教室照明灯具布置及选型.docx

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教室照明灯具布置及选型

教室照明灯具布置及选型

摘要：

对教室照明设计中经常使用的带罩支架灯和格栅灯进行照度、功率密度的理论计算,并通过DIALux软件仿真分析了带罩支架灯和格栅灯应用在教室中的照度、功率密度和统一眩光值,结果验证了格栅灯具比普通带罩支架灯在满足规范要求的同时,能更有效地减少炫光的影响。

关键词：

教室照明;带罩支架灯;格栅灯;眩光;照度

0引言

教室照明质量对青少年的视力具有显著的影响,因此营造良好的教室照明光环境在照明工程设计中至关重要。

目前,我国教室照明工程一般采用T5三基色荧光灯管作为照明光源,显色指数能达到80以上,实际照度、均匀度和功率密度的要求容易满足规范要求,但是设计中往往忽视了规范对眩光值的要求。

本文分析了工程设计中广泛使用的带罩支架灯和格栅灯的照度、功率密度和统一眩光值,以选择合适的照明灯具。

1国内教室照明标准

GB50034—2013《建筑照明设计标准》[1]、JGJ310—2013《教育建筑电气设计规范》[2]对教育建筑电气照明指标作了相关规定。

GB7793—2010《中小学校教室采光和照明卫生标准》[3]对教育建筑电气照明设备及教室相关参数作了相关规定。

目前,照明设计中一般以上述标准作为设计依据[1-3],在教室、阅览室,以课桌面为参考平面,照度标准值为300lx,统一眩光值为19,照度均匀度为0.60,一般显色性为80,照明功率密度限值≤8.0W/m2。

对教育建筑中不同房间或场所的参考平面进行定义,并对照明质量和室内反射面反射比作出定量规定。

教育建筑室内反射比如表1所示。

在教育建筑中房间或场所的照明质量一般从照度、统一眩光值、照度均匀度、一般显色性和功率密度方面几个方面衡量。

表2教育建筑室内反射比

房间表面名称反射比房间表面名称反射比顶棚0.70～0.80前墙0.50～0.60侧墙、后墙0.70～0.80地面0.20～0.40

2照明光环境计算

以教室照明的实际工程为研究对象,分别计算使用带罩支架灯和格栅灯的照度、功率密度和统一眩光值。

2.1灯具选择

选择教室照明设计中广泛使用的带罩支架灯和格栅灯,黑板局部照明采用专用非对称配光黑板灯。

灯具的相关参数如表2所示。

表2灯具的相关参数

项目带罩支架灯格栅灯黑板灯光源YZ/HE28YZ/HE28荧光灯管T5光通量/lm247024703050功率/W30.730.036.0修正系数111数量12123

灯具实物如图1所示。

图1灯具实物

配光特性曲线如图2所示。

带罩支架灯的配光特性与余弦配光类似,最大光强基本在灯下,光源辐射出的光通量基本集中在灯下部分,照明器外侧随着垂直角的增大而光强逐渐减小,但在高垂直角范围内仍有较强的光强,可能产生眩光。

格栅灯具有蝙蝠翼式配光特性,一般有较大的遮光角,相比带罩支架灯,最大光强不在灯下,光源辐射出的光通量较均匀地分布在垂直角0°～30°的范围内,在高垂直角范围内光强受到明显的抑制[4]。

图2配光曲线

2.2教室空间参数

以实际工程的教室空间作为参考[5],教室空间的相关参数如表3所示。

表3教室空间的相关参数

空间尺寸（长×宽×高）/m灯具安装高度/m反射比（表面材料）顶棚前墙侧墙、后墙地板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）

带罩支架灯、格栅灯电气照明布置平面如图3所示。

2.3教室照明光环境计算

教室照明的照度是表征教室照明光环境的基本参数[6],工作平面上的平均照度为

（1）

式中:

φ——光源光通量,lm;

图3带罩支架灯、格栅灯电气照明布置平面

N——光源数量;

U——利用系数;

A——工作面面积,m2;

K——灯具维护系数。

功率密度是表征建筑节能的重要参数。

教室照明功率密度为

（2）

式中:

P——房间内装设光源（含镇流器）的总功率,W;

S——房间面积,m2。

当灯具发光面积为0.005～1.500m2时[1],统一眩光值为

（3）

式中:

Lb——背景亮度,cd/m2;

ω——每个灯具发光部分对观察者眼睛所形成的立体角,sr;

Lα——灯具在观察者眼睛方向的亮度,cd/m2;

p——每个灯具的位置指数。

教室照明光环境计算结果如表4所示。

表4教室照明光环境计算结果

参数带罩支架灯格栅灯标准值照度/lx317322300功率密度/（W/m2）7.347.20≤8

由表4可知,带罩支架灯或格栅灯的照度和功率密度值都能满足规范的要求。

3仿真分析

使用DIALux软件进行房间建模、灯具布置和仿真比较。

带罩支架灯、格栅灯配光曲线模型如图4、图5所示。

图4带罩支架灯配光曲线模型

图5格栅灯配光曲线模型

仿真结果如表5所示。

统一眩光值测量结果中,纵向指观测人员站在A点视线与灯轴方向平行;横向指观测人员站在B点视线与灯轴方向垂直。

表5仿真结果

参数带罩支架灯格栅灯照度/lx309316功率密度/（W/m2）7.347.20照度均匀度0.6010.648统一眩光值21（纵向）17（横向）<>

照度分布如图6所示。

图6照度分布

照度值与理论计算结果基本相符,使用不同灯具,教室照明照度和功率密度值基本没有区别。

只要合理安排灯具,相对位置照度均匀度的影响也不大,主要区别在于统一眩光值的大小。

在照度、功率密度及照度均匀度均符合国家标准的前提下,采用格栅灯照明能有效减少炫光的影响。

4结语

本文通过理论计算和软件仿真,比较了典型教室空间的照明相关数据,得到以下结论:

（1）适当调整灯具遮光角,能够有效减少眩光。

（2）工程设计中使用带格栅片的荧光灯或更加密集的格栅片灯具,能有效地减少眩光。

另外,本文采用的方法可以用来分析LED光源应用在教室中时的照度、功率密度值及眩光值。

参考文献：

[1]建筑照明设计标准:

GB50034—2013[S].

[2]教育建筑电气设计规范:

JGJ310—2013[S].

[3]中小学校教室采光和照明卫生标准:

GB7793—2010[S].

[4]韩冰,陈茂凌.教室灯具和黑板灯具的选择[J].中国照明电器,2011（8）:

17-20.

[5]孙建民.电气照明技术[M].北京:

中国建筑工业出版社,1998.

[6]北京照明学会照明设计专业委员会.照明设计手册[M].2版.北京:

中国电力出版社,2006.