一种自适应教室环保灯光系统的设计与实现

1、 一种自适应教室环保灯光系统的设计与实现七宝中学 王晶旖教室光照分布不合理，学生视力情况分析 能源的节省 课题由来 个人感受教室光照分布不均,导致学生无法在舒适的光环境下学习，对学生的视力健康产生不良影响1。 (复旦大学电光源研究所)1、GB（50034-2004 ）2，学生教室平均照度标准为300lx。 2、北美照明学会3教室照明标准是500lx。 文献查阅 现代研究 红外传感的应用 单片机系统控制的应用 光控调光的应用将红外传感以及光控调光相结合的研究未见相关报道。1、运用新技术改善教室光照分布，使教室光照分布更合理、更舒适。（新型教室照明系统）2、光照自适应调节，节能环保。 研究目标1、

2、照明光源的比较选取2、控制单元的技术实现 实验设计 一.光源的选取最佳选择比较项白炽灯荧光灯具 平面光源（EEFL)LED光源光分布均匀性中中好差发光效率差好中好可调光好否好差无眩光无稍有好差长寿命差中好好成本低中略高高 1.实验测量(教室灯具与平板灯具的光分布对比）平板灯具教室灯具 注：横向表示平行于灯具的方向，纵向表示垂直于灯具的方向。 两图的对比显示目前教室照明灯具光分布不均匀，而平板灯具光分布相对均匀。 测试结果 现有教室灯具 平板灯具2.实验测量（EEFL调光测试）注：图中显示平面光源具有良好的线性调光特性红外感应模块电源输入整流电路功率因素校正电路 振荡电路输出电路调光模块光感应模

3、块注：1.以红外感应作为优先级控制 2.光控调光为辅助控制，进行梯度调节 二.控制单元设计 Part1Part 2电源电路 整流电路功率因数校正电路 振荡电路 电路设计 三.方案的整合与系统测试系统目标的实现光分布的改善灯具位置的合理放置节能的实现自动红外感应技术自适应的光控调光自适应的光控调光方案整合系统测试 灯具排放图示 方向： 横向 方向：纵向 测试内容： 通过不同时间、不同的天气教室背景光分布的情况，利用可调光的光源特性，对单个光源进行实验测试，最终对实验测试数据进行处理与分析。 系统测试（EEFL光源）时间天气方位 2排 1座2排2座2排3座2排4座2排5座2排6座5排1座5排2座5

4、排3座5排4座5排5座5排6座 上午 8:30阴天北18162023462061524253563128晴天88931051071572108394110114176201阴天南354456106189278364562121201301晴天189201213256313457135215236267322459 中午 12:30阴天北18182024602663629304996505晴天105119120134182356122137141187236531阴天南96122159257338415100126155288340423晴天332321367398488563302330387

5、402511589 晚上 19:300000000000001.教室补光实验（教室自然背景光）注：从雷达图可以发现，EEFL系统的光照度比较均匀 。 EEFL系统100%亮度光分布测试（晚上）新旧照明系统对比（晴天中午）注：采用光控调光的功能，平面光源可自动调节不同光强下的光输出强度，以使教室每个课桌上的光分布相对均匀。注：1、EEFL自适应梯度调光作用明显。 2、现有教室照明系统无法实现该梯度调节。 梯度调光后的效果图靠近窗户的 灯具中间的 灯具 注：人在灯亮的效果演示 注： 红外分区感应效果演示2.节能效果计算 平面光源功率与照度的转换公式： W=kE (k=0.1483)朝南教室节电效果

6、(晴天）时段时段总耗电（千瓦时）现有教室普通灯具耗电节电效果上午7:30-10：300.21 1.30 84.1%中午10:30-2:300.181.73 89.7%下午2:30-5:300.19 1.30 85.1%总效果0.584.3386.6%朝北教室节电效果（晴天）时段时段总耗电（千瓦时）现有教室普通灯具耗电节电效果上午7:30-10：300.631.3052.3中午10:30-2:300.591.7365.8%下午2:30-5:300.611.3053%总效果1.834.3357.7%我们学校一年可节电32928度电！讨论与结论1. 该系统能达到国家标准的教室照明要求，并能自适应梯度调节，从而使教室的光照分布更加均匀、合理。2. 在自适应梯度调光的同时，节约了大量电能，节能效果明显。可更进一步智能化。对其它公共照明场所有一定的推广意义。 课题展望 1 中小学校采光和照明卫生标准GB 7793-1987 2 建筑照明设计标准GB 50034-2004 3 张文义.多功能照明设计与视觉健康J.中国教育技术装备，2003,11:8-10 4 孟超.北京市部分学校教室采光照明现状分析J. 照明工程学报,2006,17(1):35-41 5 黄依群,刘辉.浅析高校节能减排教育的意义和目标J.成功教育,200