清华大学智慧教室：无眩光LED照明升级

项目背景与挑战

清华大学坐落于北京海淀区，是中国最负盛名、最具影响力的学府之一。自1911年建校以来，学校一直秉承卓越的学术传统，致力于提供世界一流的教育环境。然而，随着教学方法向更具互动性、技术驱动的模式演进，物理基础设施也必须与时俱进。其中一个亟待改进的关键领域是其众多教室的照明。

几栋老教学楼现有的照明基础设施已成为创建现代化、高效学习空间的重大障碍。主要挑战包括：

• 照明质量差： 许多教室配备了过时的T8荧光灯管。这些系统提供的照明不一致，存在明显频闪和显色性差（CRI < 70）的问题。这导致学生和教师在长时间的讲座和学习过程中出现严重的眼睛疲劳和不适。眩光，无论是来自灯具的直射眩光还是从课桌和屏幕反射的眩光，都是一个普遍的抱怨。

• 高能耗和维护成本： 荧光灯技术按现代标准来看效率极低，导致学校的电费居高不下。此外，灯管和镇流器的寿命有限，导致频繁故障，需要持续的维护工作，这不仅扰乱了课程安排，也给设施管理部门带来了压力。

• 缺乏灵活性和控制： 传统的照明系统是简单的开关设置，无法适应“智慧教室”内多样化的活动。它无法在使用投影仪或智能白板进行演示时调光，也无法分区以创建讲座、小组讨论或考试等不同氛围。这种一刀切的方法与学校对动态响应式教育环境的愿景格格不入。

清华大学管理层寻求一项全面的照明升级方案，不仅要解决这些问题，还要将他们的教室打造成以人为本、可持续发展和技术先进的学习环境典范。他们需要一个优先考虑视觉舒适度、提供智能控制并能显著节省运营成本的解决方案。XHLWX 照明公司受邀设计并提供一套最先进的解决方案，以满足这些严苛的要求。

XHLWX 照明解决方案与灯具选型

在对大学教职员工和设施经理进行详细的现场审计和深入咨询后，XHLWX 技术团队开发了一套多层次的照明解决方案，专门为现代智慧教室的需求量身定制。设计理念的核心是创造一个视觉舒适、适应性强且高效的环境。

我们解决方案的核心是战略性地选择我们的专业教育级灯具：

1. 主教室照明：XHLWX“Acuity”系列UGR<19 LED面板灯（型号：XH-P6060-ED-U19） 对于学生课桌的整体环境照明，我们指定了我们的旗舰“Acuity”系列面板灯。这些600x600mm的嵌入式面板灯采用微棱镜扩散器和先进的光学设计，实现了小于19的统一眩光值（UGR）。这确保了舒适、无眩光的体验，即使学生抬头看向教室前方也是如此。凭借150 lm/W的高光效和>90的CRI，这些面板灯提供原始、均匀的光线（桌面照度>500 lux），有助于集中注意力并减少眼睛疲劳。

2. 黑板/白板照明：XHLWX“Clarity”非对称黑板灯（型号：XH-BBL120-AS） 正确照亮主要教学表面至关重要。我们部署了“Clarity”系列线性非对称灯具，安装在靠近黑板或白板的天花板上。这些灯具将精确控制的光束垂直投射到黑板或白板上，实现了出色的垂直照度（>750 lux），同时避免了对学生造成直射眩光或对讲师造成干扰性反射。这确保了笔记和图表在教室的每个座位上都清晰可辨。

3. 教师和讲台区域：XHLWX“Focus”系列轨道射灯（型号：XH-TS15-940-30D） 为了增强讲师的存在感并促进非语言交流，我们在讲台上方安装了一个小型轨道系统，并配备了我们的“Focus”系列射灯。这些可调节的射灯为教师提供了一个专门的光池，使他们成为教室的清晰焦点。高CRI（Ra95+）确保了自然的肤色，这对于视频会议和讲座录制尤为重要。

所有灯具均指定了4000K的统一色温（CCT），这是一种中性白光，已知能促进教育环境中的警觉性和注意力。

技术亮点

我们为清华大学提供的解决方案建立在尖端照明技术的基础上。其中三个关键特性尤为突出：

1. 卓越的视觉舒适度，UGR<19无眩光设计 眩光是学习环境中的一个关键因素。室内工作场所（包括学校）的EN 12464-1标准规定教室的UGR应小于19。我们的“Acuity”面板灯专为满足这一严格要求而设计。UGR，即统一眩光值，是一种量化环境中光源不适眩光程度的指标。通过将此值保持在19以下，我们创造了一个学习空间，学生可以长时间舒适地阅读课本、查看屏幕和看向黑板，而不会感到令人不适的眼睛疲劳。这通过高透光率扩散器、专用棱镜透镜层以及嵌入式LED以控制光输出角度的组合来实现。结果是柔和、均匀的光线，感觉更像自然天窗而非人造光源。

2. 高光效和巨大的节能效果 从旧荧光灯管（约60-70 lm/W）到我们的“Acuity”LED面板灯（150 lm/W）的转变，代表着效率上的巨大飞跃。通过将每瓦流明数提高一倍以上，我们能够在显著降低功耗的同时提供更高的光照水平。结合智能控制系统的日光采集和 occupancy sensing 功能，大学实现了与之前照明系统相比65%的经验证节能。这意味着运营支出的大幅减少，以及大学碳足迹的显著降低，这与他们的可持续发展目标完美契合。

3. 智能控制：DALI与Casambi蓝牙Mesh集成 为了将教室转变为真正的“智能”空间，我们实施了一个混合控制系统，将DALI的稳健性与Casambi蓝牙Mesh的用户友好灵活性相结合。每个灯具都是一个DALI可寻址单元，连接到稳定可靠的DALI总线。这允许对每个灯具进行精细的单独控制和监控。然后，我们将这个DALI网络与Casambi网关集成。这一妙招提供了两全其美的优势：DALI作为骨干的有线可靠性，以及Casambi作为用户界面的直观无线控制。教师现在可以使用简单的墙壁面板或专用平板电脑应用程序选择预设场景：

• “讲座模式”： 课桌和黑板全亮度。
• “演示模式”： 将主房间灯光调暗至20%，同时保持黑板和讲台灯光全亮，增强屏幕对比度。
• “讨论模式”： 在整个房间内营造更轻松、均匀的光线分布。
• “考试模式”： 提供最大、均匀、无阴影的照明。

日光传感器自动调暗窗户附近的灯具，进一步节省能源，而 occupancy sensors 则确保房间无人时灯光关闭。

安装与调试

项目时间表至关重要。所有工作都必须在暑假期间完成，以避免对学年造成任何干扰。XHLWX 项目支持团队与大学指定的电气承包商紧密合作，确保了无缝的安装过程。

我们的售前支持包括提供详细的DALI网络接线图和每个房间布局的灯具放置指南（DIALux报告）。这种细致的规划阶段最大限度地减少了现场复杂性。在安装过程中，我们的现场应用工程师为承包商团队提供了现场培训，确保所有灯具都正确安装并遵循了安全协议。

调试阶段是智能系统发挥作用的时候。XHLWX 工程师根据教职员工的具体要求对DALI-Casambi系统进行了编程。我们与教授们合作，微调每个场景的调光级别和CCT，确保最终设置与他们的教学方法完美契合。Casambi应用程序的直观性意味着培训员工如何使用新系统是一个快速而直接的过程，并获得了压倒性的积极反馈。

可衡量成果

此次升级为清华大学的学习环境带来了变革性的、可量化的改进。安装后的测量和持续监测证实了项目的成功：

• 照度水平： 学生课桌的平均照度从波动的约250 lux 提高到稳定均匀的550 lux，超过了国家标准300 lux。白板上的垂直照度现在持续高于750 lux。

• 光线质量： 眩光几乎消除，所有教室的UGR均远低于目标值19。显色指数（CRI）从约70提高到平均Ra92，实现了真实准确的色彩感知。

• 节能： 照明的直接、同类能耗降低了65%。考虑到调光、日光采集和 occupancy sensing 带来的节约，预计总节能将接近75%。

• 用户满意度： 大学设施管理部门进行的一项调查显示，学生和教职员工对新照明的满意度高达95%，尤其赞扬了眼睛疲劳的减少和控制系统的灵活性。

常见问题

Q1：为什么UGR<19对教室如此重要？ A：UGR（统一眩光值）低于19在教育环境中至关重要，以最大程度地减少不适眩光。在教室里，学生花费数小时阅读、写作和查看屏幕或教室前方。过度的眩光会导致眼睛疲劳、头痛和不适，这直接损害注意力和学习能力。通过确保UGR<19的环境，我们创造了一个视觉舒适的空间，支持持续专注和学业表现。

Q2：DALI-Casambi系统如何使教师受益？ A：混合系统赋予教师前所未有的、但又简单的学习环境控制权。他们不再是简单的开关，而是可以通过平板电脑或墙壁面板即时选择预设的“场景”。例如，他们可以点击“演示”以自动调暗房间进行投影，或点击“讨论”进行小组活动。这使得照明能够无缝适应教学方法，在没有任何技术复杂性的情况下增强课程效果。

Q3：在清华大学这样著名的学府进行安装时，最大的挑战是什么？ A：主要挑战是紧张的安装时间表以及需要在现有（有时是历史悠久）建筑结构的限制下工作。所有工作都必须在暑假期间完成。我们详细的预规划，包括创建精确的DIALux模型和接线图，至关重要。我们与大学的承包商密切合作，确保我们的现代DALI布线和灯具能够以对建筑结构影响最小的方式集成，在提供最先进技术升级的同时，保留了校园的完整性。