朱世君

【摘要】本文通過(guò)對(duì)教室照明現(xiàn)狀的調(diào)查和分析,詳細(xì)介紹了教室照明設(shè)計(jì)中,燈具的選型、燈具的布置方式、照度均勻度及照明功率密度值的計(jì)算、頻閃效應(yīng)及眩光的限制等幾個(gè)方面的內(nèi)容,以供大家在設(shè)計(jì)中參考。

【關(guān)鍵詞】照度 三基色熒光燈 照度均勻度 照明功率密度值 眩光 頻閃效應(yīng)

據(jù)統(tǒng)計(jì),學(xué)生大約有60%的時(shí)間是在教室里度過(guò)的,教室照明質(zhì)量的優(yōu)劣是導(dǎo)致學(xué)生近視的重要因素之一。近年來(lái)我國(guó)中小學(xué)生近視的問(wèn)題日趨嚴(yán)重,因此改進(jìn)教室的照明設(shè)計(jì)已成為目前刻不容緩的事情。

一、 教室的照明現(xiàn)狀

近來(lái)我們對(duì)全市的中小學(xué)校進(jìn)行了調(diào)查,發(fā)現(xiàn)教室照明不合格的現(xiàn)象很嚴(yán)重。在光源方面有些教室仍然采用光效低、壽命短的粗管徑(38mm)40W的T12熒光燈,在燈具的布置上,有些學(xué)校在8mX8m的標(biāo)準(zhǔn)教室內(nèi)只設(shè)置了6只T12型40W的熒光燈,照度要求。此外還有些學(xué)校的教室照明仍然采用電感鎮(zhèn)流器的熒光燈,不滿足頻閃、眩光、節(jié)能等的要求。

二、 教室照明的分析與設(shè)計(jì)

1、光源的選擇

《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50034-2004條文說(shuō)明中3.2.3明確規(guī)定,選擇光源的一般原則:細(xì)管徑(<=26mm)直管熒光燈光效高、壽命長(zhǎng)、顯色性較好,適用于高度較低的房間,如辦公室、教室、會(huì)議室及儀表、電子等生產(chǎn)場(chǎng)所。

根據(jù)燈管的直徑不同,直管熒光燈又可分為φ38mm(T12)、φ26mm(T8)、φ16mm(T5)等幾種。目前教室照明中普遍使用的T8鹵粉熒光燈比傳統(tǒng)的T12熒光燈光效提高了10%,壽命提高了3-4倍,節(jié)電率達(dá)10%。近年來(lái),隨著新材料和新技術(shù)的運(yùn)用以及人們對(duì)教室照明的重視,采用稀土三基色熒光粉的T8和T5熒光燈由于具有光效高、壽命長(zhǎng)、節(jié)能、護(hù)眼、環(huán)保、顯色指數(shù)高等眾多優(yōu)點(diǎn)而成為教室照明設(shè)計(jì)中的新型光源。T8鹵粉熒光燈管與T8、T5三基色熒光燈管具體比較見(jiàn)下表:

由上表顯示,T5三基色燈管的各項(xiàng)指標(biāo)最高,T8三基色燈管次之。但由于T8三基色燈管相對(duì)T5價(jià)格便宜,改造成本較低而得到普遍推廣。而T5熒光燈的市場(chǎng)普及率只有10%。

2、燈具的布置及相關(guān)指標(biāo)計(jì)算

在設(shè)計(jì)中我們?cè)鯓幽軌驕?zhǔn)確的計(jì)算出燈具的數(shù)量,并且保證布置方式能夠滿足照度均勻度及照明功率密度值的要求呢?下面我們通過(guò)一個(gè)典型教室的照明設(shè)計(jì)來(lái)詳細(xì)說(shuō)明。某教室的尺寸為長(zhǎng)8mX寬8mX高3.6m,燈具安裝高度距課桌面1.8m。由《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50034-2004表5.2.7中查得教室(以課桌面為參考高度)的照度標(biāo)準(zhǔn)值Eav為300LX。由《照明設(shè)計(jì)手冊(cè)》查得T8三基色36W單管熒光燈光通量為3200lm,燈具的利用系數(shù)為0.6,維護(hù)系數(shù)為0.8,然后依據(jù)照度計(jì)算公式導(dǎo)出N=Eav*A/(φ*U*K)式中 φ—光源的光通量 N—燈具數(shù)量 U—燈具的利用系數(shù)K—維護(hù)系數(shù)A—教室的面積

計(jì)算取 N=16盞。具體燈具布置見(jiàn)右圖

為了保證教室的照度均勻度,應(yīng)調(diào)整布等間距L和燈具距離工作面的高度H,使得燈具的距高比L/H不大于所選燈具的最大允許距高比。由《照明設(shè)計(jì)手冊(cè)》中查得該燈具垂直燈軸方向最大L/H為1.5,平行燈軸方向最大L/H為1.3。上圖燈具布置方式中,平行與垂直燈軸兩個(gè)方向L/H為1.2,均小于燈具的最大允許距高比,滿足照度均勻度的要求。

燈具的布置方式同時(shí)也要滿足照明功率密度值的要求。根據(jù)《照明設(shè)計(jì)手冊(cè)》LPD=(Wa+Wb)/A 式中 LPD—照明功率密度值Wa—燈具的功率Wb—電子鎮(zhèn)流器的功率(取4W)A—教室的面積根據(jù)上圖中燈具布置方式計(jì)算得LPD=10W/m²,滿足《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50034-2004中表6.1.6中規(guī)定教室的照明功率值(現(xiàn)行值)為11W/m²的要求。

3、頻閃效應(yīng)及眩光的抑制

目前部分學(xué)校的教室還采用電感式鎮(zhèn)流器的熒光燈,這種熒光燈發(fā)出的燈光會(huì)產(chǎn)生“頻閃”現(xiàn)象,學(xué)生長(zhǎng)期在“頻閃”狀態(tài)下學(xué)習(xí)很容易導(dǎo)致視覺(jué)疲勞,引起近視、神經(jīng)緊張等不良后果。特別是當(dāng)電壓不穩(wěn)、燈管老化時(shí),頻閃現(xiàn)象就更為嚴(yán)重。

為了解決這個(gè)問(wèn)題我們通常是將電感式鎮(zhèn)流器更換成專用的電子式鎮(zhèn)流器,由于此種鎮(zhèn)流器的頻率比較高,可以有效地限制頻閃現(xiàn)象的產(chǎn)生。

教室內(nèi)的眩光主要分為直接眩光和反射眩光。抑制直接眩光我們采用兩種方式:1)燈具的布置方式應(yīng)長(zhǎng)軸平行于學(xué)生的主視線,并與黑板垂直。有條件的教室應(yīng)把燈具布置在垂直黑板通道的上空,使桌面形成側(cè)面或者兩側(cè)面采光,照明效果更好。2)采用帶格柵罩的燈具來(lái)取代裸露的燈管,這樣可以減少燈具直接照射產(chǎn)生的眩光。

反射眩光主要是由視野中的反射所引起的,特別是在靠近視線方向看見(jiàn)反射像所產(chǎn)生的眩光。反射眩光使視覺(jué)對(duì)象的對(duì)比降低,以致難以看清細(xì)部。為了避免反射眩光,我們主要在教室內(nèi)表面采用淺色裝修,采用無(wú)光澤的材料,這樣可以減少反射眩光的影響。

三、結(jié)束語(yǔ)

要想把教室照明設(shè)計(jì)得合理、先進(jìn),這是一個(gè)很重要的課題。隨著時(shí)代的進(jìn)步、社會(huì)的發(fā)展同時(shí)隨著照明與視力及心理健康等理論研究的不斷深入,教室照明設(shè)計(jì)必定會(huì)迎來(lái)革命性的飛躍和發(fā)展。希望本文能對(duì)今后的照明設(shè)計(jì)有所借鑒和幫助。

參考文獻(xiàn)

【1】現(xiàn)代建筑電氣設(shè)計(jì)技術(shù)(2005年)四川科學(xué)技術(shù)出版社

【2】照明設(shè)計(jì)手冊(cè)(第二版) 中國(guó)電力出版社

【3】建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) (GB50034-2004)