大學(xué)教室室內(nèi)光環(huán)境測(cè)試分析

程丹丹 ，張廣群 （河北工程大學(xué)建筑與藝術(shù)學(xué)院，河北 邯鄲 056038）

1 測(cè)試對(duì)象

測(cè)試對(duì)象是位于河北省最南部城市邯鄲市的河北工程大學(xué)，屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，四季分明，年日照2557h，光照十分充足，對(duì)教室的自然采光非常有利。河北工程大學(xué)老校區(qū)總占地面積約142hm2，校舍建筑面積 89.7萬(wàn)m2；新校區(qū)總占地面積約273.2hm2，校舍建筑面積97.31萬(wàn)m2（正在建設(shè)中）。校舍建筑一大部分為教學(xué)、辦公用房，合理利用自然光照，對(duì)較少資源浪費(fèi)有極大推進(jìn)作用。

2 測(cè)試方案

2.1 測(cè)試儀器

照度計(jì)（型號(hào)JTG-01）：是一種專(zhuān)門(mén)測(cè)量光度、亮度的儀器儀表。光照強(qiáng)度（照度）是物體被照明的程度，也即物體表面所得到的光通量與被照面積之比。

圖1

2.2 測(cè)試時(shí)間、地點(diǎn)

2017年12月21日（冬至日前一天，天氣為晴天）早上 8：00 到 18：00；河北工程大學(xué)建筑館 104（圖1）。104室東西向長(zhǎng)10.6m，南北向長(zhǎng)8.5m，南北兩側(cè)均開(kāi)窗，北側(cè)為高窗，面積較小且對(duì)實(shí)驗(yàn)室采光影響較小；南側(cè)為推拉窗，面積較大，為實(shí)驗(yàn)室主要采光面。

圖2

2.3 測(cè)點(diǎn)分布

104室平面為矩形，距南墻4.85m、東墻1.2m處設(shè)首點(diǎn)A1，橫向間距0.3m、縱向間距0.6m，分別向西、向北布點(diǎn)。布點(diǎn)呈網(wǎng)格狀分布于教室中，共81個(gè)點(diǎn)，以 A1……A27、B1……B27、C1……C27 表示。（圖2所示）

2.4 測(cè)試方案

每半小時(shí)測(cè)試一組數(shù)據(jù)，每個(gè)觀測(cè)點(diǎn)高度為工作面高度0.9m，觀測(cè)人離觀測(cè)點(diǎn)超過(guò)50cm，以免影響測(cè)量數(shù)據(jù)。不足之處在于每組數(shù)據(jù)測(cè)量時(shí)間大概需要5～6min，則測(cè)量數(shù)據(jù)存在不共時(shí)性；且不同時(shí)刻測(cè)量人員站位有主觀誤差。

3 測(cè)試數(shù)據(jù)分析

3.1 采光設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

本測(cè)試重點(diǎn)是測(cè)量及體驗(yàn)自然光環(huán)境，因此不考慮人工光因素。測(cè)試實(shí)驗(yàn)室采用南北向側(cè)窗采光方式，教室玻璃窗應(yīng)具有良好的透光性，結(jié)合窗簾布的使用保證教室對(duì)自然光的良好運(yùn)用，既能采光又能避免直射。根據(jù)最新建筑采光設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（見(jiàn)下表），室內(nèi)天然光照度標(biāo)準(zhǔn)值要在450Lux以上才滿(mǎn)足教室采光要求。

3.2 測(cè)試數(shù)據(jù)分析

3.2.1 各時(shí)段室內(nèi)照度

經(jīng)測(cè)量數(shù)據(jù)算得，各時(shí)段照度平均值為：8：00～186；Lux、8：30～712；Lux、9：00～1343；Lux、9：30～2373；Lux、10：00～2585；Lux、10：30～3487；Lux、11：00～3013；Lux、11：30～1233；Lux、12：00～1201；Lux、12：30～1435；Lux、13：00～985；Lux、13：30～1232；Lux、14：00～1634；Lux、14：30～3678；Lux、15：00～2479；Lux、15：30～245；Lux、16：00～175 Lux，分析數(shù)據(jù)可以看出 10：30 時(shí)室內(nèi)照度均值最高為3487lux，此時(shí)室內(nèi)照度條件較好，全天測(cè)點(diǎn)最高值出現(xiàn)在14：30為24657 Lux；16：00時(shí)室內(nèi)照度均值最低175Lux，此時(shí)室內(nèi)照度條件不良，全天測(cè)點(diǎn)最低值出現(xiàn)在8：00為79Lux。

3.2.2 典型時(shí)段數(shù)據(jù)（圖3）

圖3

由數(shù)據(jù)分析可得：8：00，大部分測(cè)點(diǎn)都低于450lx,未達(dá)到采光標(biāo)準(zhǔn)，所以此時(shí)刻需要增加人工照明來(lái)提高照度。8：30，大部分測(cè)點(diǎn)低于450lx,但隨著陽(yáng)光的進(jìn)入，其照度值均有所提高，由于陽(yáng)光先照射到實(shí)驗(yàn)室前部，如圖3所示，實(shí)驗(yàn)室前部的測(cè)點(diǎn)照度值達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，所以此時(shí)刻實(shí)驗(yàn)室中后部需要增加人工照明來(lái)提高照度。9：00，隨著太陽(yáng)光的增強(qiáng)，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)點(diǎn)已有一半左右，此時(shí)太陽(yáng)光依然照射實(shí)驗(yàn)室前部，其范圍有所擴(kuò)大，所以此時(shí)刻實(shí)驗(yàn)室后部需要增加人工照明來(lái)提高照度。9：30～14：00 所示,太陽(yáng)光越來(lái)越強(qiáng)，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室室內(nèi)的光越來(lái)越多，10：00以后，所有測(cè)點(diǎn)均達(dá)到采光標(biāo)準(zhǔn)。10：00～11：00 有些測(cè)點(diǎn)照度值偏高，由于室內(nèi)墻體、玻璃、實(shí)驗(yàn)儀器反射所致，此時(shí)刻可以適當(dāng)考慮窗簾遮陽(yáng)，避免炫光。11：30～13：30 陽(yáng)光基本處于直射，室內(nèi)照度值趨于平穩(wěn)，此時(shí)間段室內(nèi)光環(huán)境較好，有些位置光照強(qiáng)烈，可以適當(dāng)考慮遮陽(yáng)。14：30，隨著太陽(yáng)西移，除了窗戶(hù)所照射區(qū)域照度值偏高，在此區(qū)域適當(dāng)考慮遮陽(yáng)，避免炫光。其他測(cè)點(diǎn)趨于平穩(wěn)，也基本達(dá)到采光標(biāo)準(zhǔn)。15：00～16：00的數(shù)據(jù)分析可得：太陽(yáng)西移，15：00時(shí)已有大部分區(qū)域照度值低于450lx；15：30 以后所有測(cè)點(diǎn)照度值都低于 450lx，所以該實(shí)驗(yàn)室15：00以后需要人工照明來(lái)提高照度。

3.3 綜合分析

經(jīng)以上數(shù)據(jù)分析與數(shù)據(jù)表中的采光系數(shù)綜合分析可知，教室寬度對(duì)測(cè)點(diǎn)光照度具有較明顯的影響，由數(shù)據(jù)分析得出原因關(guān)鍵在于太陽(yáng)光照射角度與照射范圍。

①8：00～9：30 實(shí)驗(yàn)室前部照度較大，室內(nèi)整體采光均勻度偏低，前后兩部分照度不均，照度差距最大，前部易出現(xiàn)眩光，需裝半透光窗簾以防止眩光，實(shí)驗(yàn)室后部照度偏低，需輔助人工照明。

②10：00～14：00 陽(yáng)光進(jìn)入面積增大，光照度呈現(xiàn)在窗戶(hù)投射區(qū)域高、其他區(qū)域低的趨勢(shì)，在窗戶(hù)投射范圍內(nèi)適當(dāng)考慮遮陽(yáng)。

③14：30～18：00 期間室內(nèi)照度開(kāi)始降低，尤其 15：00以后照度偏低，需輔助人工照明。

4 結(jié)論及建議

在104室分別測(cè)試了2天（11月10日、12月21日），體驗(yàn)了兩天不同的室內(nèi)光環(huán)境的變化，感覺(jué)其室內(nèi)光環(huán)境大部分時(shí)間段比較良好，在上午八、九點(diǎn)，下午三、四點(diǎn)以后光照度值較低，光線(xiàn)較暗，需要輔助人工照明。在照度值較高的時(shí)間段因玻璃折射，儀器、地板、墻面反射，難免出現(xiàn)眩光，對(duì)室內(nèi)光環(huán)境不利，此時(shí)間段需要遮陽(yáng)處理。

從數(shù)據(jù)分析中可以得出，建筑館104室室內(nèi)光環(huán)境人為感受比較良好，但中午時(shí)間近窗點(diǎn)采光系數(shù)較高、照度值較高，容易受眩光和西曬影響，所以建議安裝窗簾遮陽(yáng)以防治眩光和西曬；104室北側(cè)與東側(cè)采光系數(shù)低、照度值較小，需要用人工照明方式加以輔助照明。