我校學(xué)生八公寓樓的照度值適用程度分析與改進(jìn)設(shè)計(jì)

/《平安人機(jī)工程學(xué)》課程設(shè)計(jì)課程平安人機(jī)工程學(xué) 題目我校學(xué)生八公寓樓的照度值適用程度分析和改進(jìn)設(shè)計(jì)院系接著教化學(xué)院 專(zhuān)業(yè)班級(jí)平安工程（單） 學(xué)生姓名林會(huì)云 學(xué)號(hào)1003030109 聯(lián)系電話 完成時(shí)間 【摘要】本文依據(jù)平安人機(jī)工程學(xué)中有關(guān)人的視覺(jué)特征的原理，加上本人所學(xué)學(xué)問(wèn)，對(duì)我校學(xué)生八號(hào)公寓樓的照度值進(jìn)行實(shí)測(cè)、調(diào)查、分析和綜合評(píng)價(jià)，并參照國(guó)家有關(guān)照度的標(biāo)準(zhǔn)找出其存在的不足，并針對(duì)其不合理的進(jìn)行設(shè)計(jì)改進(jìn)，以達(dá)到較好的光環(huán)境效果，以降低視覺(jué)乏累，提高工作學(xué)習(xí)效率。【關(guān)鍵詞】學(xué)生公寓照度值分析視覺(jué)特征改進(jìn)設(shè)計(jì)1、引言寢室是大家學(xué)習(xí)、活動(dòng)的主要場(chǎng)所，寢室照明的目的是為學(xué)生學(xué)習(xí)、活動(dòng)的視覺(jué)工作創(chuàng)建一個(gè)滿意光的數(shù)量和質(zhì)量要求的光環(huán)境，良好的照明能使學(xué)生削減視覺(jué)乏累，集中留意力，學(xué)習(xí)效率高，寢室對(duì)高校生來(lái)說(shuō)是特殊重要的，有些高校生三分之二的時(shí)間呆在寢室里，因此良好的寢室照明會(huì)改善學(xué)生的視覺(jué)感受實(shí)力，因而提高學(xué)習(xí)效率，為學(xué)生的活動(dòng)環(huán)境增加舒適感、愉悅感。2、理論依據(jù)2.1照度標(biāo)準(zhǔn)照度是指在單位面積上所接受到的光通量，符號(hào)是E,它亦表示被罩面上的光通量密度。當(dāng)光通量∈勻整分布在被照射面的照度為：E=照度的常用單位為勒克司，符合為1x，它等于1流明的光通量勻整分布在1平方米的被照射面積上。人們?cè)谝暡焱饨缇拔飼r(shí)，要求被視察的景物上具有確定的照度，在確定的范圍內(nèi)提高照度值，有利于提高視覺(jué)功能，但照度值并非越大越好，當(dāng)景物超過(guò)1000lx后，再提高照度，視覺(jué)功能的改善并不顯著，為此，須要依據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)水平，規(guī)定適宜的照度標(biāo)準(zhǔn)。照明標(biāo)準(zhǔn)是照明設(shè)計(jì)和管理的重要論據(jù)，我國(guó)和1979年頒布了新的《工業(yè)企業(yè)照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》，我國(guó)的照度標(biāo)準(zhǔn)是接受間接法而制定的，即從保證確定的視覺(jué)功能來(lái)選擇最低照度值，同時(shí)，進(jìn)行大量的調(diào)查、實(shí)測(cè)，并結(jié)合我國(guó)當(dāng)前的電力生產(chǎn)和消費(fèi)水平。而干脆法則主要是依據(jù)勞動(dòng)生產(chǎn)效率及單位產(chǎn)品成原來(lái)選擇照度標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)依據(jù)當(dāng)前經(jīng)濟(jì)水平和供電實(shí)力，并考慮節(jié)約能源等方面的具體狀況于1990年發(fā)布了《民用建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GBJI33-90），照度按下面系列分級(jí)：民用建筑照明照度標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按一下系列分級(jí)：0.5、1、2、3、5、10、15、20、30、75、100、150、200、300、500、750、1000、1500和2000lx。照度值指工作面(參考平面)上的平均維持照度值。照度的勻整照度的勻整面是指參考平面（工作面）上的最低照度和平均照度的比值，當(dāng)照度勻整度在0.7以上時(shí)，主觀感覺(jué)比較勻整，低于0.5時(shí)，主觀上感覺(jué)明顯的不勻整，易引起視覺(jué)乏累。假如在工作環(huán)境中有彼此極不同的表面，將導(dǎo)致視覺(jué)不舒適從而可能導(dǎo)致視覺(jué)實(shí)力降低，視覺(jué)實(shí)力的降低會(huì)引起眼睛和頭部難過(guò)，惡化眼睛的調(diào)視和會(huì)聚實(shí)力，降低留意力，造成乏累，它會(huì)降低反應(yīng)速度，降低機(jī)體的心理和運(yùn)動(dòng)實(shí)力，并經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后產(chǎn)生乏累和易于激烈。我國(guó)《民用建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定：宿舍內(nèi)的照度不宜低于工作照度的1／5。為了獲得滿意的照明勻整度，燈具布置間距不應(yīng)大于所選燈具最大允許距高比。當(dāng)要求更高時(shí)，要接受間接型、半間接型燈具或光帶等方式。表1列出了住宅建筑照明的照度標(biāo)準(zhǔn)值。表1八號(hào)公寓照明的照度標(biāo)準(zhǔn)值類(lèi)別參考平面及其高度照度標(biāo)準(zhǔn)值(lx)一般活動(dòng)區(qū)0.75m20-30-50書(shū)寫(xiě)、閱讀0.75150-200-300床頭閱讀0.75m75-100-150精細(xì)作業(yè)0.75m200-300-5002.2良好的照明環(huán)境亮度亮度是指發(fā)光體在視線發(fā)向上單位面積的發(fā)光強(qiáng)度。它唯一能夠干脆引起眼睛感覺(jué)的量。雖然照明及采光標(biāo)準(zhǔn)中，常用照度來(lái)衡量采光或照明設(shè)計(jì)的優(yōu)劣，但從整個(gè)視覺(jué)過(guò)程而言，眼睛并不能干脆感受到物質(zhì)上照度的作用。由于物體的反射，人們的眼睛只能夠感受到確定的亮度作用。照度和亮度的關(guān)系是光源亮度和它形成的照度間的關(guān)系。眩光眩光是人們?cè)谝曇皟?nèi)出現(xiàn)亮度極高的物體或過(guò)大的亮度對(duì)比時(shí)，引起眼睛不舒適或適度下降。在光環(huán)境中要充分保證自然光環(huán)境和人工光環(huán)境的質(zhì)量，為此應(yīng)避開(kāi)日光直射或過(guò)亮光源引起的眩光現(xiàn)象。實(shí)現(xiàn)良好的照明環(huán)境的原則要留意以下幾點(diǎn)：（1）照度的平均水平要適當(dāng)；（2）在同一環(huán)境內(nèi)，亮度和照度既不宜過(guò)高，也不宜過(guò)低，同時(shí)也不宜過(guò)于單調(diào)；（3）光源投光的方向性和擴(kuò)散性要適當(dāng)，不產(chǎn)生影響學(xué)習(xí)的陰影；（4）由光源干脆投向眼睛的光線，應(yīng)不使之產(chǎn)生刺眼現(xiàn)象，且光線照射到對(duì)象的反射光，射向眼睛時(shí)，應(yīng)不影響正常視覺(jué)和不使人感到苦惱；（5）光源本身的光要適當(dāng)，且有良好的顯色性；（6）通過(guò)照明和色調(diào)的協(xié)調(diào)，能夠形成人們所希望的環(huán)境美感；（7）創(chuàng)建良好的照明環(huán)境時(shí)還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)效益。（8）為了追求生活的舒適性，對(duì)室內(nèi)環(huán)境的要求更高，除了照明問(wèn)題外，還包含有色調(diào)、室內(nèi)裝飾以及它們之間的協(xié)調(diào)。實(shí)現(xiàn)室內(nèi)良好的照明的作用（1）生理上的作用（使學(xué)生集中精力學(xué)習(xí)）；（2）心里上的作用（造成良好的激勵(lì)作用和心情）；（3）保證平安（建立學(xué)習(xí)生活更為平安的先決條件）；（4）衛(wèi)生方面的作用，有利于促使寢室保持清潔。照明對(duì)作業(yè)的影響（1）照明和學(xué)習(xí)效率改善照明條件不僅可以削減視覺(jué)乏累，而且也會(huì)提高學(xué)習(xí)效率。為提高照度值可以提高閱讀速度和主體視覺(jué)，從而提高學(xué)習(xí)效率。創(chuàng)建舒適的光線條件，在從事邏輯思維的腦力勞動(dòng)是，有助于提高學(xué)習(xí)效率。（2）照明和心情據(jù)生理和心理方面的探討表明，照明會(huì)影響到人的心情，影響人的一般興奮性和主動(dòng)性，從而也影響學(xué)習(xí)效率。一般認(rèn)為，光明的房間總是令人快樂(lè)的，假如讓被試者在不同照度的房間中選擇工作場(chǎng)所的話，一般選比較光明的地方。眩目的光線使人感到不快樂(lè)，被試者都盡量避開(kāi)眩光和反射光。如表2所示：表2對(duì)閱讀照度的選擇照度／lx10020050010002000500010000人數(shù)／%111832201711總之，改善寢室的照明，可以改善視覺(jué)條件，節(jié)約時(shí)間，愛(ài)惜視力，減輕乏累，提高學(xué)習(xí)效率。（3）照明和乏累人在照明不好的環(huán)境中作業(yè)，會(huì)很快地乏累，學(xué)習(xí)效率低，效果差，不同照度下，看書(shū)后眼睛乏累程度可以通過(guò)擠眼次數(shù)的變更率不定期說(shuō)明，如表3和圖3所示：表3照度和視覺(jué)乏累照度／lx101001000最初及最終5秒閱讀擠眼睛次數(shù)35~6035~4636~39最終5秒擠眼睛增多百分?jǐn)?shù)71.531.48.3照明設(shè)計(jì)環(huán)境照明的設(shè)計(jì)，已由過(guò)去不斷提高照光明度轉(zhuǎn)向提高照明質(zhì)量，所謂照明質(zhì)量，就是恰當(dāng)?shù)拇_定視野范圍內(nèi)的亮度和消退刺眼的眩光，創(chuàng)建一個(gè)舒適快樂(lè)的照明條件。作業(yè)中的照明有兩種，即自然光和人工光。自然光是人工光源所不能比擬的，光質(zhì)好，照度大，光線勻整，光譜中的紫外線對(duì)人體生理機(jī)能還有良好的影響，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)最大限度地利用自然光。選擇人工光源時(shí)，應(yīng)留意其光譜成分，使其盡可能接近自然光。在人工照明中熒光燈的光譜近似日光，而且和一般白熾燈相比，具有發(fā)光效率高（比白熾燈高4倍左右）、光線松軟、亮度勻整及熱輻射量小等優(yōu)點(diǎn)。但為消退光流波動(dòng)，應(yīng)接受多管裝置為宜。照明不宜選擇有色光源，因?yàn)橛猩庠磿?huì)使視力效能降低。自然光和人工光（1）人工光又分為以下兩個(gè)照明方式：①一般照明：一般照明也叫全面照明，是指不考慮特殊局部的須要，為照亮整個(gè)假定工作面而設(shè)置的照明，它雖然對(duì)光源的投射方向沒(méi)有特殊要求，但多表現(xiàn)為光源的直射照度，以及少量的工作間立體各方面的相互反射所產(chǎn)生的擴(kuò)散照度和來(lái)自窗的自然光照度，這種照明方式相對(duì)于局部照明，其效率和勻整性都比較好，使人感到快樂(lè)，它的一次性投資費(fèi)用較少，但是耗電量較大。②局部照明局部照明是指為增加某些特定地點(diǎn)的照度而設(shè)置的照相。由于它靠近工作面運(yùn)用較少的照明器具便可以獲得較高的照度，故耗電量少，但要留意避開(kāi)眩光和四周變暗造成強(qiáng)對(duì)比的影響，當(dāng)對(duì)工作面照度要求不超過(guò)30~40lx時(shí)，不必接受局部照明。（2）自然光①自然光的功能：心理功能、衛(wèi)生功能、節(jié)能功能②自然采光的形式接受側(cè)向采光的方式，設(shè)大面積玻璃或玻璃幕墻，能使整個(gè)側(cè)面都成為采光面，把大量自然光引入室內(nèi)，改善了采光的效果。③自然光的限制和調(diào)整在工作面上避開(kāi)運(yùn)用直射日光，充分利用反射光盡量提高室內(nèi)照度的有效性。2.3燈具燈具是能透光。支配和變更光源分布的器具，它包括除光源全部用于固定和愛(ài)惜光源所需的全部零件，以及和電源連接所必需的線路部件。隨著人們對(duì)室內(nèi)照明環(huán)境的相識(shí)的慢慢完善和提高，燈具的地位越來(lái)越重要，它的明暗、顏色和形態(tài)等都關(guān)系到它在環(huán)境中的地位和感覺(jué)效果，燈具除有對(duì)外的照明作用外，燈具自身是一具松軟的發(fā)光體。燈具的選用①留意色調(diào)的協(xié)調(diào)，即冷色、暖色、視用色而定；②避開(kāi)產(chǎn)生眩光，消退視覺(jué)的乏累，愛(ài)惜視力，提高工作效率；③要全理分布光源，一般接受綜合照明；④燈具的布置和頂端的高度和房間的大小、采光等相吻合；⑤燈光的照射方向和光的強(qiáng)弱要適宜；⑥還須要考慮節(jié)能。室內(nèi)燈具布置室內(nèi)燈具布置應(yīng)滿意的要求：①規(guī)定的照度；②工作面上照度的勻整；③光線的射向要適當(dāng)，無(wú)眩光，無(wú)陰影；④燈光安裝能量削減至最??；⑤維護(hù)便利；⑥布置整齊美觀，并和建筑空間相協(xié)調(diào)。室內(nèi)燈具作照明用時(shí)，大部分接受勻整布置的方式，只須要局部照明或定向照明時(shí)，才依據(jù)具體狀況接受選擇性布置。光通量光源所發(fā)出的能量，是以電磁波的形式存在，這種能量稱(chēng)為輻射能量，單位是焦耳（J）,而光源每秒所發(fā)出的輻射能，則稱(chēng)為輻射通量，單位是瓦特（W）。就同一光源而言，輻射通量大的越大，人眼就會(huì)覺(jué)得越亮。但輻射通量相同的兩個(gè)光源，假如放射的是不同波長(zhǎng)的光波，對(duì)人眼睛所能引起的亮暗度感覺(jué)也不一樣，也就是說(shuō)他們有不同的發(fā)光效率，發(fā)光效率越高，人眼夜壺覺(jué)得越亮。因此真正影響人眼視覺(jué)明暗感受的是輻射通量和發(fā)光效率的乘積，也就是我們所說(shuō)的光通量，單位是流明（lm）。依據(jù)國(guó)際規(guī)定，波長(zhǎng)為555奈米的單色光的發(fā)光效率定為1，這種波長(zhǎng)的單色光每瓦特的輻射通量等于683流明。其他波長(zhǎng)的單色光，其發(fā)光效率接受發(fā)光效率曲線，其光通量可由這個(gè)公式求得：光通量（流明）=683×發(fā)光強(qiáng)度×輻射通量（瓦特）一個(gè)100W的燈泡可產(chǎn)生1750lm的光通量，而一支40W的冷白日光燈管則可產(chǎn)生3150lm的光通量。3、學(xué)生八號(hào)公寓樓的照度測(cè)量數(shù)據(jù)及分析我校學(xué)生八號(hào)公寓樓于2002年建成，共六層，每間寢室規(guī)格一樣，面積7.2×3.5㎡，高度為3.3m。3.1學(xué)生八號(hào)公寓樓照明分布狀況：（1）每間寢室有一扇1.5m、高2.2m的鋁合金玻璃窗，自然采光條件較好，房間人工照明由兩盞功率為25W的熒光燈供應(yīng)。（2）不同條件下的照度值測(cè)量①測(cè)量工具：照度測(cè)量?jī)x、卷尺；②測(cè)量的分布：針對(duì)我們寢室照度值進(jìn)行測(cè)量表48-232室測(cè)量數(shù)據(jù)表測(cè)量點(diǎn)照度（lx）時(shí)間abcdefghijkl陰天（8:50）（自然采光）2531403627223246902849236陰天（12:00）（自然采光）3734484734324052983653642陰天（9:00）（人工照明）59465856455669791244154028晴天（9:00）（自然采光）3032148142352469145350310137846晴天（8:50）（自然采光）3130156152352273152362322141245晴天（8:50）（人工照明）342228282128514553283529依據(jù)以上測(cè)量的數(shù)據(jù)，測(cè)量點(diǎn)a、b、c、d、e、f的照度均很低，無(wú)法達(dá)到照度標(biāo)準(zhǔn)，學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)必定影響其視力，則須要實(shí)行措施增大其照度值，在每張寫(xiě)字桌上加一盞25W的臺(tái)燈所測(cè)得的照度值，如表5所示：表5加上臺(tái)燈后8-232室的照度值測(cè)量點(diǎn)照度（lx）時(shí)間abcdef陰天（8:50）203215241208219207晴天（12:00）213223232214224236由上表可知，加上一盞25W的臺(tái)燈后，其照度值明顯增大，適合學(xué)生看書(shū)學(xué)習(xí)，不過(guò)一般臺(tái)燈具有頻閃，對(duì)視力也有影響，建議運(yùn)用清華紫光無(wú)頻閃臺(tái)燈。4、改進(jìn)措施4.1削減視覺(jué)乏累，要求室內(nèi)滿意照度，應(yīng)在天花板上勻整安裝三盞熒光燈，這樣能使c、d桌上有足夠的照度，保證室內(nèi)照度的勻整度。安裝燈具時(shí)應(yīng)盡量選用照明質(zhì)量好、效率高、壽命長(zhǎng)、光通衰減小以便安裝維護(hù)裝置。4.2充分保證自然采光的利用率，避開(kāi)人為因素造成室內(nèi)照度降低，陽(yáng)臺(tái)上窗簾白天應(yīng)拉開(kāi)，特殊是陰雨天。陽(yáng)臺(tái)上用于懸掛衣服的鐵絲的位置應(yīng)變更，應(yīng)將其安裝在護(hù)欄高度的兩側(cè)墻上，或在上方多安裝幾根鐵絲，但是在其中間不能晾衣服，這樣就可以保證自然采光的利用率，從而保證室內(nèi)照度。4.3應(yīng)當(dāng)保證電壓穩(wěn)定，以確保燈具按額定功率工作，因?yàn)殡妷翰环€(wěn)定引起照明忽亮忽暗形成的照明的不穩(wěn)定，對(duì)人的視覺(jué)帶來(lái)不舒適感，從而影響學(xué)習(xí)，還應(yīng)加強(qiáng)管理，剛好更換老的、舊的、壞的燈具。4.4室內(nèi)照度保持良好狀態(tài)，在干凈的室內(nèi)，擦拭窗戶(hù)和照明燈的次數(shù)一月之內(nèi)不少于兩次，照明燈經(jīng)常蒙有塵土?xí)r，它的光流率要削減20%，所以白熾燈和熒光燈應(yīng)按時(shí)進(jìn)行衛(wèi)生清理，假如沒(méi)有，則會(huì)使其照度下降，并且會(huì)大量的消耗電