教室光环境设计研究文献综述

1. 文献综述（或调研报告）：

我国对学校光环境的注意始于我国学生近视发病率的关注，虽然学生的近视率与中小学教室光环境质量没有较直接的联系，但研究表明提高教室光环境质量是保护学生视力的一个有效途径。2001年的《建筑设计采光标准》^[1]和2013年的《建筑照明设计标准》^[2]发布后，我国建筑的光环境质量是否有所改善，很多学者给予了相当的关注。但是有调查显示，我国学校教室采光照明问题仍然十分严重。

一、国内对于学校教室光环境的研究

2012年，南京大学的曹庆艳发表了《南京市中小学教室光环境现状调查研究》^[3]一文。通过对两所中学12间教室的调查研究，作者认为，南京中小学教室在教室照明方面存在这一些问题。如，部分教室人工照明设计有问题，荧光灯排布存在跨度不均匀，中间间隔跨度过大问题；黒板的采光照明情况不容乐观，黑板眩光（主要由天然光影响，人工照明没有解决其影响）影响学生阅读。同时给出了一些改进建议：

1）改变灯具的布局方式，使它的光线方向与窗口一致，使灯具更具科学性。

2）在教室中安装可调节亮度的黑板灯。

3）提高教室内单位面积的灯光功率，达到在阴雨天气下能补充自然光不足的照度水平。

4）安装灯具时设置独立开关方便弥补自然光的不足。 同年，黄海静，陈纲等人在《教室光环境下的照度与节能》^[4]文中表明从视觉与节能的方向出发对教室照明现状进行分析，得出了普通教室照度可以在 500 lx ～ 750 lx 之间，但不应超过 750 lx 的结论，从而来提高能源的效率。

2016年，钟碧蓉,黄志娟等人根据黄海静等人的论述，以普通高校教室为研究对象，运用 DIALUX 软件^[5]，从教室灯管布置、模型照明功率密度值、模型照度等方面，分析了教室的光环境，针对光环境设计中存在的问题，提出了优化策略，既解决了黑板照明不理想的问题，又达到了节能效果。然而在此文中，缺乏对于自然光的利用与分析，文中并没有考虑到教室开窗与室外环境等方面情况的影响。同年陈泉,李长庚等人在《照明工程学报》上发表了《基于自然采光的教室光环境研究》^[6]一文，为了营造健康光环境，文中通过加入百叶窗控制太阳进入室内的角度和数量，避免阳光直射并在照度不足的地方采用人工照明补光达到照明要求。文中将矩阵分析与控制策略相结合，提出自然光与人工照明联合控制模型。运用 DIALLUX 软件对教室空间进行仿真，论证模型有效性，证明所提出的联合控制模型可以很好控制教室内的照度。然而仿真实验仅仅考虑到单一特定建筑在特定时间以及光照环境下的情况，并未对不同季节，不同天气情况做完全考量。同时实验中只考虑了照度和色温的因素，并未对眩光尤其是黑板眩光这一重要因素做出分析。

2018年，刘雅芝根据《建筑采光设计标准》等作出研究，在《教育建筑室内照明设计研究》^[7]一文中指出1）教室要保证学生不用眼疲劳， 照度要求必须在300Lx 以上，显色性 85 以上。以白天上课为主的学校，其照明光源应以自然采光为主，而人工照明只是为了补充教室内照度不足的部分，使照度分布匀。2）在规范规定照明标准值下，灯具布置应保持照明均匀度不低于0.6，减少眩光，减少光幕反射的前提下，应遵循以下原则：①教室照明光源应选细长径直管形荧光灯；②灯具布置，荧光灯的长轴应平行于学生的主视线，并与黑板垂直成直角排列； ③灯具排列之间距离不应过大， 即两盏灯具之间的距离L与悬挂高度H之比为最大允许间距与悬挂高度之比，称为距高比（L/H）普通教室灯具布置不应超过最大允许距高比，要求距高比值为 0.95~1.3；④灯具排列距墙距离不应过远，若学生桌靠墙排放，其灯具距墙间距Dle;L/3，距高比L1/Hle;0.3~0.5；若学生桌布置不靠墙，其灯具距墙间距Dle;L/2，距高比L2/Hle;0.5~0.75；⑤灯具悬挂高度不同，对桌面和黑板面的照度及照度均匀度也有不同影响，按规范规定灯具悬挂高度为 2.4m，灯具距桌面高度应高于或等于1.7m.

另外有诸多研究^[8]-[9]表明，色温是光源的最重要的参数。通过对光源色温的进一步分析, 研究指出光源色温对人体中枢神经影响极大。高色温光源能提高大脑的兴奋度, 集中注意、警觉和觉醒水平, 使大脑处于活跃状态;而低色温光源则有利于褪黑色素分泌。2004年，黄海静,严永红在《光生物效应与教室照明实验探讨》^[10]一文中表明，不同色温、光照强度下的脑波指数变化率差异存在显著性。其兴奋度及敏感性随光源色温、照度值增加，大体呈正相关关系。学习效率随光源色温、照度值增加而降低，呈负相关关系。而高色温、高照度状态下更易出现疲劳，低色温、低照度状态下可能对大脑存在“唤醒”作用。这也给了我们研究时考虑教室采用高色温、高照度的根据。