学校教室照明浅说

1. 学校教室照明浅说 章海骢

2. 以保持功能为目的 ---视觉环境为切入点----环境形态和情况: 亮暗的分布和适应; ---以视看对象为研究对象----环境中的物体: 黑板,字体和对比 以保护视力为最终结果 ---以学生为主体的研究方向----视线，光: 反光,眩光，频率 以节能为抓手 ---新光源,新电器和新灯具.

3. 一.学生在教室中上课或学习时注意的对象 往前:黑板,教师脸部和衣服,前墙[极多] 往下:书桌,书[很多] 往上:吊灯,天花板[少] 两侧:墙,窗[偶尔]

4. 各种观察耗用的时间在学习活动中的比例 学生眼睛活动轨迹: 从黑板到课桌来回扫视 扫视次数和时间的多少: 笔记的多少决定了眼睛扫视次数和时间

5. 眼睛在上课过程中活动范围内的分析 从表内的信息表明: 应关注:教师､黑板和墙､课桌的照明情况

6. 主要观察对象的光度学特性描述 从表中的数据可见:白黑板和书的对比接近, 但要注意:1)在黑板与作业照度相同时,白黑 板显得过亮, 不能接受;2) 用白黑板的 照度需要降 低为1/2.

7. 什么是反射比? 将从一个表面反射出来的光通量除以入 射的光通量称这个表面的反射比,用字母ρ 表示.根据入射和反射光线的范围,有不同定 义.

8. 各种反射比的说明

9. 什么是对比度? 对比度C=[Lt-Lb]/Lb Lt:对象亮度, Lb:背景亮度. 任何眼睛看到的物体 都是要它与背景有不 同时才能被察觉.

10. 介绍几个光度学中的单位:

11. 光度量单位的说明: 1.光通量: 人眼看得见的光功率. 单位:流明,符号:lm.

12. 2.发光强度: 光束方向性的表示. 单位立体角中的光通量,单位:坎特拉,符号: cd.(1cd=1lm/单位立体角).

13. 3.亮度: 单位面积某方向上发出光线的多少. 发光体在某个方向上的 亮暗的表示,单位:cd/m2.

14. 4.照度: 单位面积上接受的光通量,单位:勒克司, 代号:lx. 满月的月光下:2lx, 夏日的太阳下:10000lx. 办公室､教室:500lx.

15. 黑板上字迹的对比

16. 不同材质黑板上的视功能的比较

17. 从上图看出，黑底白字的视觉功能最高。 但是： 1）视觉功能的高低仅是决定的一个方面； 2）视感觉相当重要。 （1）视疲劳：视感觉与眼睛长期适应的 大片背景有关，过分亮和过分暗的会增加视 觉疲劳。 （2）视舒适：非常重要。 因此目前大多数用深绿色为黑板的板面。

18. 3)对比度与视力的关系: 白底黑字的视力好于黑底白字:

19. 二.人眼观察时的特征 1.根据作业对象需要相应的照度 不同的标准有不同的要求: 1)GB50034-2004”建筑照明设计标准“ 一般教室300lx(黑板和美术教室500lx),Ra80; 2)GBJ99-86”中小学校建筑设计规范“ 一般教室150lx(美术200lx),Ra无; 3)DG/TJ108-12-2004”普通中小学校建 设标准“(上海市): 一般教室150lx(美术200lx),黑板200lx, Ra无;

20. 一般显色指数Ra: 发光体发出的光线能再现物体颜色的能 力.有两点内容: 1.以标准发光体为Ra =100为参照,即基准的照明体(黑体); 2.目前观看是下面的8块色板:

21. 部分国外教室照明中使用的标准 美国(IESNA-2000):500lx CIE S 008/E-2001和德国(DIN5035 Part 4-1990):300lx，成人夜校500lx. 日本JISZ 9110-1979：200-750lx. 俄罗斯95：300lx. 结论:教室课桌的照度水平在300-500lx.

22. 2.在视线变化时眼睛的适应能力

23. 3.结论和措施 白天:防止阳光从窗户直射; 晚上:有一个均匀明亮的光环境.

24. 4.IESNA推荐的教室各个面的反射比和人眼感觉亮度(以作业亮度为基准)4.IESNA推荐的教室各个面的反射比和人眼感觉亮度(以作业亮度为基准)

25. 三.能效要求 为节约能源消耗,随着效率更高的电光源 和配套电器的出现,各国都要求照明节能. 照明节能不等于减低照度,而要求 使用节能技术,降 低能耗. 照明技术中的能 耗指标是:照明功率 密度(LPD)即单位面 积中的耗能:W/m2.

26. LPD的定义说明 例如,T12的荧光灯管的功率40W,电感镇流 器的功耗9W,该系统的功耗49W. 现在,新T8灯管功率32W,电子镇流器的功耗 3W,该系统的功耗35W.减少14W之多.

27. 教室照明中的能效要求 国家标准规定: 计算举例,面积=60m2的教室:

28. 有关的国外信息 最新的美国能耗指标如下: 从上表看出: 1)ASHRAE的指标与我们的目标值是一致的; 2)加利福尼亚州的要求高于我们的目标值.

29. 四.现状 1.昼光照明 新建的教室使用两侧开窗,提高对日光的 利用水平. 2.人工照明: ---使用T12或T8卤 粉的很多很多; 发光效率比目前推 广应用三基色粉的灯管 低20%还多.

30. ---水平照度150-200lx; ---使用简单的白漆 双管或单管悬吊灯 具; ---使用功耗为9W左 右的电感镇流器; ---教室内灯具的 悬挂方式平行黑板; ---不设黑板照明

31. 五.提高能效的改善途径 减小LPD(照明功率密度)的数值可以: 1.使用发光效率更高的光源 2.使用损耗更少的配套电器

32. 光源:目前各种标准荧光灯管及其电器的功耗表:光源:目前各种标准荧光灯管及其电器的功耗表: T5灯管的发光效率在环境温度35°C时可达104lm/w. T8灯管在环境温度25 °C时可达93-96 lm/w.

33. 电器:电子镇流器点灯节能分析 1.什么是 高频点灯: 常用频率: 30-50KHz.

34. 高频点灯的优点： 1。 灯管的阴极位降区减少，光通量增加 2.电子镇流器的功耗小，功率因数高 功耗在3-4W，功率因数≈0。99。 3.重量减轻70%以上; 4.几乎没有噪音.

35. 将原来灯管更换为三基色灯管和使用电子 镇流器就可以较大幅度提高教室内的照度 和节约能耗。 1）灯管光通提高3350lm/2650lm =1.26倍 2）耗电(电子镇流器以4W计)从原来的： T12：40w+9w=49w 减少到 40w. 节能18.4%. T8:36w+9w=45w 减少到 40w. 节能11%

36. 六.国外动态 美国加州实施了ICLS的教室照明改造计划

37. 改进后的照明水平（水平照度分布）

38. 改进后的照明水平（平均参数的对比）

39. 改进后的能耗比较

40. 教室示例:长：9.76m 宽：9.15m.约90m2.

41. 七.我们的思考 1.调研报告的内容 教室大小(长X宽X高); 各个面的反射比; 窗户情况; 现有的布灯情况: 1.使用灯具,灯具内光源数; 2.使用光源,直径,荧光粉,镇流器; 3.灯具的数量和排列情况(含黑板灯); 4.灯具与课桌的相互关系; 5.使用功率(W)和LPD值.

42. 现有的照明情况: 1)课桌上的水平照度及分布; 2)水平照度的均匀度; 3)黑板面上的照度分布和均匀度; 4)各个墙面(黑板面,左右墙面)的照度(测 量于前方的几个点)和均匀度; 5)看得见灯管吗? 6)有否日光直射?方向?遮阳方法和材料.

43. 2.改善教室照明的提议 1)根据调查结果进行改进如: (1)照度,能耗降低的提高/改进; (2)日光的遮挡; (3)眩光的避免. 2)畅想曲----新创意 (1)教室内光环境的改进; (2)光源和灯具的改进/提高; (3)控制方法的实施.

44. 谢 谢