学校教室照明的研究

学校教室照明的研究与改进问题的背景•科学合理的照明环境对学生的学习生活是相当重要的，它不仅影响学生的学习效率，更重要的是对学生的眼睛也有很大的影响，特别是近年来学生近视处于居高不下的现状，教师照明存在的问题也备受广大家长和学生关注，于是我们通过对人因工程的学习，对中国计量学院教室日光灯照明进行了初步分析和研究，意在挖掘教室照明存在的问题并对此提出一些改进措施。教室照明存在的问题•教室日光灯设置不合理，造成教师桌面照度不均匀；•教师照明没有很好的参照国家标准配置灯具，安装、维修质量不理想；•翔宇楼朝南的教室白天太阳光直射学生桌面，严重影响学生视觉，楼层越高越明显，而翔宇楼朝里的小教室阴雨天光线不足；•有些灯管在工作时会有轻微的噪声，且有时会出现一闪一闪的情况；教室照明的模型•通过调查我们学校教室日光灯的设置情况，知学校多采用8光源照明，为了分析其缺点，我们根据实际情况选取一定尺寸的教室和一定的光源布置建立模型来进行分析：•教室大小：长20米宽15米•光源布置：8点光源，纵横间隔分别为5m、4m，桌面距灯具高度为3m学校教室日光灯布置情况如下：•图1：教室光源分布平面图日光灯分布模型的分析•为了了解学校的日光灯分布对学生的影响，假设学生的眼睛大致处于桌面高度，我们通过求光源对桌面高度各点的光照强度，从而分析出教室桌面高度各点的光照强度分布，而根据研究表明，光源对目标点的光照强度与该光源到目标点的距离的平方成反比，与该光源的强度成正比，假设各个光源的光照强度均为一个单位。于是我们建立Matlab数学模型如下：•程序：•Model：•x=0:0.01:20;•y=0:0.01:15;•[xx,yy]=meshgrid(x,y,'r');•q1=1./((yy-10).^2+(xx-4).^2+9);•q2=1./((yy-10).^2+(xx-8).^2+9);•q3=1./((yy-10).^2+(xx-12).^2+9);•q4=1./((yy-10).^2+(xx-16).^2+9);•q5=1./((yy-5).^2+(xx-4).^2+9);•q6=1./((yy-5).^2+(xx-8).^2+9);•q7=1./((yy-5).^2+(xx-12).^2+9);•q8=1./((yy-5).^2+(xx-16).^2+9);•zz=q1+q2+q3+q4+q5+q6+q7+q8;•mesh(xx,yy,zz)•End图2：教室里桌面高度所在的平面的各点的光照强度分布图教室照明存在的问题•通过模拟教室中的光线分布可以知道，教室内的光照分布严重不均匀。可以看到，在教室的前排和教室的后排只有很少量的光线达到，而在教室的中部由于各个光源的光照交叉分布光照强度远高于教室内的其他区域，所以这种教室照明设置对学生的视力存在很大的影响。改进措施•为了能有效的避免这种状况对学生视力的影响，我们可以从两方面进行改进。•1.通过调整各光源在教师中的位置，使教室里各点的光照强度趋于均匀，尽量减少教室中部光线的叠加和死角光线的不足；•2.增加教室中光源的数目，使教室前排和后排都有足够的光照可以到达。