对教室照明设计中常常运用的带罩支架灯和教室护眼灯进行照度、功率密度的理论核算,分析了带罩支架灯和教室护眼灯应用在教室中的照度、功率密度和一致眩光值,成果验证了教室护眼灯具比普通带罩支架灯在满意规范要求的一起,能更有用地削减炫光的影响。
教室照明质量对青少年的视力具有显着的影响,因而营建杰出的教室照明光环境在照明工程设计中至关重要。过去,我国教室照明工程一般选用T5三基色荧光灯管作为照明光源,显色指数能到达80以上,实践照度、均匀度和功率密度的要求简单满意规范要求,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运用的带罩支架灯和教室护眼灯的照度、功率密度和一致眩光值,以挑选适宜的照明灯具。
GB 50034—2013《修建照明设计规范》[1]、JGJ 310—2013《教育修建电气设计规范》[2]对教育修建电气照明目标作了相关规则。GB 7793—2010《中小学校教室采光和照明卫生规范》[3]对教育修建电气照明设备及教室相关参数作了相关规则。现在,照明设计中一般以上述规范作为设计根据[1-3],在教室、阅览室,以课桌面为参阅平面,照度规范值为300 lx,一致眩光值为19,照度均匀度为0.60,一般显色性为80,照明功率密度限值≤8.0 W/m2。
对教育修建中不同房间或场所的参阅平面进行定义,并对照明质量和室内反射面反射比作出定量规则。教育修建室内反射比如表1所示。在教育修建中房间或场所的照明质量一般从照度、一致眩光值、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 教育修建室内反射比

房间外表称号反射比房间外表称号反射比顶棚0.70～0.80前墙0.50～0.60侧墙、后墙0.70～0.80地面0.20～0.40
以教室照明的实践工程为研究目标,分别核算运用带罩支架灯和教室护眼灯的照度、功率密度和一致眩光值。
2.1 灯具挑选
挑选教室照明设计中广泛运用的带罩支架灯和教室护眼灯,黑板部分照明选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

项目带罩支架灯教室护眼灯黑板灯光源YZ/HE28YZ/HE28荧光灯管T5光通量/lm247024703050功率/W30.730.036.0批改系数111数量12123
灯具什物如图1所示。

图1 灯具什物
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,最大光强根本在灯下,光源辐射出的光通量根本会集在灯下部分,照明器外侧跟着笔直角的增大而光强逐渐减小,但在高笔直角范围内仍有较强的光强,或许产生眩光。
教室护眼灯具有蝙蝠翼式配光特性,一般有较大的遮光角,比较带罩支架灯,最大光强不在灯下,光源辐射出的光通量较均匀地散布在笔直角0°～30°的范围内,在高笔直角范围内光强受到显着的抑制[4]。

图2 配光曲线
2.2 教室空间参数
以实践工程的教室空间作为参阅[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灯具装置高度/m反射比(外表资料)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、教室护眼灯电气照明安置平面如图3所示。
2.3 教室照明光环境核算
教室照明的照度是表征教室照明光环境的根本参数[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、教室护眼灯电气照明安置平面
N——光源数量;
U——利用系数;
A——工作面面积,m2;
K——灯具维护系数。
功率密度是表征修建节能的重要参数。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0.005～1.500 m2时[1] ,一致眩光值为

(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构成的立体角,sr;
Lα——灯具在观察者眼睛方向的亮度,cd/m2;
p——每个灯具的方位指数。
教室照明光环境核算成果如表4所示。
表4 教室照明光环境核算成果

参数带罩支架灯教室护眼灯规范值照度/lx317322300功率密度/(W/m2)7.347.20≤8
由表4可知,带罩支架灯或教室护眼灯的照度和功率密度值都能满意规范的要求。
运用DIALux软件进行房间建模、灯具安置和仿真比较。带罩支架灯、教室护眼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 教室护眼灯配光曲线模型
仿真成果如表5所示。一致眩光值丈量成果中,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点视线与灯轴方向笔直。
表5 仿真成果

参数带罩支架灯教室护眼灯照度/lx309316功率密度/(W/m2)7.347.20照度均匀度0.6010.648一致眩光值21(纵向)17(横向)<>
照度散布如图6所示。

图6 照度散布
照度值与理论核算成果根本相符,运用不同灯具,教室照明照度和功率密度值根本没有区别。只要合理安排灯具,相对方位照度均匀度的影响也不大,主要区别在于一致眩光值的大小。在照度、功率密度及照度均匀度均契合国家规范的前提下,选用教室护眼灯照明能有用削减炫光的影响。
本文通过理论核算和软件仿真,比较了典型教室空间的照明相关数据,得到以下定论:
(1) 恰当调整灯具遮光角,能够有用削减眩光。
(2) 工程设计中运用带格栅片的荧光灯或愈加密布的格栅片灯具,能有用地削减眩光。
另外,本文选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。