基于人機工程學的大學校園光環境的研究

摘要：為了探究東北農業大學寢室的自然照明和人工照明光環境的情況，通過實地測量、調查走訪來分析某一寢室內光環境的現狀以及存在的問題，并利用DLAIux evo照明設計軟件進行現狀模擬，提出空間光環境改善方案。

關鍵詞：學生公寓 環境 DLAIux evo

一.引言

高校學生宿舍作為與學生息息相關的建筑類型，對自然采光、人工照明有著獨特的要求。首先，宿舍的采光功能比較獨特，它不僅要充分滿足學生的學習生活，還要滿足學生的日常生活需求，對室內外采光的要求也比較高;其次，大學生在校宿舍一般相對于普通住宅來說，空間十分緊湊、有限，床位的擺放也是相對固定的，而且宿舍內很少能隨意移動讀書或學習的位置;再次，宿舍通常采用的是高低床和家具的這種組合形式，這在一定程度上會嚴重影響室內外光線的均勻分布;最后，宿舍通常采用的是單側開窗采光形式，而進深較大，照度沿整個房間進深方向衰減很快，分布很不均勻，只能用來保證不同程度進深的室內光照。

二.實例概況

選取的研究對象為農大北十宿舍樓，此建筑共6層，呈“凹”字形。選取樣本對象為二樓某寢室，南北朝向，南側光源射入，進深5700mm，開間3600mm，層高3000mm，窗戶尺寸為1500×2000mm，窗臺高1000mm。

三.室內光環境測量

1.自然光

（1）光環境初步分析

寢室室內自然光的來源為南側的窗戶，由于是側窗進行采光，靠近窗戶的一側會比較亮，而靠近寢室門的另一側比較暗，這種采光情況在夏季特別明顯，而且，夏天由于太陽高度反射角較大，發光強度大，所以直射入室內的太陽光比較強烈，使室內的光照度不均勻。

（2）照度測量

于2019年4月16日下午1：30對寢室內僅在自然光照的情況下，進行照度測試，測試儀器為照度測量儀。

分別選取宿舍內經常使用的位置為測試點：走道位置A、B，下層床鋪位置C、D，書桌位置E、F，遠離窗戶的衣柜位置G、H，對這8個測點進行照度的測量，測量高度為0.8m，測試結果如表一。

2.人工光環境調查

（1）光環境初步分析

在晚上，室內日光燈照明強度決定了光環境的質量，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，如果要讓桌面達到學習的照度要求，例如200-300Lux，就要提高燈管的功率，這一方面會造成能源浪費，同時太亮的燈管會造成炫光，對同學的健康造成影響。

但如果刻意降低燈管的高度，一方面會造成在上鋪的同學行動不方便，同時會導致屋內四壁昏暗，會給人比較壓抑的感覺，而且如果空間照度差異太大，會引發炫光，導致視覺疲勞。

（2）照度測量

于2019年4月16日晚上8：00對寢室內部人工照明光環境進行測試，測試儀器為照度測量儀。

分別選取宿舍內經常使用的位置為測試點：走道位置A、B，下層床鋪位置C、D，書桌位置E、F，遠離窗戶的衣柜位置G、H，進行日光燈照度的測量，測量高度為0.8m，測試結果如表二。

四.光照問題總結

1.室內自然光照度不均，單側窗戶內采光的照度沿房間進深有所衰減，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家采光標準規定的室內臨界值50Lux的要求。3.學生在寢室需要學習，兩旁書桌的照度值分別為29Lux、26Lux，根據國家采光標準規定的閱覽照度為200Lux，不能滿足要求。4.日光燈照度雖然相對均勻，但仍不能完全滿足學校根據《建筑照明設計標準》GB 50034-2004學生宿舍人工照明照明標準值為150Lux的照明要求。達不到舒適學習的要求，長時間對學生的視力有所損害。5.經過走訪發現，宿舍采光受樓層分布的影響，宿舍樓周圍有高大樹木與建筑的影響，層數越高的其采光效果越好;宿舍底層由于受到周圍環境的遮擋，采光環境較差，使用人工照明的時間更多。

五.空間光環境模擬優化

1.改進措施

（1）改善室內的采光遮陽措施。采用薄型純棉織物制作窗簾的形式，能通過室外透過一定程度的自然光線，給室內提供一定的亮度，避免夏季午后強烈的室外光照;（2）側面門窗應該采用先進的擴散投光材料。為了有效的克服側窗房間采光照度變化劇烈、在房間深處照度不足等缺點，除了側窗采用先進的日光系統外，也可以采用中空玻璃、乳白玻璃、玻璃磚等擴散透光的裝飾材料，在一定程度上能提高房間整體采光和深處的照度，有利于加大房屋進深。（3）為了有效改善室內的照度，可以在窗外側加一遮陽棚， 防止日光直射入室內，然后在窗臺上放一反光面，讓太陽光從反光面反射到室內的天花板上，再漫射到室內，這樣白天室內不開燈也能滿足一般要求。

3.DIALux模型模擬

根據模擬圖計算出的照度，我們可以發現，改善后的室內大部分區域滿足《建筑照明設計標準》GB 50034-2004學生宿舍照明標準值為150Lux的要求。

4.模擬結果分析

（1）對比分析

（2）總結分析

①.優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;在門口上方安裝一個嵌入式筒燈，由于房間進深，門口照度弱，以此來增大門口區域的照度。②.優化后的照度圖與之前照度表對比，照度明顯增大且相對均勻，滿足《建筑照明設計標準》GB 50034-2004學生宿舍照明標準值為150Lux的要求。③.工作面照度仍為50lux，與之前比較沒有變化，這就需要同學們另外使用臺燈進行照明。

參考文獻：

李昊， 閆增峰. 西安市高校學生宿舍光環境優化設計研究[J]. 陜西建筑， 2016（10）.

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

作者簡介：

陳雨晗，女，本科，東北農業大學環境設計學。