教室照度試驗與理論計算

1、教室光環(huán)境實驗研究摘要：教室內(nèi)的光環(huán)境直接影響到學生的學習和老師的教學。本實驗選取長沙理工大學宗教a205為測量教室，相對均勻地布置測點。對不同的開關(guān)燈情況 以及窗簾遮擋情況測量測點的光照度，研究光照在教室分布的大體趨勢并結(jié)合標 準照度判定教室光照是否符合要求。由于長沙陰雨天氣較多，且陰雨條件下照度 隨時間變化不大便于測量，故選擇測量環(huán)境為陰天。針對于不同開關(guān)燈情況下的 測量，判斷出最為節(jié)能的開關(guān)燈方式。關(guān)鍵詞：照度 測點設置 控制變量法一、測點的布置估算教室的面積在100平米到200平米之間，根據(jù)每100平米布置10個測 點的原則，在教室的座位位置相對均勻地布置15個測點，在講臺投影屏幕兩側(cè)

2、布置兩個測點共計17個測點。由于教室有三排日光燈，所以座位位置的測點按 3x5的方式布置。布點位置及尺寸如圖。墻（含窗）小7260.240 :7,180ur1ftQ7240o啊1sJ C14/J I7廣)I* r)igjcIf)V)12 Jj<S14fC c 苛J 5)I7由于該教室為階梯教室，測點高度不在同一水平高度上，選取測點位置所在 的桌面高度為測量高度。16,17測點高度選在投影屏幕的下方。教室的朝向講臺朝東，左側(cè)的窗戶朝北。二、測量變量的設置教室內(nèi)有三排日光燈，可以分別控制開關(guān)。朝北的窗戶設有窗簾，針對在使 用多媒體投影設備時通常遮擋前三個窗戶?？煽氐乃膫€變量為是否遮擋前三個窗

3、 戶，是否開第一排燈，第二排燈，第三排燈。設這四個變量分別為A,B,C,D用“ +”表示不遮擋前三個窗戶，開燈?！?”表示遮擋窗戶關(guān)燈，組合產(chǎn)生的十六個 變量分別為 A+B+C+D+ A+B+C+D- A+B+C-D+ A+B+C-D- A+B-C+D+ A+B- C+D- A+B-C-D+ A+B-C-D- A-B+C+D+ A-B+C+D- A-B+C-D+ A-B+C-D-A-B-C+D+ A-B-C+D- A-B-C-D+ A-B+C-D-如“ A-B+C+D-表示遮擋前三排窗戶，開第一排燈第二排燈，關(guān)第三排燈。（靠近講臺的為第一排）。三、測量過程及數(shù)據(jù)記錄選取2016年4月16日，地

4、點為長沙理工大學宗教 a205進行測量實驗，采 用儀器為照度計，精度為1lx,測量單位lx。當天天氣為小雨。測量數(shù)據(jù)匯總?cè)缦卤恚簻y點A+B+C+D+A+B+C+D-A+E+C-D+A+E+C-D-A+BC+I+A+B-C-+EHA+E-C-LH-A+B-CD13羽3GD33332722321319519122712662462411191159683325825322321S107_02714240234304199S3S55552F1931091B516C70G3+1詔629S2SD1591412802621521267290250117942S42421007862822531168825

5、2223創(chuàng)56g20013072521761565129101711£360431531424825113231933171653181S731118112245旳225692418622165132337120S4422967202電0丄壘207釦193：3丄20341函2715187531552718147155221613813113212fi觸94361795949810C55746258測點A-B+C1+D+A-E+C+D-A-E+C-D+a-bc-D-A-B-C+D+A-E-C+D-A-B-C-1XA-E+C-D-1204197182U7?670S550223+22720

6、7200757n50443231226L95139767140354：2L9213LB41736bea33Z35ire173152117565o282263必32E2071303313121931757303Z8Z113120292271130丄飼32&026+L24?82622369571925623110076235200704=3102101B+836193L6963+2114 &43354653204823504673311232016329513732216329313113276115247as29711524B8114：2t887222E0244822ie5615

7、2 DOea17344192621683E1666635&&2272416141774EQ72£524323620四、數(shù)據(jù)分析與整理將單個變量下不同測點的照度和測點位置繪制成氣泡圖， x軸y軸分別代表 測點的坐標，氣泡的大小表示照度的大小。另將同一縱坐標的5個測點照度大小 連線，作出三維照度隨橫坐標變化折線圖。以下對16個不同變量下的測量情況進行分析：1、 A+B+C+D+A+B+C+D+A+B+C+D+1050 360 720 1120在窗戶無遮擋，燈全開的情況下，靠近窗的位置照度最大，且遠離窗的方向成 遞減趨勢。且講臺位置的光照強度小于座位處的強度。同理 A+B?

8、C?D?A+B+C-D+A+B+C-D+ 360 720 1120A+B+C-D-A+B+C-D- 360 720 1120150010005000A+B-C+D+A+B-C+D+50010001500 360 720 11200-500A+B-C+D500A+B-C-D+50010001500A+B-C-D-分析這些光照情況下的圖表，從靠窗的一側(cè)到遠離窗的一側(cè)，照度均為遞減趨勢, 對于不同的開關(guān)燈情況，第一，二，三排燈分別主要影響第一，二，三排座位的 照度。使得該排座位照度明顯小于其他排。 但關(guān)燈同時會影響到其他排座位的照 度，但相對于正下方的座位影響較小。第一排燈

9、對于講臺位置的影響較大。2、A-B+C+D+1400200120010008006004002000-200210178A-B+C+D+10001200140020040066600A-B+C+D+5004003002001000 360 720 1120遮擋前三個窗戶使得所有位置的光照強度都相應減少，但主要影響為第一排 座位以及講臺位置，使得光照強度較大幅度減少。且第一排的照度分布較為均勻， 沒有遞增或遞減趨勢，幾乎不受窗戶光照的影響。對于其他排座位測點，光照強 度遞減趨勢相對減少。且對第二排的影響比第三排的大。同理 A-B?C?D?1500100050000-500A-B+C-D-A-B-

10、C+D+A-B+C+D-A-B+C+D- 360 720 1120A-B-C+D-；MS J M T«450010001500A-B-C-D+A-B-C-D+360A-B+C-D- 360 720 1120A-B+C-D+分析可知，第一排基本不受窗戶光照影響，第二排受窗戶影響減弱。與不遮擋窗 簾的情況類似，對于不同的開關(guān)燈情況，第一，二，三排燈分別主要影響第一， 二,三排座位的照度。使得該排座位照度明顯小于其他排。 但關(guān)燈同時會影響到 其他排座位的照度，但相對于正下方的座位影響較小。第一排燈對于講臺位置的 影響較大五、數(shù)據(jù)應用參照國家規(guī)定的照度標準，如下表學校建筑照明的照度標準類別照

11、度標準值（lx）備注普通教室、書法教室、語言教室、音樂教室、史地教室、合班教室150課桌面實驗室、自然教室150試驗課桌面微型電子計算機教室200機臺面琴房150譜架面舞蹈教室150地面美術(shù)教室、閱覽教室200課桌面風雨操場100地面辦公室、保健室150桌面飲水處、廁所、走道、樓梯間20地面由表可知，實驗所在教室的標準照度為 150lx則由實驗數(shù)據(jù)可知，無論是否遮擋前三排窗戶，在燈全開的情況下，室內(nèi)座位測 點處均滿足照度標準。在燈全關(guān)的情況下，只有靠近非遮擋處窗戶的頭一個測點 滿足照度標準，在只有部分燈關(guān)的情況下，在對應燈的正下方位置未達到照度標 準值。所以在陰天時，室內(nèi)的燈需要全開才能滿足照度要求。 但在使用部分教室 時，可以只開對應位置的燈。講臺由于要使用投影，照度要相對小，陰天時無論開關(guān)燈是否遮擋窗簾