大学阶梯教室照明设计与计算
第39卷 专辑2008年5月
太原理工大学学报
JOURNALOFTAIYUANUNIVERSITYOFTECHNOLOGY
Vol.39Spec.Issue
May2008
文章编号:100729432(2008)S120119204
大学阶梯教室照明设计与计算
李 唐,陆凤华
(太原理工大学建筑与土木工程学院,山西太原030024)
摘 要:根据建筑照明设计新标准(GB50034)行照明再设计,,测量;其次,;最后,通过理论计算完成对室内照明的再设计。
关键词:;6文献标识码:A
学校照明设计的理念是为师生创造良好的视觉环境。阶梯教室是“教”与“学”的重要场所,其照明设计的合理与否直接影响着使用者的视觉舒适度、精神集中程度,甚至眼睛健康程度。为此设计工作者必须严格遵循国家照明设计标准。太原理工大学教学主楼建于上世纪九十年代末,其中150人矩形阶梯教室有13间。主楼设计时遵循原照明设计标准,建成后经测试满足当时照明要求。世界各国对于教室都有自己的照明设计标准,其大小通常与各国的经济水平、卫生标准以及电力供应等因素有关。随着中国经济的迅速发展,2004年《建筑照明设计
(GB50034—标准》2004)对学校照明提出了新的设计标准。为此,在对原有教室进行照明实测的基础上,依据新标准,对太原理工大学教学主楼的150人矩形阶梯教室进行照明设计与计算。
要求均匀度应不低于0.7。1.2.2 眩光限制[2]
1)直接眩光。当学生视野内出现高亮度,就会
产生不舒适感,甚至降低视度。目前主要眩光源是裸灯泡,这不但使光通量利用率不高,而且产生严重的直接眩光。荧光灯管表面亮度虽不太高,但面积大,故皆应装上亚光或无光灯罩。
2)反射眩光。这种眩光即引起视觉上的不舒适,又分散精力。主要来自黑色油漆黑板和某些深色油漆课桌表面,这可从改变饰面材料来解决。如黑板改用磨砂玻璃。也可从灯和窗口位置的调整来解决。
3)光幕反射。光幕反射是在视觉作业上由镜面反射与漫反射重叠出现的现象。目前我国书本用纸较粗糙,出现光幕反射机会少。但随着书籍纸张的改善,出现光幕反射的可能性就会日益增加。1.2.3 光源颜色
1 学校建筑照明设计标准
111 照明标准值
[1]
为了保证在工作面上形成视度所需的亮度和亮
度对比,学校建筑照明标准值规定:教室课桌面上的平均照度标准值不应低于300lx,统一眩光最大允许值19,照明光源的显色指数Ra不宜小于80;教室黑板应设局部照明灯,黑板面的平均照度标准值不应低于500lx,照明光源的显色指数不宜小于80。1.2 照明数量和质量1.2.1 照度均匀度
不同光源的相关色温不同,它给人们不同的冷暖感觉。阶梯教室的照明光源应选择中间色,色温在3300-5300K。1.2.4 反射比
当环境各表面的亮度比较均匀,眼睛功能才会达到最舒适和最有效率,故希望室内各表面亮度保持一定比例。为了获得比较均匀亮度比,必须使室内各表面具有适当的反射比。顶棚为0.6～0.9;墙面为0.3～0.8;地面为0.1～0.5;作业面为0.2～0.6.
主要是对课桌面和黑板面照度均匀度的要求,
3收稿日期:2007211212
作者简介:李唐(1982-),女,北京人,在读硕士生,主要从事建筑声学与声环境,(Tel)[1**********]
120
1.3 照明节能[2]
太原理工大学学报 第39卷
120lx;但不满足新照明设计标准:不应低于500lx。
室内照明广泛应用,照明电耗达到相当大的数值。全面实行照明节能标准,在保证不降低作业的视觉要求条件下,最有效地利用照明用电。在教室应尽可能采用高光效、长寿命光源;选用效率高、利用系数高、配光合理、保持率高的灯具;室内表面尽可能采用浅色装饰;加强用电管理,使用智能照明控制器或大范围的多灯位控制方式。教室照明功率密度现行值不应大于11W/m2,目标值不应大于9W/m2.
2 教室照明测量
2.1 教室建筑设计
1所示,开间和进深分别为14.4m和10.8m,层高为4.5～3.66m.教室地面为白间赭水磨石;墙面为混凝土层面板喷白;顶棚为石膏板;窗户为普通玻璃;两个普通硬木拼板门,上有亮子;教室设7级台阶,每层台阶高120mm,宽900mm.
测试点布置如图2所示,灯具布置现状如图3所示。2.2 教室照明实测值
测量结果如表1和表2所示。
表1 测试点照度值 lx
行数一二三四五六七八九十黑板
列数
184.3112.6153.1169.1140.0135.5127.0110.2134.0
2110.3115.3167.8175.2173.0
157.4176.7178.0171.2170.1593.0
3100.5123.8181.1194.3176.8169.6180.2183.1176.6168.0362.5
4108.7139.0170.4180.3170.9164.7174.8176.2173.1172.8500.8
5112.3158.2172.0184.0116.
0151.3207162.8126.3
图1 教室平面及剖面图
表2 照度均匀度 lx
课桌面照度
最高最低平均均匀度
207
84.3154.9
0.54
黑板照明
最高最低平均
593.0362.5485.2
均匀度
0.75
1)课桌面平均照度值为154.9lx,结果表明,该教室课桌面照度满足原照明设计标准:不应低于150lx;但不满足新照明设计标准:不应低于300lx。
2)黑板面平均照度值为485.2lx,结果表明,该教室黑板面照度满足原照明设计标准:不应低于
图2 实验测试点布置图
专辑 李 唐等:大学阶梯教室照明设计与计算121
玻璃窗:8%
5)R=5hrc(l+b)/l×b
式中:R为室空间比;hrc为灯具至工作面高度(m);l,b为工作面的长和宽(m);
hrc=-018=3128(m),
2
l=1414m,1018m,
×
1(14×1018)=2166.室空间的光反射比:设窗口的光反射比为0.08
ρρ=,
Ad+Aq+Ap+Ac
ρρρρ式中:d,q,p,c分别为地面,墙面,顶棚及窗口的光反射比;Ad,Aq,Ap,Ac分别为地面,墙面,顶棚及窗口的表面积;Aw,Am分别为墙总面积和门面积。
ρ152m2;d=0138,Ad=155
图3 灯具布置现状图
ρ15,Aq=163103m2;q=0ρ152m2;p=0192,Ap=155
2ρc=0108,Ac=3514m;
2.3 教室照度均匀度
1)课桌面照度均匀度:0.54,不满足照度均匀
Aw=2051632m;Am=712m;
2
2
度标准:不应低于0.7。
2)黑板面照度均匀度:0.75,满足照度均匀度标准:不应低于0.7。
3 教室照明设计与计算
3.1 阶梯教室照明设计与计算[2]
在不改变现有教室各壁面条件的情况下,根据国家新的学校照明设计标准,进行计算:
1)教室照度平均值要求300lx;
2)用荧光灯,40W日光色荧光灯,额定光通量
ρ=0156
有效顶棚光反射比:已知顶棚和墙的光反射比分别为0.92与0.5。
C=5hcc(l+b)/l×b=0
式中:C为顶棚空间比;hcc为灯具开口至顶棚高度,m.
顶棚有效光反射比曲线[2]查出ρcc=0192.
7)查Cu值:查表[2],根据R=2166,
ρqc=
ρAq+Ac
=0139,
为2400lx;
3)灯具。
嵌入式格栅荧光灯(铝格栅)2×40W最大允许距离比[2]:A2A(垂直灯管):1.25B2B(顺灯管):1.20
ρcc=0192,Cu=0159.
8)确定值:维护系数值(K)[2]查出K=018.
9)求需要的灯具数:
n=
==21(支),
φCuK2×2400×0159×018
光通量F(lx):2×2400灯具效率:63%灯具嵌入屋顶:垂度=0
4)室内表面反射比
墙:混凝土层面板喷白50%～60%顶棚:石膏板92%地面:水磨石,白间赭38%
式中:n为灯具个数;l,b为工作面的长和宽,m;Eav为照明标准规定的平均照度值,lx;φ为1个灯具内灯的总额定光通量,lx;Cu为灯具的利用系数;K为维护系数。
10)布置灯。允许最大灯具为垂直灯管
112×hrc=112×3128=319m, 顺灯管中—中
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1125×hrc=1125×3128=411m.
312 灯具布置
4 结束语
我们基于现有阶梯教室的情况,根据新标准,进
行了理论方面的照明计算。结果显示,教室需增加6组灯管,才可满足照明设计新标准。理论计算完成后,,最终得出最佳设计方案。:
1.建筑照明设计标准(GB50034—
2004)[].北京.中国建筑工业出版社,2004.
[2] 柳孝图.建筑物理(第二版)[M].北京:中国建筑工业出版社,
2000.
[3] 那红宇,江豫新.大学教室照明设计的现状和新构思[J].光源
经照明计算后,灯具布置如图4所示,比原灯具
布置多了6组
。
与照明,2004:426.
[4] 北京市注册建筑师管理委员会.一级注册建筑师考试辅导材
料:建筑物理与建筑设备(第四版)[M].北京:中国建筑工业出版社,2007.
图4 灯具布置改造图
UniversityClassroomLightingDesignandComputation
LITang,LUFeng2hua
(CollegeofArchitectureandCivilEngineeringofTUT,Taiyuan030024,China)
Abstract:Basedonthenewstandardforlightingdesignofbuildings,thelightingintheclass2roomwasre2designed;thecomputationbasisforalarge2scalereconstructionofclassroomillumi2nationisprovided.Firstly,measuredthelightingintheclassroom;secondly,analyzedtheexper2imentalresultstofindoutthegapbetweentheoriginallightingdesignandthenewstandard;fi2nally,completedthere-designedbythetheoreticalcalculation.
Keywords:classroom;lightingdesign;luminance
(编辑:张爱绒)