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基于人机工程学的大学校园光环境的研究

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摘要：为了探究东北农业大学寝室的自然照明和人工照明光环境的情况，通过实地测量、调查走访来分析某一寝室内光环境的现状以及存在的问题，并利用DLAIuxevo照明设计软件进行现状模拟，提出空间光环境改善方案。

关键词：学生公寓环境DLAIuxevo

一.引言

高校学生宿舍作为与学生息息相关的建筑类型，对自然采光、人工照明有着独特的要求。首先，宿舍的采光功能比较独特，它不仅要充分满足学生的学习生活，还要满足学生的日常生活需求，对室内外采光的要求也比较高;其次，大学生在校宿舍一般相对于普通住宅来说，空间十分紧凑、有限，床位的摆放也是相对固定的，而且宿舍内很少能随意移动读书或学习的位置;再次，宿舍通常采用的是高低床和家具的这种组合形式，这在一定程度上会严重影响室内外光线的均匀分布;最后，宿舍通常采用的是单侧开窗采光形式，而进深较大，照度沿整个房间进深方向衰减很快，分布很不均匀，只能用来保证不同程度进深的室内光照。

二.实例概况

选取的研究对象为农大北十宿舍楼，此建筑共6层，呈“凹”字形。选取样本对象为二楼某寝室，南北朝向，南侧光源射入，进深5700mm，开间3600mm，层高3000mm，窗户尺寸为1500×2000mm，窗台高1000mm。

三.室内光环境测量

1.自然光

（1）光环境初步分析

寝室室内自然光的来源为南侧的窗户，由于是侧窗进行采光，靠近窗户的一侧会比较亮，而靠近寝室门的另一侧比较暗，这种采光情况在夏季特别明显，而且，夏天由于太阳高度反射角较大，发光强度大，所以直射入室内的太阳光比较强烈，使室内的光照度不均匀。

（2）照度测量

于2019年4月16日下午1：30对寝室内仅在自然光照的情况下，进行照度测试，测试仪器为照度测量仪。

分别选取宿舍内经常使用的位置为测试点：走道位置A、B，下层床铺位置C、D，书桌位置E、F，远离窗户的衣柜位置G、H，对这8个测点进行照度的测量，测量高度为0.8m，测试结果如表一。

2.人工光环境调查

（1）光环境初步分析

在晚上，室内日光灯照明强度决定了光环境的质量，寝室人工照明为两盏62Lm的日光灯，灯管沿着房间深度方向一条线进行布置，到桌子的直线距离约为2.5m，宿舍的桌子尺寸为0.52×0.67=0.34㎡.

由于灯管离桌面的距离较高，如果要让桌面达到学习的照度要求，例如200-300Lux，就要提高灯管的功率，这一方面会造成能源浪费，同时太亮的灯管会造成炫光，对同学的健康造成影响。

但如果刻意降低灯管的高度，一方面会造成在上铺的同学行动不方便，同时会导致屋内四壁昏暗，会给人比较压抑的感觉，而且如果空间照度差异太大，会引发炫光，导致视觉疲劳。

（2）照度测量

于2019年4月16日晚上8：00对寝室内部人工照明光环境进行测试，测试仪器为照度测量仪。

分别选取宿舍内经常使用的位置为测试点：走道位置A、B，下层床铺位置C、D，书桌位置E、F，远离窗户的衣柜位置G、H，进行日光灯照度的测量，测量高度为0.8m，测试结果如表二。

四.光照问题总结

1.室内自然光照度不均，单侧窗户内采光的照度沿房间进深有所衰减，从窗户位置的桌子到房间深处的柜子处，照度值明显有所下降。2.房间东面采光照度不如西面采光好，除靠窗户的A、C位置外，其余位置基本不满足国家采光标准规定的室内临界值50Lux的要求。3.学生在寝室需要学习，两旁书桌的照度值分别为29Lux、26Lux，根据国家采光标准规定的阅览照度为200Lux，不能满足要求。4.日光灯照度虽然相对均匀，但仍不能完全满足学校根据《建筑照明设计标准》GB50034-2004学生宿舍人工照明照明标准值为150Lux的照明要求。达不到舒适学习的要求，长时间对学生的视力有所损害。5.经过走访发现，宿舍采光受楼层分布的影响，宿舍楼周围有高大树木与建筑的影响，层数越高的其采光效果越好;宿舍底层由于受到周围环境的遮挡，采光环境较差，使用人工照明的时间更多。

五.空间光环境模拟优化

1.改进措施

（1）改善室内的采光遮阳措施。采用薄型纯棉织物制作窗帘的形式，能通过室外透过一定程度的自然光线，给室内提供一定的亮度，避免夏季午后强烈的室外光照;（2）侧面门窗应该采用先进的扩散投光材料。为了有效的克服侧窗房间采光照度变化剧烈、在房间深处照度不足等缺点，除了侧窗采用先进的日光系统外，也可以采用中空玻璃、乳白玻璃、玻璃砖等扩散透光的装饰材料，在一定程度上能提高房间整体采光和深处的照度，有利于加大房屋进深。（3）为了有效改善室内的照度，可以在窗外侧加一遮阳棚，防止日光直射入室内，然后在窗台上放一反光面，让太阳光从反光面反射到室内的天花板上，再漫射到室内，这样白天室内不开灯也能满足一般要求。

3.DIALux模型模拟