基于人機(jī)工程學(xué)的大學(xué)校園光環(huán)境的研究

摘要：為了探究東北農(nóng)業(yè)大學(xué)寢室的自然照明和人工照明光環(huán)境的情況，通過(guò)實(shí)地測(cè)量、調(diào)查走訪來(lái)分析某一寢室內(nèi)光環(huán)境的現(xiàn)狀以及存在的問(wèn)題，并利用DLAIux evo照明設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行現(xiàn)狀模擬，提出空間光環(huán)境改善方案。

關(guān)鍵詞：學(xué)生公寓 環(huán)境 DLAIux evo

一.引言

高校學(xué)生宿舍作為與學(xué)生息息相關(guān)的建筑類(lèi)型，對(duì)自然采光、人工照明有著獨(dú)特的要求。首先，宿舍的采光功能比較獨(dú)特，它不僅要充分滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)生活，還要滿足學(xué)生的日常生活需求，對(duì)室內(nèi)外采光的要求也比較高;其次，大學(xué)生在校宿舍一般相對(duì)于普通住宅來(lái)說(shuō)，空間十分緊湊、有限，床位的擺放也是相對(duì)固定的，而且宿舍內(nèi)很少能隨意移動(dòng)讀書(shū)或?qū)W習(xí)的位置;再次，宿舍通常采用的是高低床和家具的這種組合形式，這在一定程度上會(huì)嚴(yán)重影響室內(nèi)外光線的均勻分布;最后，宿舍通常采用的是單側(cè)開(kāi)窗采光形式，而進(jìn)深較大，照度沿整個(gè)房間進(jìn)深方向衰減很快，分布很不均勻，只能用來(lái)保證不同程度進(jìn)深的室內(nèi)光照。

二.實(shí)例概況

選取的研究對(duì)象為農(nóng)大北十宿舍樓，此建筑共6層，呈“凹”字形。選取樣本對(duì)象為二樓某寢室，南北朝向，南側(cè)光源射入，進(jìn)深5700mm，開(kāi)間3600mm，層高3000mm，窗戶尺寸為1500×2000mm，窗臺(tái)高1000mm。

三.室內(nèi)光環(huán)境測(cè)量

1.自然光

（1）光環(huán)境初步分析

寢室室內(nèi)自然光的來(lái)源為南側(cè)的窗戶，由于是側(cè)窗進(jìn)行采光，靠近窗戶的一側(cè)會(huì)比較亮，而靠近寢室門(mén)的另一側(cè)比較暗，這種采光情況在夏季特別明顯，而且，夏天由于太陽(yáng)高度反射角較大，發(fā)光強(qiáng)度大，所以直射入室內(nèi)的太陽(yáng)光比較強(qiáng)烈，使室內(nèi)的光照度不均勻。

（2）照度測(cè)量

于2019年4月16日下午1：30對(duì)寢室內(nèi)僅在自然光照的情況下，進(jìn)行照度測(cè)試，測(cè)試儀器為照度測(cè)量?jī)x。

分別選取宿舍內(nèi)經(jīng)常使用的位置為測(cè)試點(diǎn)：走道位置A、B，下層床鋪位置C、D，書(shū)桌位置E、F，遠(yuǎn)離窗戶的衣柜位置G、H，對(duì)這8個(gè)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行照度的測(cè)量，測(cè)量高度為0.8m，測(cè)試結(jié)果如表一。

2.人工光環(huán)境調(diào)查

（1）光環(huán)境初步分析

在晚上，室內(nèi)日光燈照明強(qiáng)度決定了光環(huán)境的質(zhì)量，寢室人工照明為兩盞62Lm的日光燈，燈管沿著房間深度方向一條線進(jìn)行布置，到桌子的直線距離約為2.5m，宿舍的桌子尺寸為0.52×0.67=0.34㎡.

由于燈管離桌面的距離較高，如果要讓桌面達(dá)到學(xué)習(xí)的照度要求，例如200-300Lux，就要提高燈管的功率，這一方面會(huì)造成能源浪費(fèi)，同時(shí)太亮的燈管會(huì)造成炫光，對(duì)同學(xué)的健康造成影響。

但如果刻意降低燈管的高度，一方面會(huì)造成在上鋪的同學(xué)行動(dòng)不方便，同時(shí)會(huì)導(dǎo)致屋內(nèi)四壁昏暗，會(huì)給人比較壓抑的感覺(jué)，而且如果空間照度差異太大，會(huì)引發(fā)炫光，導(dǎo)致視覺(jué)疲勞。

（2）照度測(cè)量

于2019年4月16日晚上8：00對(duì)寢室內(nèi)部人工照明光環(huán)境進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試儀器為照度測(cè)量?jī)x。

分別選取宿舍內(nèi)經(jīng)常使用的位置為測(cè)試點(diǎn)：走道位置A、B，下層床鋪位置C、D，書(shū)桌位置E、F，遠(yuǎn)離窗戶的衣柜位置G、H，進(jìn)行日光燈照度的測(cè)量，測(cè)量高度為0.8m，測(cè)試結(jié)果如表二。

四.光照問(wèn)題總結(jié)

1.室內(nèi)自然光照度不均，單側(cè)窗戶內(nèi)采光的照度沿房間進(jìn)深有所衰減，從窗戶位置的桌子到房間深處的柜子處，照度值明顯有所下降。2.房間東面采光照度不如西面采光好，除靠窗戶的A、C位置外，其余位置基本不滿足國(guó)家采光標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的室內(nèi)臨界值50Lux的要求。3.學(xué)生在寢室需要學(xué)習(xí)，兩旁書(shū)桌的照度值分別為29Lux、26Lux，根據(jù)國(guó)家采光標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的閱覽照度為200Lux，不能滿足要求。4.日光燈照度雖然相對(duì)均勻，但仍不能完全滿足學(xué)校根據(jù)《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB 50034-2004學(xué)生宿舍人工照明照明標(biāo)準(zhǔn)值為150Lux的照明要求。達(dá)不到舒適學(xué)習(xí)的要求，長(zhǎng)時(shí)間對(duì)學(xué)生的視力有所損害。5.經(jīng)過(guò)走訪發(fā)現(xiàn)，宿舍采光受樓層分布的影響，宿舍樓周?chē)懈叽髽?shù)木與建筑的影響，層數(shù)越高的其采光效果越好;宿舍底層由于受到周?chē)h(huán)境的遮擋，采光環(huán)境較差，使用人工照明的時(shí)間更多。

五.空間光環(huán)境模擬優(yōu)化

1.改進(jìn)措施

（1）改善室內(nèi)的采光遮陽(yáng)措施。采用薄型純棉織物制作窗簾的形式，能通過(guò)室外透過(guò)一定程度的自然光線，給室內(nèi)提供一定的亮度，避免夏季午后強(qiáng)烈的室外光照;（2）側(cè)面門(mén)窗應(yīng)該采用先進(jìn)的擴(kuò)散投光材料。為了有效的克服側(cè)窗房間采光照度變化劇烈、在房間深處照度不足等缺點(diǎn)，除了側(cè)窗采用先進(jìn)的日光系統(tǒng)外，也可以采用中空玻璃、乳白玻璃、玻璃磚等擴(kuò)散透光的裝飾材料，在一定程度上能提高房間整體采光和深處的照度，有利于加大房屋進(jìn)深。（3）為了有效改善室內(nèi)的照度，可以在窗外側(cè)加一遮陽(yáng)棚， 防止日光直射入室內(nèi)，然后在窗臺(tái)上放一反光面，讓太陽(yáng)光從反光面反射到室內(nèi)的天花板上，再漫射到室內(nèi)，這樣白天室內(nèi)不開(kāi)燈也能滿足一般要求。

3.DIALux模型模擬

根據(jù)模擬圖計(jì)算出的照度，我們可以發(fā)現(xiàn)，改善后的室內(nèi)大部分區(qū)域滿足《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB 50034-2004學(xué)生宿舍照明標(biāo)準(zhǔn)值為150Lux的要求。

4.模擬結(jié)果分析

（1）對(duì)比分析

（2）總結(jié)分析

①.優(yōu)化的模擬圖是將燈管方向更改為垂直于床的方向，增大垂直方向的照度;在門(mén)口上方安裝一個(gè)嵌入式筒燈，由于房間進(jìn)深，門(mén)口照度弱，以此來(lái)增大門(mén)口區(qū)域的照度。②.優(yōu)化后的照度圖與之前照度表對(duì)比，照度明顯增大且相對(duì)均勻，滿足《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB 50034-2004學(xué)生宿舍照明標(biāo)準(zhǔn)值為150Lux的要求。③.工作面照度仍為50lux，與之前比較沒(méi)有變化，這就需要同學(xué)們另外使用臺(tái)燈進(jìn)行照明。

參考文獻(xiàn)：

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吳蔚， 倪紹敏. 南京某高校學(xué)生宿舍天然光環(huán)境的調(diào)研與分析[J]. 照明工程學(xué)報(bào)， 2019（3）：132-138.

作者簡(jiǎn)介：

陳雨晗，女，本科，東北農(nóng)業(yè)大學(xué)環(huán)境設(shè)計(jì)學(xué)。