教室灯光设计

彭浩

摘要：学校教室照明设计现状如何？国家标准对学校照明设计有什么要求？对于学校教室的照明设计，我们到底该怎么做更合理？让孩子在适宜的灯光下学习成长，是我们最大的责任和义务，谨以此文对合理的教室灯光设计作简要介绍。

关键词：教室照明;灯光;光强度;光幕反射

以前，我们都认为戴眼镜的人，起码都是上中学以上的人。而现在，我们经常能够看到很多很小的孩子戴着眼镜，小学里面有，幼儿园里面也有，毫不夸张。有人说，这是因为现代的电子设备太多了，手机、电脑、电视、PAD、游戏机等电子产品的频繁使用，导致孩子视力下降。大家说的没错，但这只是导致孩子视力下降的一个方面。

据光明日报，世界卫生组织最新研究报告显示，目前中国近视患者人数多达6亿，几乎是总人口数量的一半。我国高中生和大学生的近视率均已超过7成，并逐年增加，青少年近视率高居世界第一，小学生的近视率也接近40%。专家们普遍认为：造成学生视力低下的原因很多，例如：先天因素;坐姿不正确;学习负担过重; 看电视或操作电脑的时间过长等等，但被很多人忽略掉的原因还有学校的灯光照明环境！

我们的学校教室照明设计现状究竟是怎么样的？国家标准对学校照明设计有什么要求？对于学校教室的照明设计，我们到底该怎么做更合理？下面我们从灯光和照明设计的角度来讨论一下：

一、我国很多学校教室的照明设计现状

调查发现，我们的学校教室照明环境存在的问题主要体现在如下几个方面：

1、黑板及课桌照度低于国家标准所规定的照度值，学生长期处于低照度环境下学习;

2、没有设专用黑板灯，或黑板灯装设不规范，如用普通的简式荧光灯当做黑板灯，不仅黑板照度低，视见度低，学生在观看黑板时，还可看到灯管的直接眩光，极易引起视觉疲劳;

3、一般都是采用质低、价低、能耗高、技术停留在上世纪6、70年代水平的简式荧光灯具;且较多的使用电感镇流器，存在严重的频闪效应;

4、一般都采用软吊，吊扇又安装在灯具的上方，吊扇与灯光同时开动时，存在严重的灯摆、灯光晃动的现象;

5、教室内一般均采用高色温（6500K）光色偏冷的荧光灯管。

二、国家在教室照明设计方面有什么规定。

像其他行业一样，建筑行业也有很多的国家标准，其中，2004年，建设部颁布了新的《建筑照明设计标准 GB50034-2004》，新标准对教室照明设计作出了以下规定：

1、课桌照度300lx;黑板照度500lx;

2、照度均匀度（zui小照度/平均照度）0.7;

3、统一眩光值UGR不得高于19;

4、直接型灯具的遮光角不应小于15°（光源平均亮度为20-50kcd/m时）;

5、功率密度值：现行值11W/m，目标值9W/m;

6、宜采用细管径直管形荧光灯;

7、光源的相关色温3300～5300K。

国家制定教室照明设计的相关标准，为的是让我们的孩子能有一个更加健康的教育环境。部分学校为了节约成本，用简单的几根灯管草草了事之举，着实是对学生和家长极大的不负责任！

三、学校教室照明设计具体要怎么做才合理

1、教室光源的选择

（1）普通教室不宜采用无罩的直射灯具及盒式荧光灯具，宜选用有一定保护角、效率不低于75%的开启式配照明型灯具。

（2）有要求或有条件的教室可采用带格栅（格片）或带漫射罩型灯具，其灯具效率不宜低于60%。如下图所示：

（3）具有蝙蝠翼式光强分布特性灯具的光强分布，一般有較大的遮光角，光输出扩散性好，布灯间距大，照度均匀，能有效地限制眩光和光幕反射，有利于改善教室照明质量和节能。具有蝙蝠翼式光强分布特性的灯具，与余弦光强分布的灯具的性能对比。前者比后者减少了光幕反射区及眩光区的光强分布，降低了眩光，特别是光幕反射的干扰;增大了有效区的光强分布，使灯具输出光通的有效利用率大大提高。

（4）不宜采用带有高亮度或全镜面控光罩（如格片、格栅）类灯具，宜采用低亮度、漫射或半镜面控光罩（如格片、格栅）类灯具。

（5）如果教室空间较高，顶棚反射比高，可以采用悬挂间接或半间接照明灯具，该灯灯具除向下照射外，还有更多的光投射到顶棚，形成间接照明，营造更加舒适宜人的光环境。如果教室有吊顶，一般采用嵌入式或吸顶式灯具。

2、照明灯具的控制

教室照明灯具的控制要求应按所控灯列与侧窗平行，这样在白天阳光充足的情况下，开启距离窗户比较远的一侧灯具即可，既能保持教室内整体照明亮度的均匀，又能达到节约用电的目的。

但是，由于现代多媒体教学设备的不断普及，许多教室都安装了正投式投影仪，它取代了过去笨重、占地方的背投式电视，这就对前排灯具的控制方式提出了新的要求。在设计灯具的控制方式上，应考虑以下问题：

（1）投影屏幕或是电视屏幕一般会占据黑板一半的面积，当投影仪或电视正常工作时，为了获取足够的屏幕亮度，就需要关闭前排靠近屏幕的荧光灯。

（2）若灯具的控制方式仍然按照所控灯列与侧窗平行，则屏幕附近的列向灯都要被关闭，这会直接降低中后排课桌面的照度，严重影响学生的听课效率。因此，将前排荧光灯各自分开控制是解决上述问题的一个方法。

（3）教室黑板前应设置专用黑板灯，其垂直照度的平均值大于或等于200lx，黑板面上的照度均匀度大于或低于0.7。宜采用有非对称光强分布特性的专用黑板灯。灯具在学生坐位侧保护角宜大于40度，不应产生直接眩光。同时，黑板灯的控制也要分开，这样做的目的是在保证屏幕亮度的同时，教师仍可在另一侧黑板进行教学。

3、要合理设置灯具的高度。

由于投影仪采用的是吊杆式安装，如果灯具和投影仪支架的位置设置不合理，灯架就会遮挡荧幕，形成阴影，所以在设计阶段，就要仔细考虑好两者之间的位置关系，以免给后续工程带来不必要的麻烦。

下面我们就教室照明列举一个实例，制定一个设计方案。

四、教室照明设计方案

1、以尺寸（长8.2米X宽7.1米X高3.25米）的教室为例

功率密度计算（1）样品间面积： 8.2x7.1=58.22（m2）（2）教室灯总功率： 8x56.7=453.6（w）（3）黑板灯总功率： 3x27.6=82.8（w） （标书要求使用二支黑板灯而实际使用三支黑板灯，是因为二支黑板灯的照度及均匀度均很难达到黑板照 明的要求，传媒领导及检测中心的人均认为要装三支黑板灯，这样才没响应标书要求）  （4）教室灯具总功率（包括黑板灯）： 453.6+82.8=536.4（w）  （5）功率密度： 536.4÷58.22=9.214（w/m2） （实测值8.6w/m2）  （6）布灯及光度数据模拟。模拟的结果为：课桌面维持平均照度为476 （lx），照度均匀度0.79，黑板面维持平均照度为578 （lx），照度均匀度 0.82（7）布灯3D图纸（8）布灯CAD图纸

教室灯具的选择和设置往往关系到学生的视力健康问题，学校和家长都需要格外注意。为有效避免学校照明对学生视力的影响，学校应采用专业的护眼LED教室灯具，并且要有专业的技术人员来负责安装，以保证教室灯和黑板灯的各项指标都可以达到合格要求，确保每间教室的光环境不仅照度充足、均匀度优异，同时将眩光最小化，达到无直接光射入学生的眼睛。同时，调整照明灯具在教室中的位置，尽量避免教室中光线的叠加和死角光线的不足，真正为学生提供健康、舒适、绿色的教室光环境。