浅谈教室电气照明设计

李晨

摘要：当前青少年学生的近视率逐年攀升始终受到社会各界人士的关注。对教室照明质量的设计尤为重要。本文通过介绍照明设计指标和设计依据及结合案例通过照明软件DIALux仿真真实场景，提出合理的可行性建议，有助于促进教室照明质量的提升。

关键词：照明设计;DIALux仿真;照明质量

1教室环境照明评价的主要参数

（1）照度—照度指的是入射到空间内物体上的单位面积上的光通量。

（2）照度均匀度—通常我们将照度均匀度定义为，空间内指定平面上最小照度与平均照度的比值，照度均勻度越接近1.0越好。

（3）照明功率密度—某指定建筑的房间或场所，单位面积的照明安装功率。

（4）统一眩光值—国际照明委员会（CIE）用于度量处于室内视觉环境中的照明装置发出的光对人眼引起不舒适感主观反应的心理参量。

（5）显色指数—光源显色性的度量。以被测光源下物体颜色和参考标准光源下物体颜色的相符合程度来表示。

2教室照明设计依据及要求

2.1教室照明的基本要求

教学楼照明中最主要的是教室照明，即教师看教案、观察学生、在黑板上书写，学生看书、写字，看黑板上的字与图，注视教师的演示等。教室照明中最基本的任务是：

（1）满足学生看书、写字、绘画等要求，保证视觉目标水平和垂直照度要求。

（2）满足学生之间面对面交流的要求，引导学生把注意力集中到教学区域。

（3）照明控制适应不同的演示和教学情景，并考虑自然光的影响。

（4）满足显色性，控制眩光，保护视力构建健康舒适的光环境。

除此之外，教室照明还应做到安全、可靠方便维护与检修，并与环境协调。

2.2设计依据

本次照明设计主要依据标准《建筑照明设计标准》和《教育建筑电气设计规范》。规范要求：教室的课桌面照度标准值要求≥300lx、照度均匀度≥0.70、显色指数Ra≥80，相关色温3300K～5300K、照明功率密度≤9W/m2、统一眩光值≤19;黑板面的照度标准值要求≥500lx、照度均匀度≥0.70、显色指数Ra≥80。

2.3灯具选择及布置要求

光源选择应满足提高照明质量，有利于环保、节能要求。教室照明推荐采用稀土三基色荧光粉的直管荧光灯，其具有显色性好、光效高、寿命长等特点，易于满足显色性、照度水平及节能的要求。当采用LED时，应满足色温不大于4000K，特殊显色指数R9大于零，色品坐标偏差值满足国家标准要求。

布灯满足以下条件：

（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%的开启式配照型灯具。

（2）有要求或有条件的教室可采用带格栅或带漫射罩型灯具，格栅灯具效率不宜低于65%，带玻璃或塑料保护罩的灯具效率不宜低于70%。

（3）具有蝙蝠翼式光强分布特性灯具的光强，一般有较大的遮光角，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。

3教室照明建模与仿真

3.1照明软件DIALux

设计时，采用专用照明设计软件DIALux，它能规划，计算和可视化室内与室外区域的照明，且真实营造独特的仿真氛围，并输出完整的照明计算结果。尤其是在绘图前、中、后都能调整所有区域参数。区域排列的尺寸、灯具间的距离以及区域排列的角度会直接显示在CAD图纸中，立即获得所放置的灯具效果。

3.2照明仿真

3.2.1空间尺寸及建模

利用DIALux建立空间模型，模型长宽高参照教室尺寸，设置为长9m宽8m高3.5m。教室灯具光源选用专用护眼面板灯自带慢反射罩型，功率36w，灯具效率≥70%，显色指数为90。黑板灯光源采用护眼专用黑板灯，功率36w，灯具在学生侧保护角>40°，显色指数为90。

3.2.2教室布灯

普通教室课桌呈规律性排列，宜采用顶棚上均匀布灯的一般照明方式。为减少眩光区和光幕反射区，荧光灯具宜纵向布置，即灯具的长轴平行于学生的主视线，并与黑板垂直。教室照明灯具布置在垂直黑板的通道上空，使课桌面形成侧面或两侧面来光，照明效果更好。普通教室灯具距地面安装高度宜为2.5～2.9m，距课桌面宜为1.7～2.1m。教室照明的控制宜平行外窗方向顺序设置开关，黑板照明开关单独装设。

3.2.3照度计算

经过多次软件计算，在一定范围内，安装高度越高，平均照度值越低，照度均匀度越高，眩光值越小，因此安装高度对照明质量影响较大。最终以教室灯具采用3行3列安装方式，灯具实际安装高度2.5m;黑板灯采用3行1列，水平距离黑板1.1米，安装高度2.8米时，结果最为理想。图1为课桌高0.75m时，可桌面区域仿真的照度计算结果;图2为黑板面照度计算结果。

4结论

目前，国内绝大多数教室照明都达不到国家标准的要求。根据 DIALux 照明设计软件，以标准教室为例，规划设计了LED 灯具的布置方案。通过照度仿真设计，各项参数指标均达到或超过国家标准，符合国家对教室日常照明的要求。

参考文献

[1]民用建筑电气设计标准实施指南 四川科学技术出版社，2020.6

[2]工业与民用供配电设计手册（第四版） 中国电力出版社，2016.12

[3]照明设计手册（第三版）中国电力出版社，2017.4