對(duì)教室照明設(shè)計(jì)中常常運(yùn)用的帶罩支架燈和教室護(hù)眼燈進(jìn)行照度、功率密度的理論核算,分析了帶罩支架燈和教室護(hù)眼燈應(yīng)用在教室中的照度、功率密度和一致眩光值,成果驗(yàn)證了教室護(hù)眼燈具比普通帶罩支架燈在滿意規(guī)范要求的一起,能更有用地削減炫光的影響。
教室照明質(zhì)量對(duì)青少年的視力具有顯著的影響,因而營(yíng)建杰出的教室照明光環(huán)境在照明工程設(shè)計(jì)中至關(guān)重要。過去,我國(guó)教室照明工程一般選用T5三基色熒光燈管作為照明光源,顯色指數(shù)能到達(dá)80以上,實(shí)踐照度、均勻度和功率密度的要求簡(jiǎn)單滿意規(guī)范要求,但是設(shè)計(jì)中往往忽視了規(guī)范對(duì)眩光值的要求。

本文分析了工程設(shè)計(jì)中廣泛運(yùn)用的帶罩支架燈和教室護(hù)眼燈的照度、功率密度和一致眩光值,以挑選適宜的照明燈具。
GB 50034—2013《修建照明設(shè)計(jì)規(guī)范》[1]、JGJ 310—2013《教育修建電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》[2]對(duì)教育修建電氣照明目標(biāo)作了相關(guān)規(guī)則。GB 7793—2010《中小學(xué)校教室采光和照明衛(wèi)生規(guī)范》[3]對(duì)教育修建電氣照明設(shè)備及教室相關(guān)參數(shù)作了相關(guān)規(guī)則?，F(xiàn)在,照明設(shè)計(jì)中一般以上述規(guī)范作為設(shè)計(jì)根據(jù)[1-3],在教室、閱覽室,以課桌面為參閱平面,照度規(guī)范值為300 lx,一致眩光值為19,照度均勻度為0.60,一般顯色性為80,照明功率密度限值≤8.0 W/m2。
對(duì)教育修建中不同房間或場(chǎng)所的參閱平面進(jìn)行定義,并對(duì)照明質(zhì)量和室內(nèi)反射面反射比作出定量規(guī)則。教育修建室內(nèi)反射比如表1所示。在教育修建中房間或場(chǎng)所的照明質(zhì)量一般從照度、一致眩光值、照度均勻度、一般顯色性和功率密度方面幾個(gè)方面衡量。
表2 教育修建室內(nèi)反射比

房間外表稱號(hào)反射比房間外表稱號(hào)反射比頂棚0.70～0.80前墻0.50～0.60側(cè)墻、后墻0.70～0.80地面0.20～0.40
以教室照明的實(shí)踐工程為研究目標(biāo),分別核算運(yùn)用帶罩支架燈和教室護(hù)眼燈的照度、功率密度和一致眩光值。
2.1 燈具挑選
挑選教室照明設(shè)計(jì)中廣泛運(yùn)用的帶罩支架燈和教室護(hù)眼燈,黑板部分照明選用專用非對(duì)稱配光黑板燈。燈具的相關(guān)參數(shù)如表2所示。
表2 燈具的相關(guān)參數(shù)

項(xiàng)目帶罩支架燈教室護(hù)眼燈黑板燈光源YZ/HE28YZ/HE28熒光燈管T5光通量/lm247024703050功率/W30.730.036.0批改系數(shù)111數(shù)量12123
燈具什物如圖1所示。

圖1 燈具什物
配光特性曲線如圖2所示。
帶罩支架燈的配光特性與余弦配光類似,最大光強(qiáng)根本在燈下,光源輻射出的光通量根本會(huì)集在燈下部分,照明器外側(cè)跟著筆直角的增大而光強(qiáng)逐漸減小,但在高筆直角范圍內(nèi)仍有較強(qiáng)的光強(qiáng),或許產(chǎn)生眩光。
教室護(hù)眼燈具有蝙蝠翼式配光特性,一般有較大的遮光角,比較帶罩支架燈,最大光強(qiáng)不在燈下,光源輻射出的光通量較均勻地散布在筆直角0°～30°的范圍內(nèi),在高筆直角范圍內(nèi)光強(qiáng)受到顯著的抑制[4]。

圖2 配光曲線
2.2 教室空間參數(shù)
以實(shí)踐工程的教室空間作為參閱[5],教室空間的相關(guān)參數(shù)如表3所示。
表3 教室空間的相關(guān)參數(shù)

空間尺寸(長(zhǎng)×寬×高)/m燈具裝置高度/m反射比(外表資料)頂棚前墻側(cè)墻、后墻地板8.84×6.84×3.002.720.78(石膏、水泥)0.60(石膏、水泥)0.78(石膏、水泥)0.40(大理石)
帶罩支架燈、教室護(hù)眼燈電氣照明安置平面如圖3所示。
2.3 教室照明光環(huán)境核算
教室照明的照度是表征教室照明光環(huán)境的根本參數(shù)[6],工作平面上的平均照度為

(1)
式中: φ——光源光通量,lm;

圖3 帶罩支架燈、教室護(hù)眼燈電氣照明安置平面
N——光源數(shù)量;
U——利用系數(shù);
A——工作面面積,m2;
K——燈具維護(hù)系數(shù)。
功率密度是表征修建節(jié)能的重要參數(shù)。教室照明功率密度為

(2)
式中: P——房間內(nèi)裝設(shè)光源(含鎮(zhèn)流器)的總功率,W;
S——房間面積,m2。
當(dāng)燈具發(fā)光面積為0.005～1.500 m2時(shí)[1] ,一致眩光值為

(3)
式中: Lb——背景亮度,cd/m2;
ω——每個(gè)燈具發(fā)光部分對(duì)觀察者眼睛所構(gòu)成的立體角,sr;
Lα——燈具在觀察者眼睛方向的亮度,cd/m2;
p——每個(gè)燈具的方位指數(shù)。
教室照明光環(huán)境核算成果如表4所示。
表4 教室照明光環(huán)境核算成果

參數(shù)帶罩支架燈教室護(hù)眼燈規(guī)范值照度/lx317322300功率密度/(W/m2)7.347.20≤8
由表4可知,帶罩支架燈或教室護(hù)眼燈的照度和功率密度值都能滿意規(guī)范的要求。
運(yùn)用DIALux軟件進(jìn)行房間建模、燈具安置和仿真比較。帶罩支架燈、教室護(hù)眼燈配光曲線模型如圖4、圖5所示。

圖4 帶罩支架燈配光曲線模型

圖5 教室護(hù)眼燈配光曲線模型
仿真成果如表5所示。一致眩光值丈量成果中,縱向指觀測(cè)人員站在A點(diǎn)視線與燈軸方向平行;橫向指觀測(cè)人員站在B點(diǎn)視線與燈軸方向筆直。
表5 仿真成果

參數(shù)帶罩支架燈教室護(hù)眼燈照度/lx309316功率密度/(W/m2)7.347.20照度均勻度0.6010.648一致眩光值21(縱向)17(橫向)<>
照度散布如圖6所示。

圖6 照度散布
照度值與理論核算成果根本相符,運(yùn)用不同燈具,教室照明照度和功率密度值根本沒有區(qū)別。只要合理安排燈具,相對(duì)方位照度均勻度的影響也不大,主要區(qū)別在于一致眩光值的大小。在照度、功率密度及照度均勻度均契合國(guó)家規(guī)范的前提下,選用教室護(hù)眼燈照明能有用削減炫光的影響。
本文通過理論核算和軟件仿真,比較了典型教室空間的照明相關(guān)數(shù)據(jù),得到以下定論:
(1) 恰當(dāng)調(diào)整燈具遮光角,能夠有用削減眩光。
(2) 工程設(shè)計(jì)中運(yùn)用帶格柵片的熒光燈或愈加密布的格柵片燈具,能有用地削減眩光。
另外,本文選用的方法可以用來分析LED光源應(yīng)用在教室中時(shí)的照度、功率密度值及眩光值。