大學(xué)教室光環(huán)境實(shí)驗(yàn)研究

張　澤,王立鑫,楊　暉

(北京建筑大學(xué)　供熱、供燃?xì)?、通風(fēng)及空調(diào)工程北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京　100044)

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大學(xué)教室光環(huán)境實(shí)驗(yàn)研究

張澤,王立鑫,楊暉

(北京建筑大學(xué)供熱、供燃?xì)?、通風(fēng)及空調(diào)工程北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100044)

摘要：大學(xué)教室光環(huán)境的優(yōu)劣影響學(xué)生的視力健康，同時(shí)也影響學(xué)習(xí)效率。本研究利用照度計(jì)測試了白天自然采光和夜晚人工照明狀態(tài)下大學(xué)教室的光照強(qiáng)度，并與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行對比評價(jià)大學(xué)教室光環(huán)境。

關(guān)鍵詞：教室；光環(huán)境；光強(qiáng)；室內(nèi)

引言

大學(xué)教室是學(xué)生學(xué)習(xí)的重要場所[1]。教室光環(huán)境不良、照度均勻度達(dá)不到要求，會使學(xué)生頻繁調(diào)節(jié)視覺器官，使眼部肌肉過度緊張，易造成視力疲勞[2]。根據(jù)衛(wèi)生部、教育部聯(lián)合調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，我國學(xué)生近視有向低齡化發(fā)展的趨勢[3]。良好的照明環(huán)境不僅可以減少視覺疲勞，而且可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率[4]。

多名學(xué)者對中小學(xué)教室的照明情況進(jìn)行了研究[5-7]，結(jié)果表明中小學(xué)教室的照明情況不容樂觀。針對大學(xué)教室光環(huán)境的研究較少，黃海靜和陳綱[8]對大學(xué)教室照明現(xiàn)狀及視覺環(huán)境主觀評價(jià)研究，結(jié)果表明重慶大學(xué)新老校區(qū)多數(shù)教室的照度、照度均勻度都不能滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。陳亢利等[9]對某大學(xué)圖書館閱覽室、自習(xí)室和電子閱覽室光環(huán)境進(jìn)行實(shí)地測量，結(jié)果表明平均照度和照度均勻度均遠(yuǎn)低于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。由此可見，大學(xué)校園建筑光環(huán)境與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)差距較大。本研究以大學(xué)教室為研究對象，通過測試教室內(nèi)的光照強(qiáng)度及光照均勻度，依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)評價(jià)教室光環(huán)境，為營造良好的教室光環(huán)境提供科學(xué)依據(jù)。

1材料和方法

本研究選取某大學(xué)實(shí)驗(yàn)2號樓501、512、513、大-201和教1-326共5個(gè)不同朝向的教室，教室的相關(guān)信息見表1。教室白天光源主要是室外的太陽光，夜晚光源主要是室內(nèi)的熒光燈。根據(jù)不同教室的進(jìn)深和開間將教室分為大小相等的方格，測量每一個(gè)方格中心的照度Ei，所有方格中心照度的算數(shù)平均值作為該教室的平均照度(E=ΣEi/n)。教室內(nèi)測點(diǎn)分布如圖1所示，根據(jù)教室大小共分成28～32個(gè)方格。測試時(shí)間是10:00和19:00。測試光照強(qiáng)度所用儀器為DT-8820多功能環(huán)境表，測量范圍為0～20000lx。

表1　教室相關(guān)信息

圖1　教室內(nèi)測點(diǎn)分布Fig.1　The measurement points in the classroom

2結(jié)果與討論

圖2和圖3分別為白天教室內(nèi)橫、縱向照度分布。由圖可知，白天教室內(nèi)照度分布很不均勻，教室橫向照度最大值與最小值之比的平均值在0.20～0.61之間，縱向照度最大值與最小值之比的平均值在0.05～0.54之間。教育建筑普通教室室內(nèi)天然光照度不應(yīng)低于450lx[10]，所測501、512、513、大-201和教1-306教室內(nèi)照度超過450lx的測點(diǎn)百分比分別為100%、12.5%、100%、10.7%和66.7%。501、513和教1-326教室內(nèi)的桌面平均照度值分別為4999、2302和1314lx，其值遠(yuǎn)大于教育建筑采光設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)照度值450lx；并且這幾個(gè)教室靠近窗戶的座位照度值遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于遠(yuǎn)離窗戶的座位照度值，且高于標(biāo)準(zhǔn)照度值，因此應(yīng)采取一些方法和措施，例如采用內(nèi)遮陽、外遮陽或low-e玻璃等方式減弱自然光。512教室白天室內(nèi)平均照度水平較為接近標(biāo)準(zhǔn)照度值，而大-201教室由于窗戶朝向?yàn)槲鱾?cè)，導(dǎo)致教室內(nèi)白天自然采光不足，所測照度只有143lx，遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)照度值，因此該教室白天也應(yīng)借助人工照明的方式來輔助采光。

圖2　白天教室內(nèi)橫向照度分布Fig.2　The horizontal light intensity in the classroom in the daytime

圖3　白天教室內(nèi)縱向照度分布Fig.3　The longitudinal light intensity in the classroom in the day time

圖4和圖5分別是夜晚教室內(nèi)橫、縱向照度分布。由圖可知，晚上教室照度分布相對均勻，教室橫向照度最大值與最小值之比的平均值在0.47～0.71之間，縱向照度最大值與最小值之比的平均值在0.40～0.71之間。所測501、512、513、大-201和教1-306教室內(nèi)照度超過300lx的測點(diǎn)百分比分別為28.1%、0、7.1%、75%和50%。教1-326和大-201教室內(nèi)照度平均值分別為304lx和362lx，符合國家建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)限值300lx[11]，其它教室照度平均值在192lx～253lx之間，不符合國家建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)限值。501、512、513、大-201和教1-326教室的照度均勻度分別為0.47、0.48、0.41、0.51和0.76，只有教1-326教室的照度均勻度滿足國家建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)限值0.6，其它教室的照度均勻度均未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。綜上所述，夜晚教室內(nèi)照度水平及均勻度均不容樂觀。

圖5　夜晚教室內(nèi)縱向照度Fig.5　The longitudinal light intensity in the classroom at night

3結(jié)論

本研究對某大學(xué)5間教室白天和夜晚的照度及

照度均勻度進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，可得出以下結(jié)論：白天自然采光下，教室內(nèi)橫向和縱向光照強(qiáng)度分布很不均勻；由于窗戶朝向的原因，個(gè)別教室內(nèi)光照無法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，必須采取人工照明進(jìn)行輔助照明；晚上教室內(nèi)主要以人工照明來進(jìn)行采光，照度及照度均勻度同樣不容樂觀。因此，應(yīng)采取措施改善大學(xué)教室的光照強(qiáng)度及照度均勻度。

參考文獻(xiàn)

[1] 那紅宇，江豫新.大學(xué)教室照明設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀和新構(gòu)想[J].光源與照明，2004，(1)：4-6.

[2] 孔益平，趙云勝，劉磊.優(yōu)化教室照明均勻度的模型構(gòu)建與求解[J].安全與環(huán)境工程，2013，19(2)：61-65.

[3] 李艷萍.青少年視力低下的影響因素研究進(jìn)展[J].中國校醫(yī)，2002，16(6)：578-579.

[4] 陳小琴，姚加飛.重慶市部分中小學(xué)校教室光環(huán)境調(diào)查與分析[J].照明工程學(xué)報(bào)，2011，22(2)：25-30.

[5] 吳蔚，曹慶艷.南京市學(xué)校教室天然采光初步研究之實(shí)地測量[J].照明工程學(xué)報(bào)，2014,25(1)：40-46.

[6] 陳小琴，姚如飛.重慶市部分中小學(xué)校教室光環(huán)境調(diào)查與分析[J].照明工程學(xué)報(bào)，2011，22(2)：25-30.

[7] 呂若然，段佳麗，郭欣，等.北京市2009—2013年中小學(xué)校教室照明衛(wèi)生狀況[J].中國學(xué)校衛(wèi)生，2015，36(1)：150-152.

[8] 黃海靜，陳綱.大學(xué)教室照明現(xiàn)狀及視覺環(huán)境主觀評價(jià)分析[J].燈與照明，2010，34(4)：22-26.

[9] 陳亢利，周軍，韓嬋娟.某大學(xué)圖書館室內(nèi)光環(huán)境調(diào)查[J].環(huán)境與健康雜志，2010，27(6)：539-540.

[10] 建筑采光設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：GB 50033—2013[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2014.

[11] 建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：GB 50034—2013[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2014.

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Evaluation Study on Indoor Light Environment

in the University Classroom

Zhang Ze,Wang Lixin,Yang Hui

(BeijingKeyLabofHeating,Gassupply,VentilatingandAirconditioningEngineering,Beijing

UniversityofCivilEngineeringandArchitecture,Beijing100044,China)

Abstract：Indoor light environment in the university classroom can affect the visual health and learning efficiency of the students. This study measured the light intensity of the classrooms by the light meter in the daytime and at night, and the measurement results were compared with the standard requirement values to evaluate indoor light environment in the classroom in the university.

Key words:classroom; light environment; light intensity; indoor

通訊作者：王立鑫，E-mail: wanglixin@bucea.edu.cn

基金項(xiàng)目：北京建筑大學(xué)教學(xué)研究青年基金項(xiàng)目(Y12-10),北京市教委面上項(xiàng)目(項(xiàng)目號：KM201410016014)

中圖分類號：TU

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

DOI:10.3969j.issn.1004-440X.2015.06.004