中小学校建筑电气照明设计

【摘 要】中小学校环境的使用者大部分都是孩子,其特点是未发育成熟,而且在校时间长,所以在学校电气照明设计中首先要考虑学生的身体健康,另外还应注重人体工学、环境心理学等方面.针对中小学建筑电气照明要求的特殊性,本文作者对中小学校建筑电气照明设计做初步探讨.

【关 键 词】教室照明设计；照明质量；照度计算

引言

中小学校照明中,照明质量是最重要的问题,教室照明是学校照明的关键场所.教室照明要解决长距离注视黑板、近距离作笔记和阅读的视距调节等问题.因此,从保护视力、提高教学质量和学习效率出发,努力处理好教室的照度和光亮分布,满足学生和教师的视觉作业要求,同时对各类教学场所进行合理的设计,需要综合考虑照度水平、亮度分布、色温和显色性及眩光限制等问题.

一、教室照明

1.1教室照明设计要求

和国家质量监督检验检疫总局联合发布《建筑照明设计标准》（GB50034-2004）对教室照明做出了规定：要求教室照明由原来的150lx提高到300lx,其照明度均匀度不应低于0.7.教室光源的显色指数Ra（表示光源对色彩的还原能力的指标）需要达到80以上[1].这一强制性条文的实施,大大提高了学校教室的照度标准水平,进一步改善了学生的学习环境.在进行教室照明设计之前应了解教室设计的一般要求：

（1）教室的朝向宜采用南北向的双侧采光,不应采用东西朝向.教室采用单侧采光时,光线应自学生座位的左侧射入.教室外部走廊在教室南面时,应以北向窗为主要采光面.

（2）教室课桌面上的采光系数最低值不应小于2%,教室玻地面积比不应低于1：5.

（3）为防止窗的直接眩光,教室应设窗帘以避免阳光直接射入教室内.

（4）为防止黑板的反射眩光,其表面应以耐磨无光泽的材料制成.

（5）为提高教室的采光效果,室内各表面应采用高亮度低彩度的装修,房间内各表面的反射比值应按规定选取.

（6）教室课桌面照度不应低于300lx,美术教室课桌面照度不应低于500lx,教室黑板照度不应低于500lx.

1.2教室照明设计原则

（1）教室课桌布置是规律性排列,教室照明通常由对课桌的一般照明和对黑板照明组成.照明设计采用在顶棚上均匀布灯的照明方式,为确保学生集中注意力,桌面和黑板的亮度为最高.

（2）为减少眩光区和反射区,荧光灯灯具宜纵向布置,并与黑板垂直.灯具布置在垂直黑板、课桌、通道上空,使课桌形成两侧面来光,照明效果较好.普通教室顶棚高度一般是2.8～3.0m,普通教室灯具距地安装高度宜为2.5～2.9m,灯具距课桌面宜为1.7～2.1m.

（3）学生视野中不产生黑板的反射眩光和黑板灯的直射光.为避免对学生产生反射眩光,黑板灯具的布灯区为：第一排学生看黑板顶部,并以此视线反射至顶棚求出映像点距离L1,以P点与黑板顶部作虚线连接,见图1,灯具应布置在该连接虚线以上区域内[1].灯具不应布置在教师站在的讲台上水平视线45度仰角以内位置,否则会对教师产生较大的眩光.

图1教师、学生、黑板三者光照位置示意图

（4）教室照明控制,宜平行外窗方向顺序设置开关（黑板照明开关应单独装设）,有投影屏幕时,在接近投影屏幕处的照明应能独立关闭.

1.3教室照度计算

目前照度计算的方法主要有利用系数法、逐点计算法、单位容量法.利用系数法适用于反射条件好的房间,此方法考虑了直射光及反射光两部分所产生的照度,计算结果为水平面上的平均照度.然而利用系数法仅仅将靠顶棚空间比CCR和室空比RCR划分成两种形式,不能满足众多不同光照特性的环境.而且如今室内装饰材料丰富多彩,使得现有的顶棚有效光反射比已远远达不到要求.逐点计算法适用于直射光照明的场所,可直接求出水平面照度和任意面上一点的照度.然而逐点计算法其计算结果仅为最小照度值,仅适用于大面积、高净空、维护反射比较低的室内空间[2].

教室的照度计算一般简化用单位容量法进行.它主要计算单位被照面积所需的灯具安装功率[3].

1.4灯具的选择与布置

教室照明灯具应选用T8、T5型三基色荧光灯或紧凑型荧光灯,并使用电子镇流器.应采用直接型配光的灯具,悬挂式灯具最好采用具有蝙蝠翼式光强分布的灯具,有条件的可采用带格栅或带漫射罩型的灯具.不宜采用裸灯或盒式荧光灯具.教室在采用直管型荧光灯照明时,灯具应和黑板垂直布置,从而使学生看到的灯具的发光面积减小,防止光幕眩光.

1.5教室照明设计实例

某普通教室顶棚高3m,面积为7.2×9.0m,其照明灯具布置如图2所示.教室照明选用T8型12套36W三基色直管荧光灯,配电子镇流器单管格栅荧光灯罩,灯具分三排布置；黑板选用三套T8型36W专用灯具.教室荧光灯长轴方向应平行于视线方向或垂直黑板布置,这样可以减少直接眩光和课桌面与纸面的光幕反射.为了获得良好的照度均匀度,在布置荧光灯时灯具距高比（灯具之间的水平距离与灯具悬挂高度之比）一般取垂直灯轴方向距高比为1.5：1,平行灯轴方向距高比为1.3：1.

二、其他照明

（1）阅览室照明

灯具布置时长边与读者主视线平行,与外侧窗平行.阅览室多采用混合照明方式,即用局部照明来提高桌面照度,以节约能源.设计中局部照明的灯具设在读者的左前方,以避免光幕反射,提高可见度.光源选用荧光灯,应采用优质的电子镇流器,以防噪声干扰.

（2）操场照明

操场一类的体育场所照明设计考虑到空间高度的限制,既要达到照度标准,又要满足照明质量要求,因此应选用配光合理、有合适距高比和亮度限制较严的灯具.灯具安装高度6m以下时,宜选用荧光类灯具；灯具安装高度6一12m时,宜选用功率不超过