基于人因工程学的教学楼教室照明设计

目录

一、引言 (1)

1、研究原因 (1)

2、研究目的 (1)

3、研究背景 (1)

二、五教照明设施的结构 (1)

1、教室结构图 (1)

2、光源 (3)

3、蝙蝠翼式直接照明 (3)

4、热释式传感器 (4)

三、五教照明设施存在的问题及解决方案 (4)

1、热释远红外技术只能检测到人体的动感温度 (4)

解决方案： (5)

2、灯的放置方向不合理，容易产生眩光 (5)

解决方案： (5)

3、五教光源数量不足，会产生阴影 (6)

解决方案 (6)

4、光源不固定，当风扇开动时，光源会产生不稳定性 (6)

5、黑板灯光设置的不合理 (7)

解决方案： (7)

四、照明设计的重要性 (8)

2、良好地照明设计有利于减缓视觉疲劳 (8)

五、照明设计要考虑的因素 (9)

1、光通量 (9)

2、发光强度 (9)

3、亮度 (9)

4、照度 (9)

六、学习心得 (10)

【摘要】基于人因工程学原理与方法对我们学校的第五教学楼的照明设施进

行分析，本文采用了调查访谈法，就五教照明设备存在的问题对周边的同学进行了调查访谈，加之我自己的一些亲身感受，找出五教照明设施中存在的问题，并提供相应的解决方案。

【关键词】人因工程，热释红外控制器，照明灯具，解决方案

一、引言

1、研究原因

第五教学楼是我们学院进行教学主要地点，包括平时的上课以及上自习，因此作为学校的主要功能性教室，照明灯具的质量、安放位置便十分重要，我们知道，照明条件对学习的影响是不可忽视的，尤其是在照明不利的情况下，人的视觉会很容易疲劳，工作效率低且效果差，因此，第五教学楼的照明设施，不仅要考虑到环保节能，更重要的是要考虑到是否有利于学生学习的高效、健康等因素。

2、研究目的

从人因工程学的角度对发现的问题，提出解决方案。

人因工程学是一门以实现人、机、环境之间的最佳匹配，把人的工作优化问题作为追求目标，使处在不同工作条件下的人能高效、安全、健康、舒适地工作生活的一门学科，因此应用人因工程学的原理与方法去解决五教的灯光问题，使其对学生的学习更加有力是我的主要研究目的。

3、研究背景

第五教学楼的照明设施是一种节能控制器，该节能控制器主要是采用“热释远红外技术”和“光优先控制”对光源实行双控制，即首先利用“热释远红外技术”对人体动感温度进行测量，以判断室内有人无人及人的位置，确定是否开启光源；再通过“光优先控制技术”利用光敏传感器对室内照度进行测量，以确定在室内即使有人的情况下，光照度是否充足。不充足则最终开启光源；充足则强制性断开光源。即本节能控制器应当满足两个条件：有人使用且照度不充足才能最终开启光源，实现“人来灯亮，人走灯灭，自然照度达标灯不亮”的最佳节能效果。同时该节能控制器在开启之初有一个采集环境温度的过程，待环境温度采集完毕，所有灯全部自动熄灭，若此时再有人进入时，日关灯才会正常开启。

二、五教照明设施的结构

1、教室结构图

（表一）

（图一）（图二）（图三）

2、光源

学校的照明标准（表二）要求桌面照度在300—500lx1之间，且显色指数一般要大于等于80%，所以学校一般采用三基色光源的荧光灯，其亮度要比普通灯高出20%左右，而且其显色指数大于80%，大多数学校的功能性教室，安装的都是高显色荧光灯Ra90~97（表三），这种灯的光谱与阳光近似，被照物体非常鲜艳逼真，在这种光照下人的眼疲劳程度会明显降低[1]。

房间或场所参考平面照度标准值/lx Ra

教室课桌面300 80

教室黑板黑板面500 80

（表二）学校的照明标准

光源显色指数Ra 光源显色指数Ra

白色荧光灯66 荧光水银灯44

日光色荧光灯77 金属卤化物灯65

暖白色荧光灯59 高显色金属卤化物灯92

高显色荧光灯92 高压钠灯29

水银灯32 氙灯94

（表三）各种光源的显色指数

3、蝙蝠翼式直接照明

照明配光方式按照光源的发光方向可分为直接、半直接、全面扩散、半间接、间接照明5种（图四）[3]。

（图四）

1lx：勒克司，照度的单位

五教所采用的照明方式即为图中直接照明、荧光灯那一栏所对应的金属反射伞式的照明灯具（如图一）——蝙蝠翼直接照明。

这种照明的好处：

①蝙蝠翼可以阻挡光线直接射入人的眼睛，有效避免眩光对人眼的伤害。

②荧光灯的使用寿命长，发光柔和，亮度高。

③直接照明的向下配光度可达100%，即照度较高。

4、热释式传感器

①热释远红外传感器内部构造如下图所示：

（图五）

②热释远红外技术的主要工作原理就是通过热释传感器来检测人体发出的红外线。而起主要检测作用的是光学滤镜，光学滤镜的工作原理是只允许波长在10μm左右的红外线进入，而人体的温度在37度左右，发出的红外线波长为9—10μm[2]，所以只对人体的红外线有反应，而将灯光、太阳光及其他辐射滤掉，以抑制外界的干扰。因此，当人进入传感器所检测的范围内时，环境和人体的温度差异使传感器感应到温度发生变化，从而使灯的整体构成闭合回路，所以可以使灯发亮，但是当人是静止不动的时候，由于环境温度不变，传感器就没有信号输出，所以等自然就会熄灭[4]。

三、五教照明设施存在的问题及解决方案

1、热释远红外技术只能检测到人体的动感温度

热释远红外技术智能检测到人体的动感温度，不能检测到人体的静感温度。这就导致问题的出现，一般当学生在上自习时都是坐在凳子上安静的看书，很少会运动，所以当人安静的看书时，这时灯就会熄灭，加之，热释式传感器的缺点就是敏感度较差，所以当学生在采用挥手、跺脚等简单的小幅度动作时，灯依旧不会亮，只有当人站起来晃动一下时等才会亮，所以这个问题严重影响了学生学习的认真度以及情绪，当学生在很专心很安静的学习、思考时，灯的熄灭会打断