lx ;但不满足新照明设计标准 :不应低于 500 lx 。
2 教室照明测量
2. 1 教室建筑设计
进行照明设计的教室如图 1 所示 ,开间和进深
分别为 14. 4 m 和 10. 8 m ,层高为 4. 5～3. 66 m. 教 室地面为白间赭水磨石 ;墙面为混凝土层面板喷白 ;
顶棚为石膏板 ;窗户为普通玻璃 ;两个普通硬木拼板
关键词 :阶梯教室 ;照明设计 ;照度 中图分类号 : TU113 . 6 文献标识码 :A
学校照明设计的理念是为师生创造良好的视觉 环境 。阶梯教室是“教”与“学”的重要场所 ,其照明 设计的合理与否直接影响着使用者的视觉舒适度 、 精神集中程度 ,甚至眼睛健康程度 。为此设计工作 者必须严格遵循国家照明设计标准 。太原理工大学 教学主楼建于上世纪九十年代末 ,其中 150 人矩形 阶梯教室有 13 间 。主楼设计时遵循原照明设计标 准 ,建成后经测试满足当时照明要求 。世界各国对 于教室都有自己的照明设计标准 ,其大小通常与各 国的经济水平 、卫生标准以及电力供应等因素有关 。 随着中国经济的迅速发展 ,2004 年《建筑照明设计 标准》( GB 50034 —2004) 对学校照明提出了新的设 计标准 。为此 ,在对原有教室进行照明实测的基础 上 ,依据新标准 ,对太原理工大学教学主楼的 150 人 矩形阶梯教室进行照明设计与计算 。
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太 原 理 工 大 学 学 报 第 39 卷
1. 3 照明节能[2 ] 室内照明广泛应用 ,照明电耗达到相当大的数
值 。全面实行照明节能标准 ,在保证不降低作业的 视觉要求条件下 ,最有效地利用照明用电 。在教室 应尽可能采用高光效 、长寿命光源 ;选用效率高 、利 用系数高 、配光合理 、保持率高的灯具 ;室内表面尽 可能采用浅色装饰 ;加强用电管理 ,使用智能照明控 制器或大范围的多灯位控制方式 。教室照明功率密 度现行值不应大于 11 W/ m2 , 目标值不应大于 9 W/ m2 .
3 教室照明设计与计算
3. 1 阶梯教室照明设计与计算[2] 在不改变现有教室各壁面条件的情况下 ,根据
国家新的学校照明设计标准 ,进行计算 : 1) 教室照度平均值要求 300 lx ; 2) 用荧光灯 ,40W 日光色荧光灯 ,额定光通量
为 2 400 lx ; 3) 灯具 。 嵌入式格栅荧光灯 (铝格栅) 2 ×40W 最大允许距离比[2 ] : A2A (垂直灯管) :1. 25 B2B (顺灯管) :1. 20 光通量 F (lx) :2 ×2 400 灯具效率 :63 % 灯具嵌入屋顶 :垂度 = 0 4) 室内表面反射比 墙 :混凝土层面板喷白 50 %～60 % 顶棚 :石膏板 92 % 地面 :水磨石 ,白间赭 38 %
专辑 李 唐等 :大学阶梯教室照明设计与计算
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图 3 灯具布置现状图
2. 3 教室照度均匀度 1) 课桌面照度均匀度 :0. 54 ,不满足照度均匀
度标准 :不应低于 0. 7 。 2) 黑板面照度均匀度 :0. 75 ,满足照度均匀度
标准 :不应低于 0. 7 。
2) 反射眩光 。这种眩光即引起视觉上的不舒 适 ,又分散精力 。主要来自黑色油漆黑板和某些深 色油漆课桌表面 ,这可从改变饰面材料来解决 。如 黑板改用磨砂玻璃 。也可从灯和窗口位置的调整来 解决 。
3) 光幕反射 。光幕反射是在视觉作业上由镜 面反射与漫反射重叠出现的现象 。目前我国书本用 纸较粗糙 ,出现光幕反射机会少 。但随着书籍纸张 的改善 ,出现光幕反射的可能性就会日益增加 。 1. 2. 3 光源颜色
玻璃窗 :8 %
5) R = 5 hrc ( l + b) / l ×b 式中 : R 为室空间比 ; hrc 为灯具至工作面高度 ( m) ; l , b 为工作面的长和宽 ( m) ;
hrc
=
41 5 + 31 66 2
-
01 8
= 31 28 ( m) ,
l = 141 4 m , b = 101 8 m ,
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太 原 理 工 大 学 学 报 第 39 卷
11 25 ×hrc = 11 25 ×31 28 = 41 1 m. 31 2 灯具布置
经照明计算后 ,灯具布置如图 4 所示 ,比原灯具 布置多了 6 组 。
4 结束语
我们基于现有阶梯教室的情况 ,根据新标准 ,进 行了理论方面的照明计算 。结果显示 ,教室需增加 6 组灯管 ,才可满足照明设计新标准 。理论计算完 成后 ,还需进行实际改造和测量 ,最终得出最佳设计 方案 。
1 84. 3 112. 6 153. 1 169. 1 140. 0 135. 5 127. 0 110. 2 134. 0
2 110. 3 115. 3 167. 8 175. 2 173. 0 157. 4 176. 7 178. 0 171. 2 170. 1 593. 0
列数 3
100. 5 123. 8 181. 1 194. 3 176. 8 169. 6 180. 2 183. 1 176. 6 168. 0 362. 5
主要是对课桌面和黑板面照度均匀度的要求 ,
要求均匀度应不低于 0. 7 。 1. 2. 2 眩光限制[2 ]
1) 直接眩光 。当学生视野内出现高亮度 ,就会 产生不舒适感 ,甚至降低视度 。目前主要眩光源是 裸灯泡 ,这不但使光通量利用率不高 ,而且产生严重 的直接眩光 。荧光灯管表面亮度虽不太高 ,但面积 大 ,故皆应装上亚光或无光灯罩 。
第 39 卷 专辑 2008 年 5 月
太原理工大学学报
J OU RNAL O F TA IYUAN UN IV ERSIT Y O F TEC HNOLO GY
3
文章编号 :100729432 (2008) S120119204
Vol. 39 Spec. Issue May 2008
不同光源的相关色温不同 ,它给人们不同的冷 暖感觉 。阶梯教室的照明光源应选择中间色 ,色温 在 3 300 - 5 300 K。 1. 2. 4 反射比
当环境各表面的亮度比较均匀 ,眼睛功能才会达 到最舒适和最有效率 ,故希望室内各表面亮度保持一 定比例。为了获得比较均匀亮度比 ,必须使室内各表 面具有适当的反射比 。顶棚为 0. 6～0. 9 ;墙面为 0. 3 ～0. 8 ;地面为 0. 1～0. 5 ;作业面为 0. 2～0. 6.
大学阶梯教室照明设计与计算
李 唐 ,陆凤华
(太原理工大学 建筑与土木工程学院 ,山西 太原 030024)
摘 要 :根据建筑照明设计新标准 ( GB 50034 —2004) ,对太原理工大学教学主楼阶梯教室进 行照明再设计 ,为大规模教室照明改造工程提供了计算依据 。首先 ,对阶梯教室现有室内照明进行 测量 ;其次 ,分析实验结果找到教室原有照明设计与新照明标准的差距 ;最后 ,通过理论计算完成对 室内照明的再设计 。
10) 布置灯 。允许最大灯具为
垂直灯管
11 2 ×hrc = 11 2 ×31 28 = 31 9 m , 顺灯管中 —中
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4 108. 7 139. 0 170. 4 180. 3 170. 9 164. 7 174. 8 176. 2 173. 1 172. 8 500. 8
5 112. 3 158. 2 172. 0 184. 0 116. 0 151. 3
207 162. 8 126. 3
图 1 教室平面及剖面图
式中 :ρd ,ρq ,ρp ,ρc 分别为地面 , 墙面 , 顶棚及窗口的 光反射比 ; A d , A q , A p , A c 分别为地面 , 墙面 , 顶棚及 窗口的表面积 ; A w , A m 分别为墙总面积和门面积 。
ρd = 01 38 , A d = 1551 52 m2 ; ρq = 01 5 , A q = 1631 03 m2 ; ρp = 01 92 , A p = 1551 52 m2 ; ρc = 01 08 , A c = 351 4 m2 ;