建筑光學實驗教學中光源展示平臺研究及應(yīng)用

張 哲

良好的建筑光環(huán)境是保證人們正常工作、學習和生活的必要條件，它對勞動生產(chǎn)力的提高和視力健康都有直接影響。光源的特性研究對本院的學生來說有著重要的意義，所以制作建筑光環(huán)境光源展示平臺是有其必要性的。

1 研究目的與意義

建筑光環(huán)境是研究光的基本特性、采光設(shè)計、人工光源和燈具的光學特性、照明設(shè)計的基本方法。良好的光環(huán)境是保證人們正常工作、學習和生活的必要條件，它對勞動生產(chǎn)力的提高和視力健康都有直接影響。

通過建筑光環(huán)境光源展示平臺，學生能夠?qū)W習到各種光源的特性、優(yōu)點和弊端等，從而在建筑設(shè)計的照明設(shè)計中不僅能協(xié)助電器專業(yè)人員按總的設(shè)計意圖完成照明設(shè)計，使建筑功能得到充分的發(fā)揮;還在建筑物的內(nèi)外起到了裝飾作用，這種作用不僅通過光源本身的造型表現(xiàn)出來，而且還在一些有藝術(shù)需求的建筑物內(nèi)、外，與建筑物的裝修和構(gòu)造處理有機地結(jié)合起來，利用不同的光分布和構(gòu)圖，形成特有的藝術(shù)氣氛，展現(xiàn)建筑物的藝術(shù)格調(diào)等。

對于本學院來說，建筑光環(huán)境光源展示平臺對建筑、規(guī)劃、藝術(shù)設(shè)計專業(yè)的學生有著重要意義。通過該展示平臺能夠使建筑專業(yè)的學生對光源的認識更加直觀和深刻，有利于在以后建筑外部設(shè)計中加入更多的光元素顯得建筑更有時代氣息;規(guī)劃專業(yè)的學生在該實驗平臺的實驗下能對光源光色和能耗進行分析研究，從而對城市夜間規(guī)劃光環(huán)境亮度與節(jié)能方面的研究有著很大的幫助;光源展示平臺對藝術(shù)設(shè)計專業(yè)的學生在以后的室內(nèi)裝修中達到藝術(shù)和節(jié)能的統(tǒng)一也有很重要的作用。

另外展示平臺選取了LED節(jié)能光源，現(xiàn)在國家推行綠色節(jié)能照明工程，低碳環(huán)保概念，而節(jié)能照明光源是發(fā)展綠色節(jié)能照明的必要條件，通過展示平臺的演示，使得學生認識到節(jié)能照明的優(yōu)勢，并將綠色節(jié)能應(yīng)用于將來的實際設(shè)計項目方案。

2 研究內(nèi)容在國內(nèi)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

建筑光環(huán)境這門學科通過長久的發(fā)展，現(xiàn)在處于百花齊放階段。這階段發(fā)展建筑光環(huán)境科技的指導(dǎo)思想是以科學發(fā)展觀統(tǒng)領(lǐng)建筑光環(huán)境的科技，工程建設(shè)的規(guī)劃、設(shè)計、施工和管理工作，處理好科研、教學和工程建設(shè)的關(guān)系;在城市照明方面應(yīng)處理好功能照明和景觀照明、日景和夜景、整體和局部、光和影、明和暗、白光和彩光、傳統(tǒng)和創(chuàng)新、照明工程建設(shè)和環(huán)保節(jié)能、投資與管理、高科技和常規(guī)技術(shù)的應(yīng)用、規(guī)劃設(shè)計和工程實施等諸方面的關(guān)系，使建筑光環(huán)境和采光照明工程建設(shè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

建筑光環(huán)境中人工照明未來的趨勢有以下幾點:

1)節(jié)能和減少溫室氣體排放量，是城市和建筑照明的首要任務(wù)。

2)防治光污染將是我國采光照明工程建設(shè)的重要課題。

3)城市照明將繼續(xù)發(fā)展，照明設(shè)計理念也發(fā)生著變化。

長期以來照明設(shè)計一直是以光源的照度、亮度、均勻度、立體感、眩光、顯色指數(shù)和光色參數(shù)等物理量為標準進行設(shè)計和照明效果的評價。隨著經(jīng)濟和人民的物質(zhì)與精神生活水平的提高，要求照明環(huán)境不僅在數(shù)量指標方面達標，更希望在一個舒適、明亮并富有藝術(shù)魅力的照明環(huán)境里工作和生活。照明器材新產(chǎn)品越來越多，將照明與建筑融為一體，把照明設(shè)備作為一個建筑構(gòu)件和建筑相關(guān)部分，隨著新光源的不斷出現(xiàn)，為建筑化照明設(shè)計提供了有利條件，加上建筑師和照明工程師的緊密合作，以后在工程上將會創(chuàng)造更多的優(yōu)秀建筑。

3 項目研究的路線和創(chuàng)新點

通過選取現(xiàn)階段各種具有代表性的光源(如LED節(jié)能光源、熱輻射光源等)進行展示。在這個展示平臺上，每個光源均有控制器控制，通過控制器的調(diào)控使學生能夠感受到不同光源的光色、光強等，并且還可以根據(jù)國家標準調(diào)節(jié)光源到某環(huán)境的光強和光色，配合實驗中心照度計的測量，使得學生通過測試對這些光源有更加直觀、感性的認識。

另外本展示平臺還對相同照度不同能耗的新型節(jié)能光源和以前常規(guī)光源進行比較:兩個光源分別外接一個電表，同時通過控制器使兩個光源正常工作，記錄在相同的時間內(nèi)兩個光源所對應(yīng)電表的數(shù)值并進行分析比較，通過這個測試告訴學生這兩種光源在能耗上的差別，這樣新型節(jié)能型光源的優(yōu)勢也就更加直觀的突顯出來。

光源展示平臺的研究創(chuàng)新點是通過實驗平臺讓學生更加直觀的學習光源的特性，對光源的光色和光強有更深刻的感官認識，這些是課堂教學實現(xiàn)不了的;另外在國家推行綠色照明工程的環(huán)境下，通過實驗對光源的能耗對比讓學生更能認識到新型節(jié)能光源的優(yōu)勢。

4 在教學中的應(yīng)用

光源展示平臺研究使用范圍在本院可應(yīng)用于建筑學、城市規(guī)劃、環(huán)境藝術(shù)等相關(guān)專業(yè)的《建筑物理》《城市物理環(huán)境》等專業(yè)基礎(chǔ)課程的教學，同時作為開放實驗，滿足建筑設(shè)計、城市規(guī)劃等各專業(yè)課程的設(shè)計中光環(huán)境的分析。這個試驗平臺制作完成，可以為本院本科3個專業(yè)的學生服務(wù)，為本院的本科光環(huán)境物理實驗教學起到幫助。

5 結(jié)語

對于建筑光環(huán)境光源展示平臺的研究對建筑光學實驗教學有著重要的意義，這樣不僅能使得本院的建筑物理實驗課的教學質(zhì)量提高，更加能調(diào)動學生的學習興趣，提高學習的積極性，并為本實驗中心的教學開啟新的實驗教學課程和項目。

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