典型教室光照分布模型.docx

典型教室的关照分布模型研究李永刚（华北电力大学 071000）摘要：本文介绍了教室光照研究的背景、典型教室的相关概念，以及典型教室的光照分布模型，最后分析了典型教室光照分布的特点，并给出了改善光照分布的一些建议。关键词：典型教室；光照分布模型；特点1引言近些年来，学生眼睛近视的人数猛增，原因是多方面的，教室的光照分布情况与此关系密切，教室是学生上课学习的场所，在中国学生一天的绝大部分时间都在教室中度过，因此研究教室的光照分布情况就显得有必要。2 典型教室的介绍典型教室，即国家要求采用的教室，多为单侧采光，国家相关卫生标准规定 ，对于侧窗采光方式的教室，单侧采光的教室光线应从学生的座位左侧射入。这样做的好处是学生写字时没有遮挡，不影响书本上的照度；规定教室采光玻地比（窗的透光面积与室内地面面积之比）不得低于1:6；墙壁粉刷为白色，地面铺设材料反射光效果好，这样可以提高照度的20%左右。满足上述要求的教室即为典型教室。[1]3 教室内光照分布的测量 3.1测量方法如图3-1，对教室内每个位置桌面的高度的光照值进行测量，测量工具为照度计，测量时，先把窗帘都拉向一边，避免干扰数据，照度计的光感面正朝上，待仪表显示稳定后记录照度值。测量的教室为华北电力大学（保定）二校区教十一A418（符合典型教室特征），测量的时段为早上9:00、10:00、11:00，每次测量耗时15分钟，可以近似的认为测量时段光照变化不大。采集位置如图中矩形位置。3-1 光照采集位置3.2测量数据结果表3-1 教室9:00各位置对应的照度值 单位 lx照度第一列第二列第三列第四列第五列第六列第七列第八列第一行37502660930570410280150140第二行267022401150810630510210200第三行201019701040780600500240190第四行266018101000760660470270210第行200019801070760640520240240 表3-2 教室10:00各位置对应的照度值 单位 lx照度第一列第二列第三列第四列第五列第六列第七列第八列第一行355024401190760550410330270第二行282020501080810660510330260第三行273017501060710630490310270第四行242021601070750620430310240第行266021401100800630460280240 表3-3 教室11:00各位置对应的照度值 单位 lx照度第一列第二列第三列第四列第五列第六列第七列第八列第一行461031501150770500370310240第二行276024501030890700530320300第三行33802410950700540440310300第四行29902080900690530430310270第行30002430980750570460340270表3-4 教室各位置对应的照度平均值 单位 lx照度第一列第二列第三列第四列第五列第六列第七列第八列第一行3970 2750 1090 700 487 353 263 217 第二行2750 2247 1087 837 663 517 287 253 第三行2707 2043 1017 730 590 477 287 253 第四行2690 2017 990 733 603 443 297 240 第行2553 2183 1050 770 613 480 287 250 4 数据分析 4.1典型教室光照分布模型图绘制 利用matlab软件，绘制出照度随空间位置变化的模型图，绘制的方法如下：打开Matlab软件，以矩阵形式导入数据，变量名记为z1。对原有的数据进行插值，来得到光滑的三维模型图。插值语句为z=imresize（z1,[50,80]）。绘图，选中生成的变量z，点击绘图，用surfc（）函数绘制，最终生成图像如图4-1。图 4-1 光照采集位置4.2分析结合上面的测量数据以及光照分布模型图我们可以看出，典型教室的光照分布有以下特征：横向来看，窗户测得光照强度远高于门侧的光照强度，窗户测得照度值为门侧照度值的12倍左右。从窗户测到门侧，照度值呈现先迅速降低，然后缓慢降低的特点。纵向来看，处于同一纵向的位置的照度值近似不变。综合以上两点，我们可以近似的认为，照度值的大小取决于所在位置相对于窗户的横向距离，即照度是关于所在位置相对于窗户横向距离以及窗口光照的函数。参考文献：[1] 安连生 教室灯光照度研究 北京：北京