典型教室光照分布模型

光照强度计算的优化模型陈家跃 1 黄雅丽2 肖习雨3 1．韶关学院2004级数学系数学与应用数学 2．韶关学院2002级信息技术教育(2)班 3．韶关学院2003级信息技术(1)班摘 要文章把整个教室看成若干个点的集合，每一个点的光照强度为四个点光源照到该点的光照强度之和.用离散化的思想，以距离作为重要的桥梁连接目标点与光源和光照强度之间的关系： P Q J QPk J 2=(P Q J J ,是目标点的光照强度是四点光源的光强).算出任意一点的光照强度和距离地面1米处各点的光强，用Maple8画出位置与光照强度之间的曲面图,还作出密度图和等高线图进一步说明模型的合理性.对于第三问和第四问，重新考虑四个光源位置.根据在1米处的光照强度总和越大、光照越平均，学生的满意程度就越大的思想，用MATLAB6求出1米处的光照强度总和最大值M=0.1278和光照最平均值E=0.6⨯3110-，用最小二乘法找出一个最贴近M 和E 的值，其中目标函数关系式是∑-+-22)()( E J M L Q w ，找出目标函数的最小值，确定四个光源的位置为（(80,47,25)、(80,103,25)、(40,103,25)、(40,44,25)）, 同理也能确定线光源的位置.关键词:光照强度;点光源;线光源;满意程度1 问题的提出现在已知一个教室长为15米，宽为12米，在距离地面高2.5米的位置均匀的安放4个光源（分别为1、2、3、4），各个光源的光照强度均为一个单位，如下图要求：（1）如何计算教室内任意一点的光照强度？（光源对目标点的光照强度与该光源到目标点距离的平方成反比，与该光源的强度成正比）.（2）画出距离地面1米处各个点的光照强度与位置（横纵坐标）之间的函数关系曲面图，试同时给出一个近似的函数关系式.（3）假设离地面1米高正是学生桌面的高度，如何设计这四个点光源的位置，才能使学生对光照的平均满意度达到最高？（4）若将题目中的点光源换成线光源，以上(2)、(3)问的结果又如何？（对于（1）、（2）问，假设横向（纵向）墙壁与光源、光源与光源、光源与墙壁之间的距离是相等的.）2 模型的假设2．1 光不会通过窗、门等外涉，也不考虑光在空气中的消耗，即光照强度和不变；2. 2 室内不受外界光源影响；2．3 教室高度为2.5米；2．4 不考虑光的反射；2．5 线光源发光是均匀的.3 符号约定Q：教室内任意一点J：四光源对点Q的光照强度QJ: 光源P的光照强度 (P=1,2,3,4)PQP：光源P与点Q之间的距离 (P=1,2,3,4)w: 四个点光源位置 (P=1,2,3,4)PE : 1米处各点的最平均光照强度w L : 光源在w 处时，1米处各点的光源强度的总和M ： 1米处各点光源强度总和的最大值L : 线光源的长度4 模型的建立由于光源对目标点的光照强度与该光源到目标点的距离的平方成反比，与该光源的强度成正比，故可作出任意一点光照强度函数：∑==412p p Q J QPk J (1)其中k 为正常数，建立右手直角坐标系，如图1所示，1.2.3.4分别为四个光源的位置，由于横向（纵向）墙壁与光源、光源与光源、光源与墙壁之间的距离是相等的，可以得到此四光源在坐标系中的位置为: (单位:分米)1 (80, 50, 25)由于各个光源的光照强度均为一个单位，且光都不外涉，不在空气中消耗，也不受外界光源影响，即所有目标点的光照强度之和等于四个点源的光强之和，故得：∑∑∑====41241p P Q p p J QPk J J⇒∑∑∑===-+-+-+-+-+-1200150025222222)25()100()80(1)25()50()80(1(x y z z y x z y x k (2) 4))25()50()40(1)25()100()40(1222222 =-+-+-+-+-+-+z y x z y x 图1由（2）式解得：k=0.01855612043 故（1）式可化为：)3(QP0430.01855612412∑==p p Q J J5 模型的求解5.1 计算教室内任意一点的光照强度:把任意一点Q 代入（3）式，可得教室内任意一点的光照强度：4222322222221222)25()50(x)-(400430.01855612)25()100(x)-(400430.01855612)25()100(x)-(800430.01855612)25()50(x)-(800430.01855612J z y J z y J z y J z y J Q -+-++-+-++-+-++-+-+=5.2 距离地面1米处各个点的光照强度与位置（横纵坐标）之间的函数关系曲面图:根据函数关系式：422322222122225)50()40(0430.01855612225)100()40(0430.01855612225)10()80(0430.01855612225)50()80(0430.01855612J y x J y x J y x J y x J Q +-+-++-+-++-+-++-+-=用MAPLE8软件作出相应的三维曲面图，如图2所示：用MAPLE8软件作出距离地面1米处各个点光照强度的密度图和等高线图，如图3所示：（其中密度图能比较真实地反映四光源到离地面1米的水平面的亮暗程度，而等高线图也很好地反映在此平面上光照的分布.）图2（密度图） （等高线图）5.3 使学生对光照平均满意度最高的四个点光源的位置学生桌面所在平面的、越大,学生的满意度就越高, 要尽可能满足以上两个条件,以确定使学生满意度最大的光源位置.题目中没有关于优先权及权重的规定，可以设总光照强度的权重与光照平均的权重相同，要使在高为1米处光照越大就要使目标点尽可能地靠近光强总和最大的位置,同理使光照越平均就要使目标点越靠近使光照最平均的位置,用最小二乘法得出它们的差值最小的位置即为所求.∑-+-22)()(min E J M L Q ws.t 80<1x <120 0<1y <5080<2x <120 100<2y <150 0<3x <40 100<3y <150 0<4x <40 0<4y <50其中,∑∑==-+-+-+-+-+-=120015002222222121)1025()()()1025()()((x y w y y x x ky y x x k L)4()1025()()()1025()()(2242422323 -+-+-+-+-+-+y y x x ky y x x k图3∑∑∑===-+-+-+-+-+-1201505.202222222121)5.2()()()5.2()()((x y z z y y x x kz y y x x k 4))5.2()()()5.2()()(2242422323=-+-+-+-+-+-+z y y x x kz y y x x k (5)先取定w 的值，即确定1,2,3,4四个光源的位置，代入(5)式以求出k 值，把w 值和k 值同时代入（4）式,以求出此时1米处各点的光源强度的总和，继而求出此时的平均光照强度，不断重复以上过程，取遍w 的值，求出1米处最大的光照强度总和与最平均的光照强度，再求出目标函数的所有值，找出最小的那个即可确定四个光源的最佳位置.用MATLAB6对以上模型进行求解(程序见附录一二),得出： 1米处光照强度最大值为0.1278，四光源位置分别为：（单位：分米）(80，47，25)(80，103，25)(40，103，25)(40，47，25) 1米处平均光照强度最平均值为0.6⨯3110-，四光源位置分别为：（单位：分米）(101，19，25)(101，131，25)(19，131，25)(19，19，25)学生满意程度最大时,目标函数值为1.1859610-⨯,四光源位置分别为：（单位：分米）(80,47,25) (80,103,25)(40,103,25)(40,44,25)5.4.1 点光源变成线光源，画出距离地面1米处各个点的光照强度与位置（横纵坐标）之间的函数关系曲面图令)25,50,(),25,100,(),25,100,(),25,50,(4321x x x x 分别是1,2,3,4四个线光源的位置，如图4所示：图4线光源与目标点光照强度的关系式：)6( ))25()50()(1())25()100()(1())25()100()(1())25()50()(1(41)2120(31)2120(3142224)2120(31)2120(31322232)2120(32)2120(32222222)2120(32)2120(32122214321 ∑∑∑∑∑=+--=+--=+-+-=+-+-==-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-p p L L L x L L L x L L L L x L L L L x J LJ z y x x k L J z y x x k LJ z y x x k L J z y x x k1米处各点的光照强度∑∑∑∑+--=+--=+-+-=+-+-=-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-=L L L xL L L x L L L L xL L L L x Q LJ y x x k L J y x x k LJy x x k L Jy x x k J )2120(31)2120(3142224)2120(31)2120(31322232)2120(32)2120(32222222)2120(32)2120(32122214321))1025()50()(1())1025()100()(1())1025()100()(1())1025()50()(1( (7)把线光源光照强度和线光源长度代入线光源与目标点光照强度的关系式(6),求出k 值再代入(7)式,便可以此式来作出光照强度与相应位置（横纵坐标）之间的函数关系曲面图和求出教室任意一点的光照强度.5.4.2 点光源换成线光源后,使学生对光照平均满意度最高的四个线光源位置线光源是一个整体,用以上模型把线光源离散成点光源进行计算处理,可得线光源与目标点光照强度的函数关系：∑∑∑===-+-+-+-+-+-1201505.202222222121)5.2()()()5.2()()((x y z L A L z y y x x kL J z y y x x k )8())5.2()()()5.2()()(412242422323 ∑==-+-+-+-+-+-+p P D L C L J L J z y y x x kL J z y y x x k6 模型的评价6.1 模型的优点：（1） 模型能抓住影响光照强度主要因素（光源到目标点距离和光源的强度），合理构造光照度函数，过程清晰明了，结果科学合理.（2） 模型具有较好的通用性，实用性强，对现实有很强的指导意义. 6.2 模型的不足以及需要改进的地方：（3）此模型建立在理想环境下，光不会通过窗、门等外涉，不考虑光空气中的消耗，也不考虑外界光源的影响.（4）目标点是离散的，比较宏观，这可能会使结果与真实值的误差增大.（5）模型建立中没有考虑光反射对目标点光照强度的影响.参考文献[1] 姜启源．数学模型(第三版)[M]．北京：高等教育出版社，2003[2] 陈理荣．数学建模导论[M]．北京：北京邮电大学出版社，2000[3] 李强等．M1ple基础应用教程[M]．北京：清华大学出版社，2004附录:附录一：clearclcmax=0;min=4;for i=0:0.1:3for j=0.1:0.1:4s=0;x1=8+i,y1=5-jx2=8+i,y2=10+jx3=4-i,y3=10+jx4=4-i,y4=5-jfor x=0:0.1:12for y=0:0.1:15for z=0:0.1:2.5if x1~=x & y1~=y & x2~=x & y2~=y & x3~=x & y3~=y & x4~=x & y4~=ys=s+1./((x1-x).^2+(y1-y).^2+(2.5-z).^2)+1./((x2-x).^2+(y2-y).^2+(2.5-z).^2) +1./((x3-x).^2+(y3-y).^2+(2.5-z).^2)+1./((x4-x).^2+(y4-y).^2+(2.5-z).^2);endendendendk=4./s;l=0;z=1;for x=0:0.1:12for y=0:0.1:15l=l+k.*(1./((x1-x).^2+(y1-y).^2+(2.5-z).^2)+1/((x2-x).^2+(y2-y).^2+(2.5-z). ^2)+1./((x3-x).^2+(y3-y).^2+(2.5-z).^2)+1./((x4-x).^2+(y4-y).^2+(2.5-z).^2) );endendif l>maxmax=l;x11=x1;y11=y1;x12=x2;y12=y2;x13=x3;y13=y3;x14=x4;y14=y4;endp=l./(120.*150);Q=0;for x=0:0.1:12for y=0:0.1:15Q=Q+(k.*(1./((x1-x).^2+(y1-y).^2+(2.5-z).^2)+1./((x2-x).^2+(y2-y).^2+(2.5-z).^2)+1./((x3-x).^2+(y3-y).^2+(2.5-z).^2)+1./((x4-x).^2+(y4-y).^2+(2.5-z).^2))-p).^2.^(1./2);endendif min>Qmin=Q;x21=x1;y21=y1;x22=x2;y22=y2;x23=x3;y23=y3;x24=x4;y24=y4;endendenddisp(['最大值','x11=',num2str(x11),' ','y11=',num2str(y11),' ','x12=',num2str(x12),' ','y12=',num2str(y12),' ','x13=',num2str(x13),' ','y13=',num2str(y13),' ','x14=',num2str(x14),' ','y14=',num2str(y14)]) disp(['最平均','x21=',num2str(x21),' ','y21=',num2str(y21),' ','x22=',num2str(x22),' ','y22=',num2str(y22),' ','x23=',num2str(x23),' ','y23=',num2str(y23),' ','x24=',num2str(x24),' ','y24=',num2str(y24)])附录二：clearclcmax=0;min=4;li=4;for i=0:0.1:3for j=0.1:0.1:4s=0;x1=8+i,y1=5-jx2=8+i,y2=10+jx3=4-i,y3=10+jx4=4-i,y4=5-jfor x=0:0.1:12for y=0:0.1:15for z=0:0.1:2.5if x1~=x & y1~=y & x2~=x & y2~=y & x3~=x & y3~=y & x4~=x & y4~=ys=s+1./((x1-x).^2+(y1-y).^2+(2.5-z).^2)+1./((x2-x).^2+(y2-y).^2+(2.5-z).^2)+1./((x3-x).^2+(y3-y).^2+(2.5-z).^2)+1./((x4-x).^2+(y4-y).^2+(2.5-z).^2);endendendendk=4./s;l=0;z=1;e=0for x=0:0.1:12for y=0:0.1:15l=l+k.*(1./((x1-x).^2+(y1-y).^2+(2.5-z).^2)+1/((x2-x).^2+(y2-y).^2+(2.5-z).^2)+1./((x3-x).^2+(y3-y).^2+(2.5-z).^2)+1./((x4-x).^2+(y4-y).^2+(2.5-z).^2) );r=k.*(1./((x1-x).^2+(y1-y).^2+(2.5-z).^2)+1/((x2-x).^2+(y2-y).^2+(2.5-z).^2)+1./((x3-x).^2+(y3-y).^2+(2.5-z).^2)+1./((x4-x).^2+(y4-y).^2+(2.5-z).^2)); e=e+(r-6*10^(-32))^2;endendS=(l-0.1278)^2+eif S<lili=Sx11=x1,y11=y1, x12=x2,y12=y2, x13=x3,y13=y3, x14=x4,y14=y4,en4en4en4disp(['x11=',num2str(x11),' ','y11=',num2str(y11),' ','x12=',num2str(x12),' ','y12=',num2str(y12),' ','x13=',num2str(x13),' ','y13=',num2str(y13),' ','x14=',num2str(x14),' ','y14=',num2str(y14)])li。

《中小学教室照明设计规范》中小学教室照明设计规范一、设计目标和原则教室照明设计是为了提供良好的学习和教育环境，确保学生的学习效果和教师的教学质量。

因此，在进行中小学教室照明设计时，应遵循以下目标和原则：1.提供足够的光照强度：确保学生和教师在教室内可以看清黑板、书籍和其他学习材料。

2.提供均匀的照明：避免出现强光和弱光的局部情况，以免造成视觉疲劳或眼睛不适。

3.良好的颜色还原性：确保学生和教师可以准确地辨认颜色，如红色、黄色和绿色等。

4.避免眩光和闪烁：减少眩光和闪烁会降低视觉疲劳和视觉障碍的发生。

5.能源节约：设计应充分考虑节能的原则，合理利用自然光和人工光源。

二、照明布局和灯具选择1.教室照明布局应均匀，无阴影和反光，并能覆盖整个教室空间。

2.教室主光源应采用吊顶灯具，避免直接照射到学生和教师的眼睛。

3.可在合适的位置设置辅助光源，以补充主光源的不足，如壁灯、台灯等。

4.照明布局应考虑到教室布局的特点，避免灯具造成固定座位位置的光照不足。

5.选择节能灯具，如LED灯、荧光灯等，减少能源消耗，并提高使用寿命。

三、光照强度和照明亮度1.教室的平均光照强度应在300-500勒克斯之间，确保学生和教师能够清晰地看到教室内的物体。

2.确保黑板上的光照强度达到500勒克斯，以确保学生和教师可以清晰地看到黑板上的内容。

3.教室内的照明亮度应符合以下要求：a.黑板上的照明亮度应达到70-100尼特。

b.学生课桌上的照明亮度应达到300勒克斯。

c.教师讲台上的照明亮度应达到500勒克斯。

四、颜色还原1.良好的颜色还原性对学生的视觉学习非常重要。

因此，选择具有良好颜色还原性的灯具非常重要。

2.可使用具有较高显色指数（CRI）的灯具，如CRI＞85的灯具。

3.避免使用过分饱和的颜色灯光，以免扭曲颜色的辨别能力。

五、眩光和闪烁1.避免使用产生眩光和闪烁的灯具，如白炽灯等。

2.确保灯具能够有效地控制光的反射和散射。

3.可使用具有眩光降低功能的灯具，如灯罩、屏蔽等。

Simultaneously, the correlation and linear regression analysis of thesimulated samples are carried out, and the optimization results are selected more scientifically. The optimization research results show that the classroom useful daylight illuminance avg (100 -2000lx) can be increased by 9.34% - 25.32%, and the heating and cooling load demand can be reduced by 9.04% - 9.63%.Key words ordinary classroom; natural lighting; optimization design人们从出生以来，就生活在自然光下，各种活动都需要依赖着自然光。

对于学校建筑而言，自然采光有着极大的好处。

在学校建筑的使用过程中，人工照明是最大的能耗源，所以增强学校建筑的自然采光能够有效地减少对电力的需求。

同时，在冬季获取更多的自然光能够增加教室得热，可减少寒冷地区冬季供暖的能源消耗，因此增大对自然光的使用效率有助于实现我国的“双碳”战略目标。

另外，研究表明光线不足和光质量差是引起学生近视的重要原因[1]。

相较于人工照明灯光，自然采光的教室环境的光感更强、空间也更立体，且自然光对青少年的身心健康具有不可忽视的影响[2]。

学生在良好的光环境中注意力容易集中、更有利于提高学习效率，因此对普通教室的自然采光的研究有着很强的现实意义。

而热舒适和视觉舒适都会因为窗口的大小、位置和形式发生变化而受到影响，例如：增大普通教室的窗口尺寸会改善室内的视觉舒适性，但同时也会增加寒冷地区冬季的供暖能耗。

教学楼室内光照测试与数据分析教学楼室内光照测试与数据分析一．测试目的通过测试使学生了解照度计的基本原理，掌握照度计的具体应用，体验教学光环境，掌握光大小的测量方法。

二．测试工具照度计：（或称勒克斯计）是一种专门测量光度、亮度的仪器仪表。

就是测量光照强度（照度）是物体被照明的程度，也即物体表面所得到的光通量与被照面积之比。

三．测量方法与步骤1.仪器：照度计一台，3人一组。

一人负责记录、一人负责仪器读数、一人负责测量。

2.方法：（1）测量地点：河北工程大学东校区第七教学楼7-202教室和7-304两个教室。

（2）测点分布：7-202教室测点35个，一行为一组数据，一行有5个点，一共测量7组数据。

7-304教室测点40个，一行为一组数据，一行有5个点，一共测量8组数据。

（3）测量时间：选择在正常工作时间，准确测量时间为2018年5月31日晚八点。

（4）测点高度：每个观测点高度距离地面0.8M（坐姿）。

（5）观测人员位置：观测人离观测点超过50公分并躲开光源位置进行读数，以免影响测量数据；旁边有人用事先做好的表格进行数据记录；还有一名人员进行拍照测量。

3.步骤：（1）校准照度计，观察照度计是否可以正常使用，数值是否准确。

（2）将照度计拿在手上，站在预测点上并离地0.8M。

（3）因为采用人工照明，光源恒定不变，记录于事先做好得表格中。

不足之处：因测量点较多，仪器较少，所以只能以最快而且精准的速度根据预测点位置依次移动测量，可能会带来一定误差。

4.数据图表（1）7-202教室为阶梯教室，一行测试五个点，一共分为7组数据。

分别用A1.A2....A7,B1.B2....B7,C1.C2....C7,D1.D2....D7,E1.E2. (7)（2）7-304教室为阶梯教室，一行测试五个点，一共分为8组数据。

分别用A1.A2....A8,B1.B2....B8,C1.C2....C8,D1.D2....D8,E1.E2. (8)（3-1） 202教室测点分布图（3-2） 304教室测点分布图四．空间类型以及该类空间光环境设计要求1.空间类型：此空间目前作为教室而使用,东西向长10.6米，南北向长19.6米，南北两面为实墙，东西两面均为开敞的落地窗，采光均靠东西两面窗户漫反射采光。

教室、宿舍、图书馆（阅览室）采光和照明标准一、学校照明的要求学校照明的目的为学校教育的视觉工作提供良好的光照环境，满足学生和教师的视觉作业要求，保护视力，提高教学和学习效率。

学校以白天教学为主，也应考虑到晚间上课和自习活动等。

教室除自然采光外，还必须设置人工照明。

这些照明设备按分区进行开关控制，使之有效地弥补自然采光的不足。

在晴天时，由于直射阳光照进教室，为保护视力健康，应设置窗帘或百叶帘等。

学校照明除应满足视觉作业要求外，还要做到安全、可靠、方便维护与检修，并与环境协调一致。

二、普通教室的照明（1）照度标准学校用房的照度标准，可按表5-1选取。

但供成年人晚间上课的教室，高等学校的普通教室，其照度标准可提高一级。

教室黑板为垂直照度，其垂直平均照度不低于200LX，并且在教室平均照度之上，均匀度在0.7以上。

（2）光源教室照明推荐采用GUIHAI T5或T8直管型荧光灯，其光效高，光色好，亮度低，易满足照度均匀度的要求。

（3）灯具的选择宜采用有一定保护角、效率不低于75%的GUIHAI开启式配照型灯具，或采用GUIHAI蝠翼型，能减少光幕反射区及眩光区的光强分布，降低了眩光，特别是光幕反射的干扰；增大了有效区的光强分布，使灯具输出光通的有效利用率大大提高。

不宜采用带有高亮度或全镜面控光罩类的灯具。

普通教室面积不大，宜采用GUIHAI单管或双管荧光灯具，较容易做到照度均匀和节能。

（4）灯具的布置灯具的布置视教室的大小和课桌的排列方向来定，一般灯具的长轴方向与学生视线方向平行布置，它有如下优点：a) 照度均匀，光幕反射轻；b) 对保护角小的灯具，可减少直射眩光；c) 设置灯光与天然光的投射方向一致，作为辅助照明效果好，并能避免产生阴影；d) 灯具方位与学生视线方向相同，空间方向感好，并容易把注意力集中到黑板上；e) 亮度分布要均匀合理。

灯具挂高对照明效果有一定影响。

为了保证均匀度，应使距高比（L/H）大于所用灯具的最大允许距高比（A-A、B-B两个方向均应分别校验）。

教室照明方案教室照明方案1. 简介教室照明方案是指为了满足教室学习和教学的需要，通过科学合理的光照安排和灯具布置，提供舒适的照明环境和照明效果的一套策略和方案。

好的教室照明方案能够提高学习效果和学生的注意力，同时也有助于减少眼部疲劳和视觉问题的出现。

本文将介绍教室照明方案的一些重要考虑因素和常用策略。

2. 考虑因素2.1 光照强度光照强度是指教室内平均光照的强弱程度，通常以勒克斯（lux，简写为lx）作为单位。

根据教育部门的要求，教室的光照强度应达到150-300lx。

2.2 光照均匀度光照均匀度指教室内各个位置的光照强度是否趋于均衡。

合理的光照均匀度能够使整个教室的照明效果更加一致，减少强弱明显的光线差异，从而降低眼部疲劳的可能性。

2.3 色温和色彩还原性色温是指光源辐射出的光的颜色，常以开尔文（Kelvin，简写为K）作为单位表示。

一般来说，教室的色温应该选择中性白光，色温范围在4000-5000K之间，这样能够提供清晰、明亮的照明效果。

色彩还原指光源照射下物体的颜色是否保持原样。

在教室中，需要选择色彩还原性较好的灯具，这样能够保证学生在照明环境下看到更真实、准确的颜色。

2.4 显色指数显色指数是衡量光源对物体颜色还原能力的一个指标。

一般来说，显色指数越高，光源对物体的颜色还原能力就越好，因此在选择教室灯具时，显色指数也是一个需要考虑的因素。

2.5 护眼性在教室照明方案中，护眼性是一个重要的关注点。

合适的照明设计可以减少眩光和闪烁，并且能够提供足够的亮度，从而降低眼部疲劳和视觉疲劳。

3. 常用的教室照明策略3.1 整体照明和局部照明结合整体照明是指通过主灯提供整个教室的基本照明，局部照明则是在需要的地方增加适当的灯具，以补充整体照明的不足。

在教室中，可以通过吊灯或者吸顶灯等方式进行整体照明，然后通过台灯或者壁灯等局部灯具为学生提供个性化的照明。

3.2 色温和亮度可调节为了满足不同情况下的需求，在教室照明方案中可以考虑选择色温和亮度可调节的灯具。

《中小学教室照明设计要求规范》中小学教室照明设计要求规范一、照明设计的目标和原则1.目标：为学生提供良好的学习环境，保障他们的学习效果和身心健康。

2.原则：保证照明充足、均匀，避免眩光和阴影，同时兼顾节能环保和舒适性。

二、照明设计的基本要求1.光照强度要求：根据教室用途和任务，光照强度应在200-500勒克斯之间，保证学生书写、阅读、实验等活动的需要。

2.光照平面度要求：教室内任何地方的光照强度差别不应超过30%。

3.光照均匀度要求：教室内不同区域之间的光照均匀度差别不应超过20%。

4.色彩指数要求：照明设备的色彩还原指数应不低于80，以保证学生看到真实的色彩。

5.光照稳定性要求：教室内的光照在工作周期内不应波动超过10%。

6.照度平衡要求：教室内各个区域的照度分布要均衡，避免一些区域过亮或过暗。

7.昼夜光照配比要求：教室内的白天光照和夜晚光照的配比要合理，白天光照应更加明亮，夜晚光照应调暗，以照顾学生的视觉需求和生物钟。

三、照明设计的具体措施1.使用合适的照明设备：选择具有高效节能、光效高的LED灯具作为照明源，以减少能源消耗和减少热量辐射。

2.照明设备的安装要合理：根据教室的实际情况和需求，合理安装照明设备，保证教室内的光照均匀度和平面度。

3.照明设计的灯光布置要合理：设置多个照明灯，保证光照强度均匀分布在教室内的各个区域。

4.照明光照角度要合适：照明光照角度的选择要合适，避免直接照射到学生眼睛，产生眩光。

5.用光控制技术实现智能化照明：借助光控制技术，实现照明的自动调光、自动开关等功能，提高照明的智能化水平，减少能源消耗。

6.照明设计的配光要合理：将主要照明和辅助照明结合起来，使得教室内每个角落均匀照明，提高视觉效果。

7.光源的选择要科学：根据教室功能需求，选择适合的光源，如白炽灯、日光灯、LED灯等。

8.设计防止耀光的照明布局：避免照明设备直接照射到光敏感区域，采取合适的遮光措施，以防止耀光。

一、问题重述：现代教育方式已由应试教育逐步向素质教育转变，借以培养学生的兴趣，增进师生之间的交流，营造良好的学习氛围。

新的教育方式也对教师照明设计和规划提出了更高的要求。

近些年又在倡导创建节约型社会，因此光源的选择需结合教室的通光条件已达到节能的目的。

再者，教室光线分布的均匀程度及眩光作用也会影响学生的视觉效果，光线过强或过弱将导致视觉疲劳，从而影响课堂的学习效率。

因此教室照明的设计显得尤为重要。

我们知道，白天上课学生的目光主要集中在黑板，而晚上自习时间则主要专注于书桌那一小范围区域。

因此教室照明的设计必须考虑仔细和上课两种情况。

晚自习主要考虑座位上方天花板上荧光灯的设计；白天上课主要考虑黑板照明的情况。

根据我国现行照度要求，教室的平均照度要求至少达到300勒克斯，教室黑板的照度要求达到500勒克斯(Lx)。

(勒克斯是光照度的单位)二、模型假设：1.所有的荧光灯都是一样的，且都在同一水平面，灯到桌面的垂直距离都相等。

2.不考虑灯具的发光效率。

3.不考虑墙壁、窗户的反射作用。

4. 忽略荧光灯的宽度，把荧光灯看做是长度相等的线段。

5. 把教室的学生看做是理想化个体，不受情绪影响。

三、问题分析和模型建立：相关参数如下：L：教室长度(12m) M：教室宽度(8m) H：灯距离课桌高度(2.8m) l1:荧光灯长度 l2:布灯纵向间距(2.1m) l3:布灯横向间距（0.8m）Φ:光通量 U：利用系数 A:光照面积(L*M) K:灯具维护系数 Eav:光照度照明节能：学校耗能主要来源于空调和照明，其中照明能耗占40%左右，而教室照明占总照明耗能的80%。

为达到节能的目的，选用T5光源，直径只有16 毫米，节省了汞和荧光灯用量，同时节省了制灯材料，有利于节能环保。

首先考虑晚上自习的情况：利用系数法此方法考虑了由光源直接投射到工作面上的光通量和经过室内表面相互反射再投射到工作面上的光通量。

（仅适用于均匀布灯，空间无大型设备阻挡的室内一般照明，教室满足利用系数法的使用要求）由照度公式 Eav＝ＮΦUK∕A,根据规范要求，平均照度应达到300Lx(允许10%误差)，已知光通量Φ为4800lm,面积A为L*M=12×9=108m²,灯具维护系数K教室可取0.8，利用系数U,根据灯具悬挂高度及墙面地面的材质情况，查阅灯具利用系数表，根据插值法查取，U取0.6，则灯具个数N可推算出为12个，在12盏灯的情况下，可计算平均照度Eav为288Lx,满足要求。

教室照度测量中的布点方法教室照度测量是一项重要的任务，它能帮助学校和教师确保学生有良好的学习环境。

在进行照度测量之前，我们需要选择合适的位置来布点，以确保测量结果的准确性和可靠性。

首先，我们应该选择代表性的位置来布点。

代表性的位置是指那些能够反映整个教室的光照情况的地方。

通常，我们会选择离教室中心较远的位置，因为这些地方更能反映从教室窗户进入的自然光。

其次，我们要考虑到教室中的不同区域可能具有不同的光照强度。

例如，教室的后部可能比前部更暗，因为前部靠近窗户，自然光更充足。

因此，我们需要在不同位置进行布点，以了解整个教室内的照度分布情况。

在布点时，我们还应该注意避免遮挡物对照度测量的影响。

例如，某些位置可能有家具、窗帘或其他遮挡物，这些都会影响到测量结果的准确性。

因此，我们应该尽量选择没有遮挡物的位置来进行测量。

此外，在布点时，我们还需要考虑到测量仪器的高度和角度。

一般来说，我们应该将测量仪器放置在离地面一米左右的高度，并保持水平放置。

这样可以确保测量仪器能够准确地获取教室中的照度数据。

最后，在布点之后，我们需要进行足够长的测量时间，以获取稳定的照度数据。

通常，我们建议至少测量15分钟以上，以确保测量结果的准确性。

总之，教室照度测量中的布点方法是一个关键的步骤，它能够影响到测量结果的准确性和可靠性。

选择代表性的位置、考虑到教室中不同区域的照度差异、避免遮挡物、确定测量仪器的高度和角度，并进行足够长的测量时间，这些都是布点时需要注意的要点。

只有通过科学合理的布点方法，我们才能够获取到准确可靠的照度数据，为学校提供一个良好的学习环境。

中小学校教室采光和照明卫生标准为提高教学效果，保护学生视力，改善教室的采光和照明条件，使儿音青少年健康成长，特制订本标准。

本标准适用于城市、县镇的新建、改建和扩建的普通中小学校、中等师范学校和幼儿师范学样教室的采光标准学校教室的趄向宜按各地区的地理和乞候条件决定，不应采用东西趄向，宜采用南北向的双侧采光。

教室采用单侧采光进，光线应自学生座位的左侧射入，南外廊北教室时，应以北向窗为主要采光面。

1．2 教室课目标1．3 面上的采光系数最低值不1．4 应低于1。

5%、教室玻地面积比不1．5 应低不1．6 于1：6。

多雾地区（如重庆等）教室课目标1．7 面上的采光系数值不1．8 应低于2%1．9 为防止窗的直接眩光1．10 教室应设窗帘以避免阳光直接射入教室内。

为防止黑板的反射眩光 1．11 其表面应以耐磨无光泽的材料制成1．12 为提高教室的采光效果1．13 室内各表面应须要用高亮度低采度的装修1．14 房间各表面的反射系数值应按表1的规定选取。

表1 室内各表面的反射系数值1．15 采光测量方法按GB5699—85〈采光测量方法〉执行。

教室的照明标准2.1 凡教室均装设人工照明。

2.2 教室课申述面上的平均照度值不应低于150L X，其照明度均匀度不应低于0.72.3 教室黑板应设局部照明灯，其平均垂直照度不应低于200LX照度均匀度不低于0.72.4 教室照明采光源宜采用荧光灯2.5为了减少照明光源引起的直接眩光，教室不宜采用裸灯照明。

灯具距课桌而的最低是持高度不应 1.7CM.灯管排列宜采用其长筐直于黑板面布置.对于阶梯教室,前排灯不应对后排学生产生直接眩光.2.6照明设计计算照度时，照度补偿系数取1.32.7室内照明测量方法按GB5700—85〈室内照明测量方法〉执行。

名词解释3.1 采光系数：室内某一点的采光系数为该点的照度与同一时间的室外扩散光的照度之比以%表示之。

3.2 玻地比：为下班的透光面积与室内地面面积比3.3 直接眩光：在观罕物质体的方向或接近这一方向存在的发光体而引起的眩光。

光照度管理规范一、引言光照度是指在特定空间中的光线强度，对于不同的环境和活动需求，光照度的要求也不同。

为了保证室内和室外环境的舒适性和安全性，光照度的管理非常重要。

本文将介绍光照度管理的标准和规范。

二、室内光照度管理规范1. 办公场所1.1 办公室：根据工作任务的不同，办公室的光照度要求也不同。

普通来说，办公室的光照度应在300-500勒克斯之间。

在工作区域，光照度应均匀分布，不应有明显的阴影。

1.2 会议室：会议室的光照度应在400-600勒克斯之间，以确保预会人员的视觉舒适性和清晰度。

1.3 接待区：接待区的光照度应在200-400勒克斯之间，以创造舒适和温馨的氛围。

2. 商业场所2.1 零售店铺：零售店铺的光照度应根据商品的特性和陈列需求进行调整。

普通来说，商品展示区的光照度应在500-1000勒克斯之间，而通道和收银台的光照度应在300-500勒克斯之间。

2.2 餐厅和咖啡厅：餐厅和咖啡厅的光照度应在200-500勒克斯之间，以营造舒适和温馨的用餐环境。

3. 医疗场所3.1 病房和手术室：病房的光照度应在150-300勒克斯之间，以满足患者的舒适需求。

手术室的光照度应在500-1000勒克斯之间，以确保医生和护士的操作准确性和安全性。

4. 教育场所4.1 教室：教室的光照度应在300-500勒克斯之间，以确保学生的学习效果和视觉舒适性。

4.2 图书馆：图书馆的光照度应在200-400勒克斯之间，以提供肃静和舒适的阅读环境。

三、室外光照度管理规范1. 公共场所1.1 街道和人行道：街道和人行道的光照度应在10-20勒克斯之间，以确保行人的安全和方便。

1.2 公园和广场：公园和广场的光照度应在20-50勒克斯之间，以提供足够的照明和安全性。

2. 建造外墙照明2.1 商业建造：商业建造的外墙照明光照度应在50-100勒克斯之间，以提高建造的辨识度和吸引力。

2.2 住宅建造：住宅建造的外墙照明光照度应在20-50勒克斯之间，以提供安全和舒适的环境。

教室灯技术方案近年来，随着教育教学方式的不断革新和智能化的发展，教室灯光技术也越来越成为教育行业关注的焦点之一。

好的教室灯技术方案能够提供一个优质的学习环境，有助于提高学生的学习效果和教师的教学质量。

本文将介绍一种高效、环保、舒适的教室灯技术方案。

一、照明技术选择在教室灯技术方案中，合理的照明技术选择是至关重要的。

传统的白炽灯和荧光灯的照明效果不佳且能耗较高，已经渐渐被LED照明技术所取代。

LED灯具不仅能提供更加均匀柔和的光线，还具有节能环保的特点。

LED灯具寿命长，光衰小，不易受电压波动影响，可确保持久稳定的照明效果。

二、光照设计教室灯技术方案中的光照设计在照明效果的同时也要考虑学生的眼睛健康和舒适感。

根据研究表明，自然光源对学生的学习效果有积极的影响，因此尽量利用自然光是一个不错的选择。

同时，还可以采用调光技术来实现光照的智能控制。

调光技术可以根据不同的教学需求和时间段调整灯光亮度，有效缓解学生的视觉疲劳。

此外，还可以结合感应器和人体红外传感技术，实现人体存在时灯光自动点亮、离开时自动熄灭的智能化控制。

三、色温选择色温的选择对于教室灯技术方案也非常重要。

色温是指灯光的颜色，并影响着人们的情绪和警觉性。

一般来说，越高色温，灯光越接近白天的阳光色，对学生的注意力和集中力有积极作用。

因此，在教学区域可以选择较高色温的灯具，如5000K以上。

而在休息区域，可以选择较低色温的灯具，如3000K左右。

四、灯光布局教室灯技术方案中的灯光布局需要根据教室的大小和布局来合理安排。

一般来说，教室的顶棚灯可以采用均匀分布的方式，确保整个教室都能获得充足的照明。

此外，还可以设置局部照明，如黑板灯、讲台灯等，以满足不同教学区域的特定需求。

五、智能控制系统为了更好地管理和控制教室灯光，可以引入智能控制系统。

智能控制系统可以根据学校的日程安排和教师的需要进行预设，实现课堂开始时自动调亮灯光，下课时自动熄灭灯光等功能。

此外，还可以配备远程控制功能，方便教师对教室灯光进行远程管理和控制。