学校照明设计及LED格栅灯应用

学校照明简介

1.一般教室的照明

进行教室的照明设计时，重要的是注意学生在书桌上的读写、老师和学生之间脸部表情的判断、黑板上文字的视辨等，创造一种能够舒适、高效率地学习的环境。

为了创造良好的照明环境，需要做到以下几点：

从学生的角度：为保护处于成长期的学生的视力，应减少眼睛的疲劳，能够在愉快的气氛中集中精力投入学习。
从老师的角度：能够在易于授课的氛围中，很好地把握学生的反映，确认教学的效果。

为了选择能够满足上述要求的照明设备，除了需要充分研讨整体照明、黑板照明这两者的照度（含昼光）、眩光 、阴影等要素以外，重要的是考虑照明对与室内环境有关的色彩计划以及音响计划。

(1).照度

由于在中、小学这样的义务教育制学校，以及高中、大学等白天授课的学校中，很容易以自然光为中心考虑照明，因此，首先希望计算一下自然光等提供多大的照度。 自然光的照度随着不同季节、不同时刻的太阳高度的变化、天气的变化等在不断变化着，因此，在采光设计上，用昼光率来代替照度。为了确保教室在正常亮度的日子里通过自然光获得300lx的亮度，就需要表1所示的2%的昼光率。

表1-昼光率的标准

但是，在一面采光的教室里，如图1所示，桌面上会出现部分区域(图中阴影部分)无法保证2%的昼光率，并且教室的靠窗侧与靠走廊侧的桌子上的照度水准差别大，仅靠自然光无法保证靠走廊侧的有足够的照度。另外，当阴天或下雨天以及冬季的早晚等时候，仅靠自然光无法获得足够的照度，即使是晴天时，天空辉度也在时时刻刻变化着，想保证一定水准的昼光照度是很困难的。

从节能的角度考虑，应该有效地利用自然光。但是，如上所述，学习的时候，仅靠自然光是不够的，这样就需要设置人工照明来补充。设置照明设备时，应考虑当下雨天等基本上无法靠自然光采光时的情况，使照明能够尽可能均匀地照射到房间的各个角落上。并且，能够根据当天的天气情况（亮度情况），从靠窗侧开始顺序关闭照明。（见图2）

图1 昼光率分布的计测示例

图2 灯具安装示意

(2). 照度分布

照明器具的设置原则为：教室内无论哪一个桌子上都应获得尽可能均匀的照度。 照明器具的不同，其配光特性也不同。一般来说，荧光灯器具的安装间距的最大限度（S/H）是，照明器具的B方向（平行于灯管轴）要比A方向（垂直于灯管轴）短。因此，可以通过在B方向上采取缩小间距的配置方法使照度均匀度得到改善。 照度均匀度（G）用下式表示。

1/G1 = 平均照度/最小照度

照明器具的配置应使教室的整体照明的照度均匀度1/G1小于3。

(3). 眩光

创造舒适的学习环境，必须要排除进入视野内的照明器具的不悦眩光。 从学生角度看，应减少耀眼程度、能清晰地看到黑板上的文字。因此，建议使用遮光角为24°的I型灯具（见图2）。同时，应平行于黑板配置。（见图3（a）） 使用H型的照明器具时，为了减少耀眼程度，照明器具必须与黑板成垂直配置。（见图3（b））

图3 照明器具的安装方向

(4). 反射率

为了使室内有一个明亮的舒适环境，还应该充分注意室内各部分的装修问题。 图4所示为室内的标准反射率。 从照度的角度考虑，将顶棚、墙壁用明亮的色彩（亮度高的颜色）装饰有利于照度。但是，需要注意的是，使用彩度高的色彩时，反射光会吸收颜色，使照明的效果变坏。而且从心理角度考虑，如果彩度过高时，就无法获得沉稳的气氛。 图5所示为反射率与曼塞尔亮度的关系。

2.计算机房的照明

近年来，计算机在学校教育中的使用快速地发展起来。 根据文部省的方针，小学从1992年、初中从1993年、高中从1994年开始开设“信息基础”的课程。因此，多数学校基本上设置了用于计算机学习的专用教室。 为计算机专用教室创造一个舒适的环境，需要保证足够宽敞的空间，以及照明、电源等设备方面的配合。因此，文部省制定了“计算机学习空间设计资料”。同时，在“计算机学习空间设计资料”的基础上，为了更进一步贯彻普及设计的详细内容，便于实际设计时使用，又整理、归纳发行了设计手册《NEW SCHOOL计算机学习空间设计手册》。

（a） 键盘面的水平照度最好为500～1000 lx。
（b）显示屏的铅直面照度最好为100～500 lx。
（c）为了防止不悦眩光及作业效率低下，使用限制眩光的照明器具。
（d）为保证铅直面的照度，照明器具的安装间距最好为1.5～2.0m。另外，如 果将照明器具配置为口字形，有利于保证铅直面照度以及使视野清晰。
（e）作业面与周边的辉度差大的话，会增加眼睛疲劳，因此墙面照度至少需要100～200 lx。

图6所示为计算机教室中照明器具按口字形配置的示例。

图6计算机教室照明的口字形配置

3.视听教室的照明

由于学校教育内容的不断充实，经常使用幻灯、电影、T.V.等对学生进行学习和生活方面的集体指导。由此，视听教室成了不可缺少的设备。作为视听设备，有幻灯机、放映机、T.V.、音响设备等，和这些设备配合使用需要有放映屏幕、暗幕装置等。而且，视听教室的照明与一般教室的照明和照度、使用的器具等相比，并没有什么差异，只是考虑到幻灯、电影等的放映，需要使用能够调光的照明设备。另外，使用T.V.授课时，需要注意安装位置和遮光，以免使照明器具及昼光反射到显象管上。

4.播放室(T.V.演播室)照明

由于教学内容的不断充实，能够播放声音和图象的视听设备正在不断普及中。 这类设施一般被称为AV中心，是信息的转播基地，其中心是T.V.演播室。 为了制作美丽的画面，T.V.演播室的照明综合使用了各种各样的照明器具来进行照明。这种时候，必须考虑以下几点。

1）用摄象机拍摄时，铅直面照度最好在2000lx以上。
2）光源的色温应统一，最好为3200K。
3）为了自由地控制照度和画面的转换，需要使用调光装置。

为防止在50Hz电源的地区拍摄时电视画面的闪烁现象，荧光灯器具的包络线应为直流，使用PC电子镇流器比较合适。

5.教职员室的照明

根据JIS照度标准（参见284页），规定为200～750 lx。 在这个房间内，不仅是白天，夜间也会长时间、紧张地进行备课、判卷子、做成绩单等细微的作业，因此，照度应在500 lx以上，照明器具应选择不使眼睛疲劳的、眩光少的器具。

适用学校照明的灯具

学校照明设计的理念是为学校教育创造最佳视觉环境,改善教与学的工作条件,保护师生用眼健康。

1. 照明要求，学校教室照度要求为500lx，照明均匀度不低于0.7，安装灯具时为避免光幕反射，灯具的长轴应与学生看黑板的视线方向一致，所以可选用吸顶式I/H型灯具达到良好的照明效果。
黑板表面的照度为750lx,黑板是学生注意力的集中点,要求较高的垂直照度，可配装专用黑板灯。
图书馆照明及需要一定的工作面照度又要控制眩光，使用松下多种格栅类型来控制眩光，这些灯具的配光类型均为理想的蝙蝠翼式配光，这种灯的光强在30度角方向最强，灯的正下方光强较低，作业面反射光不会与视线重合而射入人眼。

2. 安全性：安全性的考虑涉及范围也很广，结构的安全性，电器的安全性，灯具是否符合国标，是否通过了CCC认证，是否原厂生产，都要考虑到。因为安全问题不是简单的一个灯具的问题，而是会危及到整栋建筑的安危。

3. 节能与环保：在保证照明质量的前提下，大力节约照明用电，为此应该从以下几个方面着手：
选用高光效光源；
选用高效率照明器；
选用高性能的附件；
采用智能照明控制也是一个重要措施。

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