类别：照明 来源: idc 时间: 2011/7/4 17:40:00
撰文┃袁樵
经历了各种学校建筑照明的各种理念的变迁之后（最早是全部使用自然光，之后是完全的人工照明），现今的学校照明已不单单重视学生身体的健康，另外还注重人体工学、环境心理等方面。教室的照明注重保护学生视力、满足视觉舒适、视觉功效和视觉舒适的要求，希望创造一个高满意度的光环境。
学校环境的大部分使用者都是未发育成熟的孩子们，而且这些使用者在校时间长，学校的照明不单单影响了他们学习的过程，同时，其整体环境也将影响到他们的心理和生理的状态。
一般提到学校照明，大家想到的要求和指标大都局限于教室照明。教室照明确实是占学校照明分量最大的一块，其照明需求要考虑健康、舒适，以及光源的性能问题，并兼顾自然采光。大部分的教室中，视觉任务的种类主要是课桌与黑板的读与写。教室照明是为了给教师和学生创造一个好的教学环境。对教师，要使他们在上课时感到轻松，保证好的教学效果；对学生，要使他们能集中注意力，降低视觉疲劳，提高学习效率。教室照明除了像一般的办公室等室内照明一样需要考虑在桌面上的照度（国标中有着明确的规定）之外，需要特别注意的是黑板照明。由于黑板是垂直安装的，只有顶棚的一般照明是不够的，并且由于黑板的表面是深色的，因此需要加上特殊照明来增加黑板上的照度。黑板照明要求：1. 为使学生能容易看清黑板，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射光的照射；3. 黑板灯具照射黑板时，上课教师不受直射眩光的干扰；4. 黑板上垂直照度要高，而且均匀度要好。
这些要求在任何一本照明手册或者指导书中都能找到，笔者在本文中将提出几个有关学校照明比较特别的议题。
安装在窗户顶部的反射面引入了自然光
教室中安装的反射板引入昼光，使照度分布更均匀；此时，可以只开启不靠窗部分的灯具
一是天然光照明。从20世纪70年代中期开始的能源危机，让人们重新认识到天然光照明的潜力。起初这仅仅是出于节能的考虑，而现在人们已经重新衡量天然光的美学潜力及满足生理及心理的需求。学校同一些办公室建筑或厂房一样，利用自然光能够节省用于照明的40%以上的能源。而学校这样的大型建筑设施，使用昼光不仅仅是减少用电量，也减少了电力设施。另一方面，教室大部分是在日间使用，充分利用自然光能让学生们与外界自然顺利的沟通，而不是生活在封闭盒子里。其中，将入射的日光折射在顶棚上能营造较好的漫射均匀光，整个顶棚就如同间接发光的巨大光源，提供了外界与室内的联系。另外，学生们直接体会到日出日落的不同景致变幻，也有利于其生心的健康发展。自然光的质量与强度，通常会发生缓慢又富有戏剧性的变化，对于低年级的学生来说也是一个趣味的来源。天然光分为两个部分：一个是太阳的直射日光，另一个是天空光。直射日光的照度、角度起伏较大，而天空光则相对稳定。因此，在美国的中小学中，也有另一种做法：平房和多层建筑的顶层在屋顶上开启天窗加以利用。这个水平的窗户起到了发光顶棚的作用，首先它使相当均匀的光线照亮相当大的区域，而来自窗户的光照范围有限。另外，引入的天空光非常的稳定，而且通常的天气条件下，照度会比一般的人工光照更高，显色性也更好。Susan Oldroyd统计了美国加州的中小学的天然光照明情况，并得出结论：采用天然光照明的学校，能让学生更加安静，减少焦躁，甚至提高考分；而对于美术活动、拼贴画缝纫等需要色彩辨识与细致手工时，天然光的优势更加明显。
当没有昼光控制系统的时候，合理的安排座位也有一定的作用
阳光射入的角度与座位的中轴线呈约50°，可以减小桌面上的阴影
由于学校建筑受窗户位置和昼光变化的限制，有一些房间靠近窗户的区域，光线过于充足，而远离窗户的地方光线过少。另外，光线从没有任何遮蔽的窗户和天窗直接照入室内的时候，要消除严重的直接眩光；再者，如果室内被照亮，而靠近窗户的墙壁没有亮，眩光就更加刺眼。而太阳光束在部分的工作区域投下阴影时，强烈的高亮比也会让人难以忍受。因此大多数情况下，是要通过顶棚和墙壁的多次反射来让光线成为漫射光。因此，颜色或涂料的质地成了获取更多优质光线的砝码。在建筑物的里外都使用淡颜色，可以让光线更多更深入的反射到房间深处，浅色的屋顶可以极大地增强高侧窗获得光线的数量。室内的浅淡颜色和漫射的涂料，让光线更柔和，并减少阴影眩光和过高的亮度比。顶棚应当是反射率最高的地方，侧墙内墙次之，教室课桌椅和地板则不是那么重要。
如果没有足够的天然光控制系统，那么合理的安排教室的座位也能起到一定作用。建议令阳光射入的角度与座位的中轴线呈约50°，如图03、图04，这样能尽量减少课桌上的阴影，避免在强烈的对比下造成的视觉不适。这一点在目前我国的学校中作用更明显，因为普遍缺乏对天然采光利用的控制设备和手段。这点也要再次呼吁建筑师和室内设计师在做学校设计的时候要多加考虑。
和天然采光时需要考虑室内表面的材质和反射率相类似，学校照明还需要考虑视觉环境的色彩分配。学校的照明绝不是越亮越好，这样的结论并不单单基于节能的考虑，而是因为学生们用的都是白纸黑字的书本，白色反射全频白光，亮度最高与黑字形成的最大的亮度反差，然而白色引起的色觉功能是最弱的。因此，在过高的亮度条件下，人们的色觉功能反而降低了，出于本能，就会将书本拉近，眼睛受到的刺激更加强烈而更容易引起视觉的疲劳会引发近视。因而在学校这样的环境中，一般考虑要形成强光弱色的视觉环境，学生们需要长时间的对着书本，在课桌台面上300~500 lx的照度是一个比较理想的范围。
学校照明另一个日渐被重视的议题是照明控制系统的使用。它通常被用于暴风雨天气或者阴天，有些学校也在夜间使用，因此人工光是相当必要的。当天然光充足的时候，当然可以将照明系统都关掉以节约能源。但情况通常如此：阴天，人们毫不犹豫地打开照明；然后天晴了，不再需要照明时，人们很少将它关掉。因为同时拥有天然光和人工光时，获得的亮度提高了一倍，但在高亮度的情况人眼很少留意到这差距，眼睛对于较高的照度，很快就适应了，因此安装自动控制系统是很必要的。
爱荷华大学，艺术历史与艺术系图书馆，图书馆南侧。间接发光的灯具照亮了顶棚并且起到了引导作用，而桌面上的灯具提供了灵活的重点照明，灯具形式的选择也就别具匠心
爱荷华大学，艺术历史与艺术系图书馆，图书馆南侧。大面积的玻璃幕墙，上部接受昼光并将其转为柔和的漫射光，从而使整个空间的照明明亮而稳定
2003年IALD获奖作品，教室照明
另外，控制系统也是联系昼光照明与人工照明的桥梁。在进深较大的空间，靠近窗户的区域能获得较多的自然光，这时的回路控制可以令靠窗部分的灯具关闭，而离窗较远的部分开灯，从而令整体的照度较为均匀。
需要提醒的是，除了教室，学校里其他功能部分的照明也是非常重要的。附图中的走道，就是2003年获得IALD照明奖项的学校照明设计案例。再比如，图书馆是学校里很重要的一个场所，由于各种学校的不同而分为多种情况：有一些只是小型的普通教室改造，而另一些则堆满了书架，拥有多排自习桌，或者还有供会议，讨论会演讲使用的多功能厅等等。阅读与查阅书籍是在图书馆中经常发生的行为，整体应当创造一个舒适的学习环境，光线柔和，气氛安静。选择直接—间接照明的方式，一方面能够射向顶棚，改善室内的亮度分布，下照的光线也能提供普通视觉要求的照度。另外还可以采取混合照明的方式，在桌面设置台灯以获得足够的照度，这也很大程度上提高了灵活性。而对于其中的书库/书架而言，书架要求一定的垂直照度，特别是确保书架下部的照度要求。一般来说可以选择长条型的荧光灯具，对于珍贵的图书或者文物类的书库也可改成具有过滤紫外线的灯具。其他如实验室、电化教室、餐厅等的照明都有着相对特殊的要求，限于篇幅关系在此就不赘述。
最后要提一下的是越来越普遍的使用投影仪条件下的教室照明。早期一般只在阶梯教室中使用投影仪，由于顶棚结构的关系，通常采用平行于黑板的荧光灯灯带照明，这样可以减少眩光，照明效果较好。同时在讲台上安装控制台，以使讲演者能控制各组照明灯具的开启或关闭，并进行调光的控制及自动投影系统的控制。但是随着投影仪在教学中的使用越来越普遍，普通教室就需要考虑一般照明与使用投影仪演示情况下的照明两种场景的不同照明需求。不单单是要通过照明控制系统来分场景切换，使用的照明设备也要能够兼顾这两种不同的需求。
总之，学校照明除了一般教室照明所需要考虑的数量指标，还需要兼顾不同时期学生的生理和心理需要所必需的照明质量要求，综合使用电气照明和天然采光。这是相当有挑战的设计任务，需要建筑师和照明设计师来共同努力！