對教室照明中教室護(hù)眼燈、教室黑板燈、錄播教室面板燈的規(guī)劃常常運(yùn)用的帶罩支架燈和格柵燈進(jìn)行照度、功率密度的理論核算,并經(jīng)過DIALux軟件仿真剖析了帶罩支架燈和格柵燈應(yīng)用在教室中的照度、功率密度和一致眩光值,結(jié)果驗(yàn)證了格柵燈具比普通帶罩支架燈在滿意標(biāo)準(zhǔn)要求的同時(shí),能更有效地削減炫光的影響。
教室照明質(zhì)量對青少年的視力具有明顯的影響,因而營造杰出的教室照明光環(huán)境在照明工程規(guī)劃中至關(guān)重要。現(xiàn)在,我國教室照明工程一般選用教室護(hù)眼燈、教室黑板燈和錄播教室面板燈

作為照明光源,顯色指數(shù)能到達(dá)80以上,實(shí)際照度、均勻度和功率密度的要求容易滿意標(biāo)準(zhǔn)要求,但是規(guī)劃中往往忽視了標(biāo)準(zhǔn)對眩光值的要求。
本文剖析了工程規(guī)劃中廣泛運(yùn)用的帶罩支架燈和格柵燈的照度、功率密度和一致眩光值,以挑選合適的照明燈具。
GB 50034—2013《修建照明規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)》[1]、JGJ 310—2013《教育修建電氣規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)》[2]對教育修建電氣照明指標(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)生標(biāo)準(zhǔn)》[3]對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,照明規(guī)劃中一般以上述標(biāo)準(zhǔn)作為規(guī)劃根據(jù)[1-3],在教室、閱覽室,以課桌面為參閱平面,照度標(biāo)準(zhǔn)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。
對教育修建中不同房間或場所的參閱平面進(jìn)行定義,并對照明質(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

房間外表稱號反射比房間外表稱號反射比頂棚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)際工程為研究目標(biāo),別離核算運(yùn)用帶罩支架燈和格柵燈的照度、功率密度和一致眩光值。
2.1 教室護(hù)眼燈具挑選
挑選教室照明規(guī)劃中廣泛運(yùn)用的帶罩支架燈和格柵燈,黑板局部照明選用專用非對稱配光黑板燈。燈具的相關(guān)參數(shù)如表2所示。
表2 教室護(hù)眼燈具的相關(guān)參數(shù)

項(xiàng)目帶罩支架燈格柵燈黑板燈光源YZ/HE28YZ/HE28熒光燈管T5光通量/lm247024703050功率/W30.730.036.0修正系數(shù)111數(shù)量12123
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集在燈下部分,照明器外側(cè)跟著垂直角的增大而光強(qiáng)逐漸減小,但在高垂直角范圍內(nèi)仍有較強(qiáng)的光強(qiáng),可能發(fā)生眩光。
格柵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垂直角0°～30°的范圍內(nèi),在高垂直角范圍內(nèi)光強(qiáng)遭到明顯的抑制[4]。

圖2 配光曲線
2.2 教室空間參數(shù)
以實(shí)際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)

空間尺度(長×寬×高)/m燈具安裝高度/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、格柵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],作業(yè)平面上的均勻照度為

(1)
式中: φ——光源光通量,lm;

圖3 帶罩支架燈、格柵燈電氣照明安置平面
N——光源數(shù)量;
U——利用系數(shù);
A——作業(yè)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——布景亮度,cd/m2;
ω——每個(gè)燈具發(fā)光部分對觀察者眼睛所構(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)燈具的位置指數(shù)。
教室照明光環(huán)境核算結(jié)果如表4所示。
表4 教室照明光環(huán)境核算結(jié)果

參數(shù)帶罩支架燈格柵燈標(biāo)準(zhǔn)值照度/lx317322300功率密度/(W/m2)7.347.20≤8
由表4可知,帶罩支架燈或格柵燈的照度和功率密度值都能滿意標(biāo)準(zhǔn)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、格柵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 格柵燈配光曲線模型
仿真結(jié)果如表5所示。一致眩光值丈量結(jié)果中,縱向指觀測人員站在A點(diǎn)視野與燈軸方向平行;橫向指觀測人員站在B點(diǎn)視野與燈軸方向垂直。
表5 仿真結(jié)果

參數(shù)帶罩支架燈格柵燈照度/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
照度值與理論核算結(jié)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差異。只需合理安排燈具,相對位置照度均勻度的影響也不大,主要差異在于一致眩光值的大小。在照度、功率密度及照度均勻度均符合國家標(biāo)準(zhǔn)的前提下,選用格柵燈照明能有效削減炫光的影響。
本文經(jīng)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),得到以下結(jié)論:
(1) 適當(dāng)調(diào)整燈具遮光角,能夠有效削減眩光。
(2) 工程規(guī)劃中運(yùn)用帶格柵片的教室護(hù)眼燈燈或愈加密布的格柵片燈具,能有效地削減眩光。

另外,本文選用的辦法能夠用來剖析LED光源應(yīng)用在教室中時(shí)的照度、功率密度值及眩光值。

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