陽面教室開燈時間長的奧秘

　　[摘 要]陽面教室開燈時間長的奧秘，主要是陽光直射比較嚴重。通過了解陽面教室的陽光照射程度、開燈時間等情況。進而找到解決的方法、對策。利用數字照度計測量不同情況下教室光照度。采用了實驗和調查的研究方式和控制變量的科學研究方法。
　　通過研究提出建議：教室內的燈管由橫排控制改為縱向控制；學校的陰面教室可以不裝窗簾、陽面的教室應該安裝淺色薄窗簾；用百葉窗、遮陽棚、卷簾等代替布簾；理想教室模型。
　　[關鍵詞]陽面教室光照度 陽面教室陽光直射開燈時間 節能環保
　　
　　一、問題的提出
　　
　　我無意間發現了學校里的一個奇怪現象，陽面的教室常常白天拉上窗簾開燈，而且天氣越晴朗，光照越好，陽面教室開燈時間就越長。是什么原因造成教室需要在白天開燈呢?如何才能解決這種浪費能源的現象呢?針對這一問題，我決定進行一次調查活動，并提出解決的方法。
　　
　　二、研究的主要內容和目的
　　
　　1　調查不同教室使用電燈、窗簾的時間和規律。
　　2　測量不同天氣、不同地理位置的教室的桌面光線照度情況。
　　3　測量不同顏色、不同厚度的窗簾對光線的阻擋作用。
　　4　尋找解決陽面教室白天開燈問題的方法和途徑，并及時與學校溝通。
　　
　　三、研究方法及工作流程圖
　　
　　1　實驗測量
　　使用蘭泰1x－101型照度計，采用控制變量的方法進行實驗，分別從位置、窗簾、天氣等不同角度測量教室照度。
　　2　訪談調查法
　　與班級學生調查窗簾使用、陽光刺眼的問題。
　　3　外出訪談法
　　去建材超市的窗簾區，調查窗簾種類。
　　4　控制變量法
　　設計實驗，如圖1所示。
　　
　　四、實驗測量結果與分析
　　
　　1　我校60％以上教室的光照度不達標，尤其是陽面教室
　　我國的教室照明度按照國家要求，應該達到1501gir7OpATqjqpxbOeZLRbBQ==x。而現在國際標準早已經改為3001x，我國的照度標準早就應該提高了。通過連續一周的觀測，測量早8點至晚5點的不同時刻的光照度。我發現每天有一半的教室光照度還不能達到我國光照標準150lx，而且陽面與陰面教室的光照度存在很大的差別(見圖2)。從圖中看到，早上陰面教室光照不足1501x，而陽面教室的照度已經達到450k左右，到了中午12點，陰面教室的照度符合標準了，但陽面教室的照度卻達到了6501x左右，尤其是靠窗的桌面照度竟然高達50001x，這種光線下讀書寫字對眼睛的損害是極大的。靠窗的學生只能拉窗簾遮陽。到了晚上5點，陽面教室的照度還在1001x左右。但是陰面的照度就只有301x左右，必須開燈照明了。
　　2　不同顏色、不同厚度的窗簾對陽光的阻擋作用有較大差異
　　(1)校園中，教室的窗簾顏色不同，這可能會影響室內光照度。于是我進行了不同顏色的布料的透光度實驗。實驗數據如表1所示。
　　從實驗結果可以看出，白色窗簾、淺色窗簾是教室窗簾顏色的首選。
　　(2)不同教室窗簾的厚度也有不同，這是否也關系到室內的采光呢?于是，我進行了相同布料不同厚度(層數)的調查實驗。測量出的數據如表2所示。
　　根據實驗數據顯示的結果，我還走訪了宿舍、辦公室、會議室、實驗室等不同的地點，進行了觀察和測量，我認為教室和辦公室應該采用布料薄、顏色淺的窗簾。
　　3　同一教室，不同位置的光照度差距大
　　我分別在陽面、陰面的同一間教室里，對靠窗、不靠窗的兩個位置進行了多次測量，根據測量結果，得到陽面教室不同位置的光照比較和陰面教室不同光照的比較，比較結果如圖3所示。從圖表上可以看出，在陽面教室中，不同位置的光照度差異巨大。靠窗的桌面照度最高達到70001x。是不靠窗桌面照度的10倍。陰面教室比陽面教室的差異要小得多，但也達到了3倍。
　　
　　
　　
　　
　　
　　4　目前我校陽面教室比陰面教室的開燈時間長、消耗的電能多
　　統計比較數據結果顯示，晴天時，陽面教室阻擋強烈陽光直射，一般需要開燈照明大約7個小時。而陰面教室只是早晚才開燈照明，時間大約為4個小時。陰天時，陽面教室大概需要照明3個小時，而陰面教室大概需要7個小時(圖4)。以2009年為例，截止到11月20日，大興環保局發布的官方消息稱：已經完成全年241天的“藍天白云”任務。若是按照這個比例進行計算，我校陽面教室比陰面教室一年中多消耗的電能大約3500kwh，折合電費1750元。
　　
　　五、調查結果及建議
　　
　　1　建議學校的陰面教室可以不裝窗簾、陽面的教室應該安裝白色或淺色薄窗簾
　　根據我們對教室窗簾使用情況的調查，陰面教室的窗簾使用率極低，有時一周都不動。由于窗戶面朝北面，所以陽光不會直射，通常照度均可以達到1001x以上，導致窗簾的利用率較低。陰面不裝窗簾可以為學校省下一半的窗簾費用近5000元。陽面教室早、晚有陽光直射，只是到了8點以后，由于陽光直射，靠窗的個別桌面光照度竟然達到5000以上，對眼睛的損害極大。所以必須拉上窗簾。雖然顏色過深、材質又厚的窗簾起到了遮陽擋光的作用，但同時也擋住了更多的光線，使教室昏暗下來，不得不開燈，反而造成了較大的能源浪費。因此，我建議，陽面教室應該安裝淺色薄窗簾。這樣既能遮擋陽光直射，又能保證教室的正常光照度。
　　2　建議教室內的燈管由橫排控制改為縱向控制
　　如圖5所示，現在的絕大部分教室，電燈是橫向一排一排的控制。我建議，教室的燈光控制應該是縱向的。由于教室內采光主要依靠窗戶，所以，不同的位置直射或反射到學生桌面的光線不同，靠窗戶的光線比較充足，而不靠窗的相對較暗，在晴天，靠近窗子的同學的桌面光照度竟然能達6000～7000lx。是離窗子遠的桌面光照度的10倍還要多。所以，如果能夠采取縱向控制燈的使用，就能使離窗子遠的區域獨立照明，可以根據不同的需求，控制用燈。這樣就可以有效節省能源。我們建議，教室的燈管采光由目前的橫向控制改為縱向控制，這樣會使得整個教室的采光布局更加合理。
　　3　建議學校安裝百葉窗、遮陽棚、卷簾等代替普通的藍色布窗簾
　　通過走訪、考察，我找到了三種可以解決陽面教室無法充分利用陽光的方法，即用遮陽棚、卷簾、百葉窗代替普通的布窗簾。并且，對它們各自的優缺點與普通布窗簾進行了比較(如表3所示)，按照各自的采光效果，選擇的順序依次為百葉窗、遮陽棚、卷簾、淺色布簾。但最為常用的仍是使用淺色布窗簾。
　　4　我的理想教室模型
　　建議修建教室時，盡量保證常用教室南北朝向、采取雙面留窗，且走廊設在陽面的設計。(如圖6所示)這樣，太陽光不會直射到教室，而是經過走廊的光線漫反射到教室里，既不會過于強烈又能保證教室內充足的照明。講臺設在西側，保證光線從學生的左側射入。走廊與教室間為玻璃窗，為了防止走廊里來往的師生對教室內的影響，窗子底層用磨砂玻璃，可采用雙層隔音窗。
　　我校新的教學樓正在裝修，我的研究報告，尤其是燈管縱向排列、選擇淺色窗簾兩項，已經引起學校的重視。我很高興，能夠為我們的新教室提出自己的建議。
　　此次調查活動，我體會頗多。首先，我了解了一些科學實驗的基本方法，整個研究過程中，要對實驗結果進行統計、分析，得出結論。我有了極大的成就感。其次，在調查過程中老師同學的幫助給了我莫大的信心。一些素不相識的人對于這項調查的理解與支持，讓我由膽怯到主動和別人溝通、交流。使我懂得了人際交往的重要性與必要性。
　　
　　專家點評
　　作者出于節約能源的責任心，從本是司空見慣的白天教室開燈的現象出發，由調查入手提出了改進的措施。該調查變量選擇較合理，實驗方案可行，實驗方法正確，實驗結果具有現實意義。希望對調查類課題研究方法再深入理解。使有意義的結論能引起有關部門的重