大学教室光环境实验研究

张　泽,王立鑫,杨　晖

(北京建筑大学　供热、供燃气、通风及空调工程北京市重点实验室，北京　100044)



大学教室光环境实验研究

张泽,王立鑫,杨晖

(北京建筑大学供热、供燃气、通风及空调工程北京市重点实验室，北京100044)

摘要：大学教室光环境的优劣影响学生的视力健康，同时也影响学习效率。本研究利用照度计测试了白天自然采光和夜晚人工照明状态下大学教室的光照强度，并与相关标准值进行对比评价大学教室光环境。

关键词：教室；光环境；光强；室内

引言

大学教室是学生学习的重要场所[1]。教室光环境不良、照度均匀度达不到要求，会使学生频繁调节视觉器官，使眼部肌肉过度紧张，易造成视力疲劳[2]。根据卫生部、教育部联合调查数据显示，我国学生近视有向低龄化发展的趋势[3]。良好的照明环境不仅可以减少视觉疲劳，而且可以提高学生的学习效率[4]。

多名学者对中小学教室的照明情况进行了研究[5-7]，结果表明中小学教室的照明情况不容乐观。针对大学教室光环境的研究较少，黄海静和陈纲[8]对大学教室照明现状及视觉环境主观评价研究，结果表明重庆大学新老校区多数教室的照度、照度均匀度都不能满足相关标准的要求。陈亢利等[9]对某大学图书馆阅览室、自习室和电子阅览室光环境进行实地测量，结果表明平均照度和照度均匀度均远低于相关标准的要求。由此可见，大学校园建筑光环境与相关标准差距较大。本研究以大学教室为研究对象，通过测试教室内的光照强度及光照均匀度，依据相关标准评价教室光环境，为营造良好的教室光环境提供科学依据。

1材料和方法

本研究选取某大学实验2号楼501、512、513、大-201和教1-326共5个不同朝向的教室，教室的相关信息见表1。教室白天光源主要是室外的太阳光，夜晚光源主要是室内的荧光灯。根据不同教室的进深和开间将教室分为大小相等的方格，测量每一个方格中心的照度Ei，所有方格中心照度的算数平均值作为该教室的平均照度(E=ΣEi/n)。教室内测点分布如图1所示，根据教室大小共分成28～32个方格。测试时间是10:00和19:00。测试光照强度所用仪器为DT-8820多功能环境表，测量范围为0～20000lx。

表1　教室相关信息

图1　教室内测点分布Fig.1　The measurement points in the classroom

2结果与讨论

图2和图3分别为白天教室内横、纵向照度分布。由图可知，白天教室内照度分布很不均匀，教室横向照度最大值与最小值之比的平均值在0.20～0.61之间，纵向照度最大值与最小值之比的平均值在0.05～0.54之间。教育建筑普通教室室内天然光照度不应低于450lx[10]，所测501、512、513、大-201和教1-306教室内照度超过450lx的测点百分比分别为100%、12.5%、100%、10.7%和66.7%。501、513和教1-326教室内的桌面平均照度值分别为4999、2302和1314lx，其值远大于教育建筑采光设计标准照度值450lx；并且这几个教室靠近窗户的座位照度值远远高于远离窗户的座位照度值，且高于标准照度值，因此应采取一些方法和措施，例如采用内遮阳、外遮阳或low-e玻璃等方式减弱自然光。512教室白天室内平均照度水平较为接近标准照度值，而大-201教室由于窗户朝向为西侧，导致教室内白天自然采光不足，所测照度只有143lx，远低于标准照度值，因此该教室白天也应借助人工照明的方式来辅助采光。

图2　白天教室内横向照度分布Fig.2　The horizontal light intensity in the classroom in the daytime

图3　白天教室内纵向照度分布Fig.3　The longitudinal light intensity in the classroom in the day time

图4和图5分别是夜晚教室内横、纵向照度分布。由图可知，晚上教室照度分布相对均匀，教室横向照度最大值与最小值之比的平均值在0.47～0.71之间，纵向照度最大值与最小值之比的平均值在0.40～0.71之间。所测501、512、513、大-201和教1-306教室内照度超过300lx的测点百分比分别为28.1%、0、7.1%、75%和50%。教1-326和大-201教室内照度平均值分别为304lx和362lx，符合国家建筑照明设计标准限值300lx[11]，其它教室照度平均值在192lx～253lx之间，不符合国家建筑照明设计标准限值。501、512、513、大-201和教1-326教室的照度均匀度分别为0.47、0.48、0.41、0.51和0.76，只有教1-326教室的照度均匀度满足国家建筑照明设计标准限值0.6，其它教室的照度均匀度均未达到标准要求。综上所述，夜晚教室内照度水平及均匀度均不容乐观。

图5　夜晚教室内纵向照度Fig.5　The longitudinal light intensity in the classroom at night

3结论

本研究对某大学5间教室白天和夜晚的照度及

照度均匀度进行了实验研究，可得出以下结论：白天自然采光下，教室内横向和纵向光照强度分布很不均匀；由于窗户朝向的原因，个别教室内光照无法达到标准要求，必须采取人工照明进行辅助照明；晚上教室内主要以人工照明来进行采光，照度及照度均匀度同样不容乐观。因此，应采取措施改善大学教室的光照强度及照度均匀度。

参考文献

[1] 那红宇，江豫新.大学教室照明设计的现状和新构想[J].光源与照明，2004，(1)：4-6.

[2] 孔益平，赵云胜，刘磊.优化教室照明均匀度的模型构建与求解[J].安全与环境工程，2013，19(2)：61-65.

[3] 李艳萍.青少年视力低下的影响因素研究进展[J].中国校医，2002，16(6)：578-579.

[4] 陈小琴，姚加飞.重庆市部分中小学校教室光环境调查与分析[J].照明工程学报，2011，22(2)：25-30.

[5] 吴蔚，曹庆艳.南京市学校教室天然采光初步研究之实地测量[J].照明工程学报，2014,25(1)：40-46.

[6] 陈小琴，姚如飞.重庆市部分中小学校教室光环境调查与分析[J].照明工程学报，2011，22(2)：25-30.

[7] 吕若然，段佳丽，郭欣，等.北京市2009—2013年中小学校教室照明卫生状况[J].中国学校卫生，2015，36(1)：150-152.

[8] 黄海静，陈纲.大学教室照明现状及视觉环境主观评价分析[J].灯与照明，2010，34(4)：22-26.

[9] 陈亢利，周军，韩婵娟.某大学图书馆室内光环境调查[J].环境与健康杂志，2010，27(6)：539-540.

[10] 建筑采光设计标准：GB 50033—2013[S].北京：中国建筑工业出版社，2014.

[11] 建筑照明设计标准：GB 50034—2013[S].北京：中国建筑工业出版社，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

通讯作者：王立鑫，E-mail: wanglixin@bucea.edu.cn

基金项目：北京建筑大学教学研究青年基金项目(Y12-10),北京市教委面上项目(项目号：KM201410016014)

中图分类号：TU

文献标识码：A

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