Умный класс Университета Цинхуа: Модернизация светодиодного освещения без бликов

Предыстория проекта и проблемы
Университет Цинхуа, расположенный в районе Хайдянь в Пекине, является одним из самых престижных и влиятельных высших учебных заведений Китая. Сохраняя традиции академического превосходства с 1911 года, университет стремится обеспечить образовательную среду мирового класса.
Однако по мере того, как методы обучения развиваются в сторону более интерактивных, технологически ориентированных форматов, физическая инфраструктура должна соответствовать этим изменениям. Ключевой областью, требующей улучшения, было освещение в многочисленных аудиториях.
Существующая инфраструктура освещения в нескольких старых корпусах факультетов становилась серьезным препятствием для создания современного, эффективного учебного пространства. Основные проблемы включали:
-
Низкое качество освещения: Многие аудитории были оборудованы устаревшими люминесцентными светильниками T8. Эти системы обеспечивали неравномерное освещение с видимым мерцанием и плохой цветопередачей (CRI < 70). Это приводило к значительному напряжению глаз и усталости как у студентов, так и у преподавателей во время длительных лекций и учебных занятий. Блики, как прямые от светильников, так и отраженные от парт и экранов, были постоянной жалобой.
-
Высокое энергопотребление и затраты на обслуживание: Люминесцентная технология была крайне неэффективной по современным стандартам, что приводило к значительным счетам за электроэнергию для университета. Кроме того, ограниченный срок службы ламп и балластов приводил к частым поломкам, требуя постоянных усилий по обслуживанию, что нарушало расписание занятий и создавало нагрузку на ресурсы управления объектами.
-
Отсутствие гибкости и контроля: Устаревшая система освещения представляла собой простую схему включения/выключения, неспособную адаптироваться к разнообразным видам деятельности в «умной аудитории». Ее нельзя было затемнять для презентаций с использованием проекторов или интерактивных досок, а также нельзя было зонировать для создания различных атмосфер для лекций, групповых дискуссий или экзаменов. Такой универсальный подход принципиально противоречил видению университета динамичной и отзывчивой образовательной среды.
Администрация Университета Цинхуа искала комплексное обновление освещения, которое не только решило бы эти проблемы, но и позиционировало бы их аудитории как образцы ориентированной на человека, устойчивой и технологически продвинутой учебной среды. Им требовалось решение, которое бы отдавало приоритет визуальному комфорту, предлагало интеллектуальное управление и обеспечивало значительную экономию эксплуатационных расходов. Компания XHLWX Lighting была привлечена для разработки и поставки современного решения, отвечающего этим строгим требованиям.
Решение XHLWX Lighting и выбор светильников
После детального аудита на месте и углубленных консультаций с преподавателями и менеджерами объектов университета, техническая команда XHLWX разработала многоуровневое решение для освещения, специально адаптированное к требованиям современной умной аудитории. Философия дизайна была сосредоточена на создании визуально комфортной, адаптируемой и высокоэффективной среды.
Основой нашего решения стал стратегический выбор наших специализированных светильников образовательного класса:
-
Основное освещение аудитории: Светодиодные панели XHLWX серии 'Acuity' UGR<19 (Модель: XH-P6060-ED-U19) Для общего рассеянного освещения на студенческих партах мы выбрали наши флагманские панели серии 'Acuity'. Эти встраиваемые панели размером 600x600 мм оснащены микропризматическим рассеивателем и усовершенствованной оптической конструкцией для достижения объединенного показателя дискомфорта (UGR) менее 19. Это обеспечивает комфортное, безбликовое освещение, даже когда студенты смотрят на переднюю часть комнаты. Благодаря высокой эффективности 150 лм/Вт и CRI >90, эти панели обеспечивают чистое, равномерное освещение (>500 люкс на рабочих столах), которое способствует концентрации и снижает утомляемость глаз.
-
Освещение доски/маркерной доски: Асимметричные светильники для доски XHLWX серии 'Clarity' (Модель: XH-BBL120-AS) Правильное освещение основной учебной поверхности имеет решающее значение. Мы использовали наши линейные асимметричные светильники серии 'Clarity', установленные на потолке рядом с доской. Эти светильники создают точно контролируемый световой поток, направленный вертикально вниз на доску или маркерную доску, обеспечивая исключительную вертикальную освещенность (>750 люкс) без прямого ослепления студентов или отвлекающих отражений для преподавателя. Это гарантирует, что записи и диаграммы будут идеально читаемы с любого места в аудитории.
-
Зона преподавателя и трибуны: Трековые прожекторы XHLWX серии 'Focus' (Модель: XH-TS15-940-30D) Чтобы усилить присутствие преподавателя и облегчить невербальное общение, мы установили небольшую трековую систему над учебной трибуной с нашими прожекторами серии 'Focus'. Эти регулируемые прожекторы обеспечивают направленный световой поток на преподавателя, делая его четким центром внимания в комнате. Высокий CRI (Ra95+) обеспечивает естественные оттенки кожи, что особенно важно для видеоконференций и записи лекций.
Все светильники были выбраны с одинаковой цветовой температурой (CCT) 4000K, нейтральным белым светом, который, как известно, способствует бодрствованию и концентрации в образовательных учреждениях.
Технические особенности
Наше решение для Университета Цинхуа было построено на основе передовых технологий освещения. Выделяются три ключевые особенности:
1. Превосходный визуальный комфорт с безбликовым дизайном UGR<19 Блики являются критическим фактором в учебных средах. Стандарт EN 12464-1 для внутренних рабочих мест, включая школы, предписывает UGR <19 для классных комнат. Наши панели 'Acuity' были разработаны специально для соответствия этому строгому требованию. UGR, или Unified Glare Rating, — это метрика, которая количественно определяет степень дискомфорта от бликов от источников света в окружающей среде. Поддерживая это значение ниже 19, мы создали учебное пространство, где студенты могут комфортно читать учебники, просматривать экраны и смотреть на доску в течение длительных периодов времени, не испытывая изнурительного напряжения глаз. Это достигается за счет комбинации высокопрозрачных рассеивателей, специализированного призматического слоя линз и углубления светодиодов для контроля угла светового потока. Результатом является мягкий, однородный свет, который больше похож на естественный дневной свет, чем на искусственный источник.
2. Высокая эффективность и огромная экономия энергии Переход от старых люминесцентных ламп (~60-70 лм/Вт) к нашим светодиодным панелям 'Acuity' (150 лм/Вт) представлял собой монументальный скачок в эффективности. Более чем удвоив люмены на ватт, мы смогли обеспечить значительно более высокие уровни освещенности при значительном снижении энергопотребления. В сочетании с возможностями интеллектуальной системы управления по сбору дневного света и датчикам присутствия, университет достиг подтвержденной экономии энергии в 65% по сравнению с предыдущей системой освещения. Это приводит к значительному сокращению эксплуатационных расходов и значительному снижению углеродного следа университета, что идеально соответствует его целям устойчивого развития.
3. Интеллектуальное управление: DALI с интеграцией Casambi Bluetooth Mesh Чтобы превратить аудитории в по-настоящему «умные» пространства, мы внедрили гибридную систему управления, сочетающую надежность DALI с удобной гибкостью Casambi Bluetooth Mesh. Каждый светильник является DALI-адресуемым устройством, подключенным к стабильной и надежной шине DALI. Это позволяет осуществлять детальное, индивидуальное управление и мониторинг каждого отдельного светильника. Затем мы интегрировали эту сеть DALI со шлюзом Casambi. Этот мастерский ход обеспечивает лучшее из обоих миров: проводную надежность DALI для основы и интуитивно понятное беспроводное управление Casambi для пользовательского интерфейса. Теперь преподаватели могут использовать простую настенную панель или специальное приложение для планшета для выбора заранее запрограммированных сцен:
- «Режим лекции»: Полная яркость на партах и доске.
- «Режим презентации»: Затемняет основное освещение комнаты до 20%, сохраняя при этом полное освещение доски и трибуны, улучшая контрастность экрана.
- «Режим обсуждения»: Создает более расслабленное, равномерное распределение света по всей комнате.
- «Режим экзамена»: Обеспечивает максимальное, равномерное и безтеневое освещение.
Датчики дневного света автоматически затемняют светильники возле окон, что еще больше экономит энергию, а датчики присутствия гарантируют, что свет выключается, когда комната пуста.
Установка и ввод в эксплуатацию
Сроки проекта были критически важны. Все работы должны были быть завершены во время летних каникул, чтобы избежать каких-либо сбоев в учебном расписании. Команда поддержки проектов XHLWX тесно сотрудничала с назначенным университетом подрядчиком по электромонтажным работам, чтобы обеспечить бесперебойный процесс установки.
Наша предпродажная поддержка включала предоставление подробных схем подключения для сети DALI и руководств по размещению светильников (отчеты DIALux) для каждой планировки помещения. Этот тщательный этап планирования свел к минимуму осложнения на месте. Во время установки наши инженеры по применению на местах проводили обучение команды подрядчика, обеспечивая правильную установку всех светильников и соблюдение протоколов безопасности.
Этап ввода в эксплуатацию был тем, когда интеллектуальная система ожила. Инженер XHLWX запрограммировал систему DALI-Casambi в соответствии с конкретными требованиями факультета.
Мы работали с профессорами, чтобы точно настроить уровни затемнения и CCT для каждой сцены, гарантируя, что окончательная настройка идеально соответствует их методам обучения. Интуитивно понятный характер приложения Casambi означал, что обучение персонала использованию новой системы было быстрым и простым процессом, встреченным с чрезвычайно положительными отзывами.
Измеримые результаты
Модернизация принесла преобразующие и поддающиеся количественной оценке улучшения в учебную среду Университета Цинхуа. Измерения после установки и постоянный мониторинг подтвердили успех проекта:
-
Уровни освещенности: Средняя освещенность на студенческих партах увеличилась с колеблющихся ~250 люкс до стабильных и равномерных 550 люкс, что превышает национальный стандарт в 300 люкс. Вертикальная освещенность на маркерных досках теперь постоянно превышает 750 люкс.
-
Качество света: Блики были практически устранены, во всех аудиториях UGR был значительно ниже целевого значения 19. Индекс цветопередачи (CRI) был повышен с ~70 до среднего значения Ra92, что обеспечивает истинное и точное восприятие цвета.
-
Экономия энергии: Прямое, сопоставимое энергопотребление для освещения было снижено на 65%. С учетом экономии от затемнения, сбора дневного света и датчиков присутствия, прогнозируемая общая экономия энергии, как ожидается, приблизится к 75%.
-
Удовлетворенность пользователей: Опрос, проведенный отделом управления объектами университета, показал 95% удовлетворенность студентов и преподавателей новым освещением, с особой похвалой за снижение напряжения глаз и гибкость системы управления.
Часто задаваемые вопросы
В1: Почему UGR<19 так важен для аудитории?
О: UGR (Unified Glare Rating) ниже 19 имеет решающее значение в образовательных учреждениях для минимизации дискомфорта от бликов. В аудитории студенты проводят часы за чтением, письмом и просмотром экранов или передней части комнаты.
Чрезмерные блики вызывают напряжение глаз, головные боли и усталость, что напрямую ухудшает концентрацию и способность к обучению. Обеспечивая среду UGR<19, мы создаем визуально комфортное пространство, которое поддерживает устойчивую концентрацию и академическую успеваемость.
В2: Какую пользу приносит система DALI-Casambi учителям?
О: Гибридная система предоставляет учителям беспрецедентный, но простой контроль над учебной средой. Вместо базового выключателя они могут мгновенно выбирать предустановленные «сцены» с планшета или настенной панели.
Например, они могут нажать «Презентация», чтобы автоматически затемнить комнату для проектора, или «Обсуждение» для групповых занятий. Это позволяет освещению беспрепятственно адаптироваться к методу обучения, повышая эффективность урока без какой-либо технической сложности.
В3: Каковы были самые большие проблемы при установке в таком престижном университете, как Цинхуа?
О: Основными проблемами были сжатые сроки установки и необходимость работать в условиях существующей, иногда исторической, архитектуры зданий. Все работы должны были быть завершены во время летних каникул.
Наше детальное предварительное планирование, включая создание точных моделей DIALux и электрических схем, было крайне важным. Мы тесно сотрудничали с подрядчиками университета, чтобы обеспечить интеграцию нашей современной проводки DALI и светильников с минимальным воздействием на структуру здания, сохраняя целостность кампуса при одновременном обеспечении современного технологического обновления.