大学普通教室照明设计说明书.doc

大学普通教室照明设计
说明书

学院: 力学与建筑工程学院
班级: 建环08-1班
设计者：石洪波，戴兴楠，
陈兴灿，马志鹏
完成时间：2010年10月10日

大学普通教室设计说明书

一.教室照明的基本要求
二.计算过程及计算说明
1.设计条件
2.教室照明标准选择
3.面积计算
4.灯型选择
5.求室空比和顶空比
6.求室内各表面的有效反射系数
7.确定利用系数Cu
8.求所需灯具数
9.布灯方案
10.照度验算
11.黑板照明
12.说明
三.总结
四.参考资料

一.教室照明的基本要求
学校照明的目的就是创造一个良好的环境，为学校教育的视觉工作提供保障，满足学生和教师的视觉作业要求，保护视力，提高教学和学习效率。
教学楼照明中最主要的是教室照明，一般教学形式分为正式教学和交互式教学，正式教学主要是教师与学生之间交流，即教师看教案﹑观察学生﹑在黑板上书写，学生看书﹑写字，看黑板上的字与图，注视教师的演示等；交互式教学增加了学生之间的交流，学生之间应能互相看清各自的表情等。目前，教学中也较多采用投影等教学形式，学校以白天教学为主，有效利用自然光以利节能，因此，教室照明中最基本的任务是：
1. 满足学生看书﹑写字﹑绘画等要求，保证视觉目标水平和垂直照度要求。
2. 满足学生之间面对面交流的要求，亮度的分布要合理。
3. 要引导学生把注意力集中到教学或演示区域，创造舒适的照明环境。
4. 照明控制适应不同的演示和教学情景，并考虑自然光的影响。
5. 满足显色性，控制眩光，减少光幕反射，保护视力，提高视功能和可见度水平。
除此之外，教室照明还应做到安全﹑可靠，方便维护与检修，并与环境协调。
二.计算过程及计算说明

1. 设计条件
50-60人一个班的大学普通教室，长为L1=12.0m，宽为W=8.0m，层高h1=4.0m；南或北侧面开钢通窗，顶棚吊顶面板灰白色，吊顶高度为hc=0.5m；墙均匀抹灰粉白，混凝土地面；课桌桌面的高度为h2=0.75m。

2.教室照明标准选择
根据《建筑照明设计标准GB50034-2004》规定，教室平均照度应不低于300lx.

3.面积计算
房间面积: A=L1 * W=12 * 8=96㎡
墙的总面积：Aw=2(L1+W)h=2 * (12+8) * 4=160㎡
墙的有效面积：Ay=2(L1+W)(h-hc)=2 * (12+8) * (4-0.5) =140㎡
玻璃窗面积：Ap=0.25Ay=0.25 * 140=35㎡

4.灯型选择
本设计采用YG15-2型2*40W嵌入式铝格栅荧光灯具，由表4-7(参考资料[1])可知:
灯具效率 η=63%
最大允许距高比 L/h为A-A：1.25；B-B：1.20
光通量 Φ=2*2400lm
灯具宽 B=0.3m
长 L2=1.28m
灯具的轴线与窗线平行，安装3排灯，开窗侧灯距墙为L/3，另一侧灯距墙L/2，两行灯的间距为L，则
2L + L/3 + L/2 + 3B=8m
所以L=2.5m;L/3=0.8m;L/2=1.3m
灯具计算高度
h=h1-hc-h2
=4.0-0.5-0.75
=2.75m
教室属于清洁环境，查表4-2(1)得维护系数(照度补偿系数)k=1.3

5.求室空比和顶空比
按式4-11(参考资料[1])得

6.求室内各表面的有效反射系数
查表4-4(参考资料[1])得，
顶棚反射系数 =70%
墙面的反射系数为 =70%
地面的有效反射系数 取20%
玻璃窗的反射系数 =8%,
有效墙面积 Aw=140m2
玻璃窗面积 Ap=35m2
房间面积 A=96m2
顶棚空间有效反射系数按=70%，=70%,CCR=0.52计，查图4-8(参考资料[1])曲线得
=66%
墙平均有效反射系数为

7.确定利用系数Cu
根据RCR=2.86, =66%，=54.5%,查表4-21(参考资料[2])中YG15-2型2*40W嵌入式铝格栅荧光灯的利用系数表，得利用系数Cu=0.55

8.求所需灯具数量
由式4-8计算

故，应取YG15-2型2*40W嵌入式铝格栅荧光灯15盏

9.布灯方案
YG15-2型2*40W嵌入式铝格栅荧光灯长度为1280mm，灯具布置方案如图所示。图中“15-（YG15-2）”的含义为：灯具数-灯具型号（设计照度）

黑板有局部照明的情况，所以灯具距黑板的距离为2.4m，距教室后墙的距离为1.6m，灯具横向间距为2m，纵向间距为2.5m
横向 L/h=2.0/2.75=0.73<1.20
纵向 L/h=2.5/2.75=0.91<1.25

10.照度验算
平均照度
== lx=317.3lx

11.黑板照明
由于黑板是垂直安装的，只有顶棚的一般照明是不够的，并且由于黑板的材料是深色的，因此需要加上特殊照明来增加黑板的照度。
黑板的照明要求如下：
(1)为是学生能容易的看清黑板，要尽量消除黑板产生的光幕反射；
(2)学生不会受到黑板照明灯具的直接照射；
(3)黑板灯具照射黑板时，上课教师不受直接眩光的干扰；
(4)黑板上垂直照度要高，而且均匀度要好。
黑板照明灯具照射黑板上部时，产生的光幕反射可能对学生有影响。我们希望黑板上部产生的反射光不要到达第一排学生的眼睛，这时以下关系成立，即
l≦(2.2/0.9)*（h-2.0）
当灯具的安装位置满足上述关系式时，要求(1)得到满足。为了满足要求(3)，要求黑板灯具影安装在驾驶的45°视线以外，即
≧tan45°。
为使黑板垂直照度尽可能均匀，应努力提高黑板下端的照度，即满足要求(4)，今考虑黑板下端P的垂直照度(见图1),

其表达式为
，
而
，
代入上式，有
，
要使为最大，则入射角θ应满足：
，
即，
所以
°
由以上4个要求得到的黑板照明灯具安装位置的要求，可以采用图2统一表示出来。

图中表示要求(1)的直线和表示要求(3)的直线，说明必须将灯具安装在这些直线的左边区域；表示要求(4)的直线，说明灯具的光轴必须以55°入射角照射到黑板的下端，很显然处于表示要求(1)和要求(3)的直线的左边部分，为黑板照明灯具的安装位置；为了满足要求(2)，黑板照明灯具的保护角至少要45°，一般都大于60°。

12.说明
① 照明设计不是建筑环境与设备工程专业所学课程《建筑环境学》要求掌握的内容；
② 此次设计时间相当短促；
③ 设计人员对照明设计的内容了解甚少，在这方面的经验不足；
④ 照明设计内容丰富，涉及知识颇多，短时间内难于掌握。
因此，本次设计只进行了照度计算。限于水平，其中难免有诸多缺陷，故还请见谅。

三.总结
照明设计在建筑设计中是一个重要的环节，把握好这个过程，对于室内的环境设有很好的改善，有利于人们的健康。教室的照明良好，会让学生有非常舒适的学习场地，有益于学习。因此，照明设计不可忽视。本次关于大学普通教室的照明设计，主要是从照度的角度分析了教室的照明情况，从而在给定的条件下依据标准计算出了所需灯具数，并验证了室内平均照度，给出了灯具的布置。设计中没有计算眩光﹑显色指数﹑亮度以及作经济性分析，这并不是说明它们不重要，而是因为设计的时间有限，所以造成了计算的不全面。

四.参考资料
[1]彭妙颜.现代灯光设备与系统工程.北京：人民邮电出版社，2006.02；
[2]中国照明协会.照明设计手册.北京：中国电力出版社，1998；
[3]周太明等.高效照明系统设计指南.厦门：复旦大学出版社，2003；
[4]中华人民共和国建设部编《建筑照明设计标准GB 50034-2004》；
[5] 赖德铭. 为学生设计优质的教室照明. 《中国照明电器》2008 年第8 期；
[6]李文华.室内照明设计.北京：中国水利水电出版社，2007。
11