基于人因工程学的图书馆照明立项环境的分析与改善课程设计.docx
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基于人因工程学的图书馆照明立项环境的分析与改善课程设计
重庆理工大学
《人因工程学》
课程设计报告书
题目：
基于人因工程学的图书馆照明环境的分析与改善
专业：
人因工程班级_112040802_
小组成员：
指导老师：
时间：
课程设计任务书
班级姓名
课程设计的题目：
基于人因工程学的图书馆照明环境的分析与改善
一、课程设计主要参考资料：
（1）郭伏，钱省三.《人因工程学》.
（2）颜声远，王敏伟等.《人因工程与设计》.
（3）鲍家声.《图书馆建筑设计手册》.
（4）张晓冬，王福林，周康渠.《系统工程》.
二、课程设计主要解决的问题
（1）对图书馆自然采光的分析与改善
（2）对图书馆灯具选择的分析与改善
（3）对图书馆灯具布置的分析与改善
四、课程设计相关附件（如：
表格、图纸、软件等）：
（1）应用软件：
autoCAD2007WPSVisio美图秀秀
五、任务发出日期：
2015.6.16完成日期：
2015.6.21
指导教师签字：
指导教师对课程设计的评语
指导教师签字：
年月日
2.1调查问卷.................................................2
3.1光的物理性...............................................4
3.2光的度量.................................................4
3.3照明对作业的影响.........................................6
4.1自然采光不足.............................................7
4.2灯具选择不合理...........................................9
4.3灯具布置不合理..........................................12
1选题背景
重庆理工大学中山图书馆位于静湖湖畔，建筑面积约31000平米。
图书馆采用大开间、全开放模式为读者营造休闲、便捷和温馨的学习环境。
正如前总理温家宝《仰望星空》一诗中的诗句：
“我仰望星空，他是那样的自由而宁静，那博大的胸怀，让我心灵栖息、依偎”。
如以这诗句描绘的意境来定位大学图书馆，是极其准确恰当的。
大学图书馆是大学的信息中心、咨询中心，是学术研究与学术愿景成功的保证，是塑造、培育健康人格的摇篮，是激发创新思维的加速器，是新理念与新技术的诞生地，是全体师生人生旅途上的良师益友。
图书馆是陪伴我们成长的地方，每一次考试，每一次学习，图书馆都起着至关重要的作用，而图书馆的照明情况往往不如人意，每每复习时间过长，都会感觉到疲劳，不利于我们的复习效率，所以我们小组以图书馆照明情况的实际出发，寻找照明存在的问题，对照明情况进行改善，利用天然采光和人工照明，创造舒适宜人的光环境，并与建筑的功能、形式有机地结合，对提高我们的学习效率有很大的帮助。
2现状调研
2.1调查问卷
表1图书馆调查问卷
1、您使用图书馆的频率是？
A.几乎每天B.每周2~4次C.每月2~4次D.每学期来2~4次E.没去过
2、您平时进图书馆主要做什么？
A.借还图书B.阅览报纸期刊C.使用电子资源C.自习D.其他
3、您对图书馆的照明水平是否满意？
A.满意B.尚可C.不合适，令人不舒服D.非常不合适，作业有困难
4、您对图书馆照明的眩光感觉是？
A、毫无感觉B.稍有感觉C.感觉明显，令人分心或不舒服D.感觉严重，作业有困难
5、您对图书馆的亮度分布是否满意？
A、满意B.尚可C.不合适，令人不舒服D.非常不合适，影响正常工作
6、您对图书馆的光影的感觉是？
A、毫无感觉B.稍有感觉C.感觉明显，令人分心或不舒服D.感觉严重，作业有困难
7、您对图书馆的灯具选择是否满意？
A、满意B.尚可C.不满意，令人不舒服D.非常不满意，影响正常工作
8、您对图书馆的室内结构与陈设是否满意？
A、满意B.尚可C.不满意，令人不舒服D.非常不满意，影响正常工作
9、您对图书馆的窗户布置是否满意？
A、满意B.尚可C.不满意，令人不舒服D.非常不满意，影响正常工作
10、您对图书馆同室外的视觉联系是否满意？
A、满意B.尚可C.不满意，令人不舒服D.非常不满意，影响正常工作
2.2现状分析与总结
图1照明环境现状分析图
图书馆照明环境在现状下，存在以下缺点：
（1）自然采光不足，特别是在阴天的时候，严重影响阅读质量。
（2）某些地方灯具选择不合理，灯光的亮度不够，影响看书的质量，甚至容易产生疲劳感。
（3）灯具的布置也存在很大问题，造成某些地方看起来很亮，某些地方看起来亮度不够，导致照度分配不合理。
（4）图书馆某些地方灯具处于待维修状态，造成无人看书的状态，资源浪费，没有得到合理的利用。
总结：
从以上可以看出，图书馆现有的照明环境状况需要得到很大的改进。
科学合理的照明环境对学生的学习生活是相当重要的，它不仅影响学生的学习效率，更重要的是对学生的眼睛也有很大的影响，特别是近年来学生近视处于居高不下的现状，图书馆照明存在的问题也备受广大家长和学生关注，于是我们通过对人因工程的学习，对重庆理工大学中山图书馆照明进行了初步分析和研究，意在挖掘图书馆照明存在的问题并对此提出一些改进措施。
3人因工程学分析
3.1光的物理性质
光是一种电磁辐射。
可见光是电磁辐射的一部分，电池辐射包括微波、红外、紫外辐射、x射线和γ射线。
在这些电磁辐射中，只有可见光波段是眼可见的。
可见光波段包括波长380-780纳米（1纳米=10-9米）的电磁波段。
可见范围之内，眼睛的敏感度随波长的变化而强烈变化。
例如，在很好的照明条件下（明视觉），眼睛对550nm波长的光（黄光）的敏感程度是红光或蓝光的20倍。
在低照明水平下（暗视觉）敏感度的峰值下降为500nm，接近于光谱的蓝光一端。
3.2光的度量
3.2.1光通量
光源每秒钟发出的光的总量。
光通量表示的是光源发光的能力，类似于抽水机的流量，抽水机的流量越大，表示抽水机的抽水能力越强。
同样，光通量越大，表示光源发光能力越强。
3.2.2光效
某一光源发出的光通量与其消耗功率的比值。
光效表明光源发光的效率，也就是说，每消耗1瓦电功率，能产生多少流明的光。
这是一个与节能有关的指标，光效越高的光源越节能。
3.2.3光强（Iv, I）
光源在给定方向上的单位立体角中发射的光通量。
光强表示的是光源（点光源）有多亮，是光源本身的特征，与观察者离光源的距离无关。
同一灯具，在不同方向的光强是不同的。
3.2.4亮度（L）
光源在某一方向上的亮度是光源的单位面积、在该方向上单位立体角中发射的光通量。
亮度是对于面光源的一个特征指标，这个面光源通常是一个反光面，也可以是发光面（如荧光灯的表面，或灯箱的表面）。
它表示这个发光表面有多亮。
与光强一样，也是与观察者离光源的距离无关。
显然，发光面的面积越大发光能力越强，为了准确表示发光面的特征，所以用单位面积的光强来表示发光面有多亮。
3.2.5照度（E）
照射到表面一点处的面元上的光通量除以该面元的面积。
通俗一点说，若1流明的光通量均匀投射在1平方米的面积上，那么这个面上的照度就是1勒克斯。
照度表示被照物体照得有多亮，它是照明设计中一个重要的指标，照明设计中对不同的场所和不同的工种要求的照度不同。
（附录）表2图书馆建筑照明的照度标准值（摘自GBJ133-90）
类别
参考平面及其高度
照度标准值（Lx）
低
中
高
一般阅览室、少年儿童阅览室、研究室、装裱修整间、美工室
0.75m水平面
150
200
300
老年读者阅读室、善本书和舆图阅读阅读室
0.75m水平面
200
300
500
陈列室、目录厅（室）、出纳厅（室）、视听室、细微阅读室
0.75m水平面
75
100
150
读者休息室
0.75m水平面
30
50
75
书库
0.75m水平面
20
30
50
开敞式运输传送设备
0.75m水平面
50
75
100
3.2.6光的方向性和扩散性
由于光照射到对象上的方向不同，在对象上产生的阴影、反射状况和亮度分布也不相同，从而会使人产生满意和不满意两种情况。
1、满意的状态 对于需要清楚表现出室内人和对象物形态的立体视觉工作对象，当形成事宜的阴影时，则可改善其可见度。
为此，光不能从几个方向来照射，而几乎是由一个方向照射来实现，而且当立体的明亮部分同最暗部分亮度比为3:
1时，是形成立体感的最理想的照明条件。
2、不满意的状态 当视觉工作对象产生阴影时，则使对象的亮度和亮度对比降低。
在工作面上产生手或身体的阴影，或者人脸由逆光照明所形成的阴影，都不能令人满意。
如将照明器做成扩散性的，并在布置上加以注意，可防止产生这种现象。
3.2.7眩光
由于亮度分布或范围的不合理分配或空间或时间上的强烈反差，而引起的不舒适视觉条件或观察能力的下降。
下图中，工作者前方水平方向上下150范围内射向眼睛的光如果比背景光强时，就会感觉刺眼，这就是眩光。
因此，眩光应该尽力加以避免和限制。
对于由天然光或强烈的人工光源而引起的直接眩光，可以通过减少引起眩光的高亮度的面积；增加视线和眩光源间的角度；提高眩光源周围地区的亮度等方法来加以限制。
对于由视野内的天花板、墙壁、机器或其他表面反射而产生的反射眩光，则可以通过降低光源亮度、改变光源位置或改变作业对象的位置，使反射眩光避开观察者的眼睛；或变更反射物体表面的性质，使之不产生或少产生反射；也可以提高周围环境亮度，以减少反射物与周围环境之间的亮度对比来限制反射光。
3.3照明对作业的影响
3.3.1照明与疲劳
照明对学习工作的影响，尤其表现在照明不好的情况下，人会很快的疲劳，工作效率低、效果差。
照明条件不好，由于反复努力辨认，造成视觉疲劳。
眼睛疲劳会引起视力下降、眼胀、头疼以及其他疾病，影响健康。
不同照度下，看书后眼睛疲劳可以通过眨眼次数的变化来说明。
表3照明与疲劳
照度/lx
10
100
1000
最初及最后5分钟阅读眨眼次数/次
35-60
35-46
36-39
最后5分钟眨眼次数增加百分数（%）
71.5
31.4
8.3
3.3.2照明与工作效率
改善照明条件不仅可以减少视觉疲劳，而且也会提高工作效率。
因为提高照度值可以提高识别速度和主体视觉，从而提高工作效率和准确度，达到增加产量、减少差错、提高产品质量的效果。
4图书馆现状分析及改善
4.1自然采光不足
4.1.1自然采光的现状
中山图书馆存在的主要问题是窗户的结构不合理，窗户的大小也不够，光线的透过效果不高，反射效果差，导致进入图书馆内部的光线很少，照明环境不好，读者阅读效果不佳。
图2自然采光不足
4.1.2自然采光的分析
1）书库和阅览室的朝向问题:
天然光的照度,南方的扩散光照度较大,北方以直射光为主,南方的太阳高度虽然高,但因云量多,尤其是影响光线较大的低云多,故照度南北相差不是很大。
建筑物能否获得良好的日照条件,在无遮挡的情况下,主要取决于建筑物的朝向。
2）各种朝向的室内可能获得的紫外线量:
实践证明,从接受紫外线多少来考虑,南偏东45°到南偏西45°朝向的范围,为较佳的建筑朝向。
3）主导风
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