校园路灯课程设计

吉林化工学院课程设计题目：校园路灯的平安人机工程学分析及改良教学院资源与环境工程学院专业班级平安1101班学生姓名学生学号指导教师2014年11月28日本科生课程设计须知1、认真学习理解《资源与环境工程学院课程设计教学根本要求及标准》。2、努力学习、勤于实践、勇于创新，保质保量地完成任务书规定的内容。3、独立完成规定的工作任务，不弄虚作假，不抄袭别人的工作内容。4、课程设计成果、资料应于辩论结束后及时交给教学院收存，学生不得擅自带离学校。5、妥善保存《吉林化工学院课程设计任务书》，课程设计完成后，将任务书同课程设计一同交给指导教师。平安工程课程设计任务书题目名称校园路灯的平安人机工程学分析及改良设计依据及相关说明1、设计依据对校园内布置的路灯亮度、距离等进行实地测量及考察，获取相关数据。2、相关说明设计应遵照《建筑照明设计标准》〔GB50034-2004〕、《道路与街路照明灯具平安要求》〔GB7000.5-2005〕中的相关规定。对校园内的路灯进行分析及设计〔改良〕。设计要求1、完成课程设计说明〔计算〕书包括工程概况分析、人-机-环三要素的分析、确定不合理或不利因素、针对性的改良措施〔设计〕、设计总结〔优势分析〕等。2、完成课程设计图纸〔图幅A3〕至少包括：校园路灯系统改良〔设计〕图1张。具体要求：〔1〕工程概况分析：根据设计任务书要求，围绕选定的设计题目开展文献、信息的检索、阅读和分析，以及国内外研究的比照。〔2〕人-机-环三要素分析：根据自己掌握的知识，应用平安人机工程的原理，对选定的设计题目的原有“人-物-环”三要素进行分析评价。〔3〕确定不利因素：通过对“人-机-环”三要素的分析确定系统中的不利因素，查找缺乏，以便为自己新的设计或创造找到切入点。〔4〕改良措施〔设计〕：针对系统中存在的不利因素提出有针对性的解决措施，并进行合理设计，完善人机系统的功能。〔5〕设计总结：对改良或初步设计的元素，进行优势分析，并作出最终结论。主要参考资料及标准〔1〕《平安人机工程学》王保国等编著北京：机械工业出版社2007.9〔2〕《平安工程学》何学秋等编著徐州：中国矿业大学出版社，2000.6〔3〕《平安人机工程学》张力廖可兵主编北京：中国劳动社会保障出版社，2007〔4〕《人机工程学设计应用》严扬编著北京：中国轻工业出版社1998〔5〕《建筑照明设计标准》〔GB50034-2004〕〔6〕《低压配电设计标准》〔GB50054-2011〕〔7〕《道路与街路照明灯具平安要求》〔GB7000.5-2005〕进 度 计 划 表时间安排计划完成工作量指导教师检查意见备注第一周周一～周二查阅资料、工具书，分析国内外研究现状。周三对系统进行“人-机-环”三要素分析。周四～周日确定系统中的不利因素并提出合理改良设计。第二周周一～周三CAD绘图与修改。周四修改并装订设计说明书，修改并打印图纸。周五修改并装订设计说明书，参加辩论。考核评语指导教师：年月日答辩成绩教研室主任：年月日摘要校园路灯随处可见，可以说它代表了学校的一种形象，是校园的重要组成局部。路灯照明对于夜晚校园环境的衬托具有非常重要的意义,不仅可以方便夜晚行人，同时更增加了校园的亮丽。合理的规划设计与改善应该能够遮风，挡雨，防晒，给整个校园带来和谐、愉快的气氛。本文运用平安人基工程的主要原那么与理论，涉及室外照明的光源类型的选择、路灯的形状与材质、高度、灯距及其布点等几个主要方面，进行综合分析，充分表达了人基工程的核心“以人为本，提高效率”。并以此为原那么进行改善，使其到达更好的效果。关键词：校园路灯；规划与改善；光源类型；高度；布点目录TOC\o"1-3"\h\u18850摘要⑦轨道灯灯具装入轨道内，移动性，一般多为射灯，可改变角度，局部照明。2.2光源的分类〔1〕白炽灯是电流通过物体(乌丝)后加热，即热辐射而发光的灯泡，它是电光源中最早的一代灯泡，也是使用最广泛的灯泡。白炽灯的心脏是灯丝，灯泡通过抽真空，将灯丝通电，使它热到白炽程度，即会辐射出可见光。它熔点高,蒸发率低，发光量为每瓦918Lm／W光通量，寿命在7501000小时左右，通常白炽灯的温度在3000K左右。现代灯具的三大构件为电光源、灯罩和管架。灯罩的作用是十清楚显的，它不仅能够提高光量的利用率、保护光源和视力，而且作为一种装饰品，创造着现代高度的审美情趣。特别是当今流行的"建筑化"照明，把发光器件〔光源〕和建筑构件〔顶棚、梁、柱墙和地面等〕及室内设施〔写字台、家具、吊扇等〕融为一体，有仅使用权照明灯具的内涵不断深化与扩展，而且形式多种多样，让人耳目一新。〔2〕荧光灯是通过气体放电而发光的。荧光灯一般有镇流器L和启辉器S作辅助器件。它的原理是：启辉器控制阴极预热时间；镇流器限制预热电流。启辉器的作用，是在断开预热电流的瞬间产生脉冲高电压，使荧光灯点燃。新型电子镇流器将取代电感镇流器，电子镇流器以其节能、启动性能好、功率因数高、无音频噪声，无频闪等优点，受到人们的普遍喜爱。〔3〕高压汞灯荧光灯是高压气体放电光源，荧光汞灯,光色好、寿命长，广泛用以广场用灯。〔4〕卤钨灯是热辐射光源，光效比白炽灯高，射程远，广泛用以广场照明、放映、剧场、汽车灯、边防灯、室内外装饰灯等。〔5〕金属卤化物灯是第三代高压气体放电光源，新型电光源，品种多样，体积小、光效高、寿命长，可达10000小时，色温3000K—5000K。用金属卤化物灯取代混光照明是开展的必然趋势。2.3照明设计照明设计分成光照设计与电气设计两大局部。光照设计包括：照度的选择，光源选用，灯具选择与布置，照度、亮度计算及眩光评价等方面；照明灯具按照明方式来做分类，大致上可分为四种：

〔1〕向下直接照明一般我们所使用的桌灯，多采用向下直接照明的模式，这类的灯罩是不透光的，因此光线可以集中投射到某一个区域。〔2〕向下照明一般装饰用的吊灯，大致都是向下照明的方式，这类的灯罩会透光，可以让灯体散发出柔和的光辉，能有效制造出空间的层次感。〔3〕向上直接照明某些立灯是采向上直接照明的方式，光线往上方照射，人们不会直接受到强烈灯光的影响，这是一种间接照明的应用。〔4〕向上照明多数装饰用途的灯，多采用向上照明的模式，这类的灯被广泛的应用在气氛的营造上。电气设计可归纳成：确定供配电系统，选择供电、控制设备及其安装位置，线路计算，确定导线型号、规格，以及绘制照明设计施工图等技术性电气设计。以周围环境为照明对象的照明技术称为环境照明。照明设备按照其安装部位或使用功能分成：〔1〕一般照明指为照亮整个场地而设置的、在整个场所灯具根本均匀布置的照明方式。它可获得均匀的水平照度。对于工作位置无特殊要求的场所，那么可装设一般照明。〔2〕局部照明局部照明是以满足某些局部特殊需要而设置的照明。一般室内有特殊要求的场所，那么可用局部照明〔3〕混合照明混合照明是指一般照明与局部照明共用的方式。对于工作位置视觉要求较高，且对照射方向有特殊要求的室内外场所，往往采用这种混合照明方式。第三章校园路灯状况3.1概况最近我们学校的路灯以人因工程的原那么和观点进行了规划，然后就目前学校的现状作了局部改善，在规划与改善的过程中对全校的路灯现状有了一定的了解。下面把我们这组在校园路灯规划与改善中所涉及的几个主要方面：路灯光源类型的选择、形状、材质、高度、灯距、布点做一简要介绍，然后对园路灯现状加以分析和改善。3.2意义以人因工程学的观点对校园路灯的规划和改善是符合新时代“以人为本，提高效率的思想的一个具体实践。本次课程设计，我们本着一切一人为本，一切以人为核心的理论对校园路灯作了全方位的认识，并以此为根底进行了规划和改善，从选题到现状分析，再由目标确定、要因分析到制定对策、效果确认、标准化，最后总结，一步一步走来，不仅让我校的路灯能够更能方便广阔师生，而且使我们的课本知识得到了升华，贴近生活，更加具有现实意义。校园路灯随处可见，可以说它代表了学校的一种形象，是校园的重要组成局部。路灯照明对于夜晚校园环境的衬托具有非常重要的意义,不仅可以方便夜晚行人，同时更增加了校园的亮丽。合理的规划设计与改善应该能够遮风，挡雨，防晒，给整个校园带来和谐、愉快的气氛。3.3空间分布位置我校校园路灯主要分布在四个区域：主干道〔主要指学校各个比拟宽大的通道，学生放学时主要走得通道〕、教学区和图书馆周围〔包括为1、2、3教、图书馆和实验楼〕、运动场〔分为篮球场、网球场和足球场〕、住宿区和食堂如下列图3-1所示：图3-1学校主要路灯分布我们通过对相邻路灯的相对位置距离和灯的具体高度、路宽的实地测量，以及对路灯的灯光的照明、光源类型的选择、路灯的形状与材质、布点及开灯时间等几个主要方面的观察，得出我校目前路灯的一些主要现状。如下表：表3-1我校路灯主要现状区域相邻灯的空间距离灯的高度路宽光源灯的材质灯罩的形状布点主干道31—46m除运动场和宿舍外根本上为3m左右运动场5m14—17m整个校园路灯均采用白色钠光源玻璃主要为球状，一局部半球形对称布置教学区图书馆距离波动较大，分布不均14—40m一般为6m玻璃单侧布置对称布置运动场40m400m〔面积〕足球场120m〔面积〕篮球场金属伞形足球场单侧布置，篮球场没有住宿区20—30m4.5m一般为6m金属伞形单侧布置3.4问题分析通过具体调研和现场观测，我们可以知道目前我们学校的路灯有一些很好的的特性,同时也存在某些方面的缺乏.以下列图〔图3-2〕为例，说明其中存在的一些需要改善的问题〔表3-2〕。图3-2现路灯缺乏之处表3-2主要缺陷问题具体实例1具体实例2灯坏现象严重我校的路灯有50%是不亮的我校路灯经久失修灯距的设定不妥距离普遍过大灯周围及自身环境需改善灯罩上积满了灰尘灯周围已被树枝重重包围局部布点存在问题在局部主干道本该用对称布置，而采用了交错布置玉龙山上本该布置路灯的但却没有局部区域需重新规划在局部运动场地，还不存在路灯的设置，如篮球场，食堂周围，玉龙山上有的路灯没保护措施已经老化应重新更换根据图3-2和表3-2的总结，可以看到校园路灯的很多缺乏之处，所以我们主要从这些方面着手来改善校园的路灯环境。第四章校园路灯的设计与改善4.1光源的选择作为光源，自然光亮度柔和，人眼感到舒服，因此在选择时应始终考虑使用接近自然光的人工照明光源。在人工照明时，荧光灯优于白炽灯，其光谱近似太阳光，发热量小，可使视野的照度均匀，且较为经济。用日光标准将不同水银灯、荧光灯进行显色比拟如下表：表4-1不同灯光显色比拟光源白色荧光灯水银灯荧光水银灯高压钠灯日光色荧光灯显色指数6632442977而且光源明度影响情绪。据生理和心理方面的研究说明，照明会影响人的情绪，从而影响工作效率，而其中明亮是令人愉快的。所以根据以上的标准和要求，白色荧光灯不仅发光效率高，而且考虑到本钱因素，故此为首选。而有我校目前均采用白色钠光源，是不合理的。可改成白色荧光灯。然后在图书馆及教学区周围的路灯照度要大，使广阔师生更好的学习。4.2高度确实定一般标准1〕灯高〔1〕、灯具安装高度，同一街道灯具安装高度必须一致〔发光中心到地面高度〕。小弯灯一米灯5-6米普通街道长臂灯和吊灯6.5-7.5米快车道弧型灯不低于8米慢车道弧型灯不低于6.5米〔2〕、特殊灯型根据设计要求安装，灯的高度在致相当于需要被照明马路的宽度。只在一侧照明时H≌L在两侧照明时H≌L/2其中，H：灯具安装高度〔米〕L：路宽〔米〕2〕灯具仰角〔1〕、灯具仰角街道宽度及灯具的配光曲线来决定，每条街道的仰角应一致。〔2〕、灯头可调时，应使光源中心线落在路宽的L/3-1/2范围内。〔3〕、对长臂灯〔或支臂灯〕灯身在安装后，灯头侧应比电杆侧仰起100毫米。〔4〕、特殊灯具应根据配光曲线来决定灯具仰角。高度的选择确定还与亮度有关，其中亮度=光距/发光垂直面积，因此亮度的差异影响高度确实定。然后考虑到眩光和高度得关系，综合光照范围〔图4-1〕9.5m3.6m5.7m灯光可见暗黑图4-1路灯光照范围通过测定不同场地的照度和对眩光的控制，主干道及教学区图书馆的灯高一般设计为2.85—3.25米，宿舍区的灯高4—5米，这一点我校是符合要求的。而在足球场，由于其面积大，灯的高度应适当提高到5.5米，使其更能满足光照的需要。4.3相邻路灯的空间距离设定一般而言，两路灯之间的相对空间距离是比拟确定的，而在不同的区域有相应的差异，人口流动多的地方，距离应稍短；人口流动少的的地方那么反之。根据城市道路照明设计标准要求，路灯间距最大值应为路灯高度的3.5倍，其它因地而异。校园主干道是学校人口流动数量最大的区域之一，对夜行的人来说这里的路灯规划显得尤为重要。因此这里的路灯相对距离应较小，3.5倍灯高，即10米左右。教学区和图书馆一方面是同学们上课听讲的场所，另一方面更是同学们自由获取知识的乐园。所以为了保证大家的学习和课堂教学效果，它们周围的路灯规划与设计那么应符合其特点—人口同样集中。同样也为11米左右间距。而在宿舍区和运动场地，路灯之间的距离可以稍微大一些。足球场的路灯间距为30米，篮球场为25米和15米，宿舍区也为15米。相比我校现状，主干道最少间距都有30米，远的到达46米，图书馆和教学区的灯距同样过大。住宿区的间距也要减小。4.4路灯的布点路灯的布点是否适当直接关系到照明的效果。其中布点包括单侧布灯和双侧布灯两种布置方式。对于双侧布灯大体有两种方式：一种是对称布置，另一种是交错布置，各有优劣。对称布置的优点是比拟美观，同一区域光照范围大，缺乏之处照度不够均匀，适合较宽的道路。交错布置美观上不如对称布灯，但照度比拟均匀。综合考虑分析，为保证有足够的光照，人口较为集中的校园主干道和教学区、图书馆均应采用对称布置；要使得照度均匀，而对同一区域光照要求不是很高，宿舍区的路灯要交错布置；至于运动场，足球场采用单侧布置，篮球场为对称布置。结合我校路灯的具体布置，教学区、图书馆周围局部路灯本该用对称布置，而采用了交错布置，宿舍区用的是单侧布置，这都是不太合理的。并且前后篮球场和第四教学楼均没有路灯的布置，这不仅对于想在夜晚进行运动的同学和教职工是不妥的，而且造成了学习的不便。4.5形状及其材质的选取路灯的种类繁多，有伞形、球形、半球形等〔图4-2〕，不同区域由于受面积、周围环境的影响应该选择不同形状的路灯。图4-2路灯的形状如图4-2，灯〔1〕为半球形灯罩，灯〔2〕为球形灯罩，它们的发光均匀，适用于校园主干道和教学区、图书馆；而灯〔3〕为伞形灯罩，它的特点是使光照范围朝一个方向增大，以此可用于宿舍区和运动场。至于一般路灯的材质选玻璃灯罩，而在某些场所可选取金属外罩，如运动场所的灯。从经济角度而言，玻璃灯罩较金属外罩实惠。结合我校实际，因此主干道和教学区、图书馆采用球形或半球形玻璃灯罩，它们发光均匀，面积广，主干道和教学区、图书馆是人流比拟多的地方，有时还不乏车辆；而宿舍区和运动场应使用伞形金属外罩，它的特点是使光照范围朝一个方向增大，但学校有的路灯光照方向是垂直向下，虽然高度够了但照射面积有限，应该用斜向下的，那样光照面积会更宽一些，因此宿舍区也需改善。4.6本章小结通过以上五个方面的标准以及结合我校的具体情况综合分析和考虑，现从人机工程的角度出发，将校园路灯规划方案的具体工程列表4-2如下：表4-2规划方案区域相邻灯的空间距离灯的高度光源灯的材质灯罩的形状布点主干道10m3.2m白色荧光灯玻璃球状半球状对称布置教学区图书馆11m3m白色荧光灯玻璃对称布置运动场30m25m5.5m白色荧光灯金属伞状单侧布置对称布置住宿区15m4m白色荧光灯金属伞状交错布置整体而言，我校校园的路灯规划根本符合要求，但为了使我们的校园更加和谐和美观，更好的符合以人为本的思想，除了对以上所分析的一些问题之外，我们对与路灯相关的另外一些问题提出建议：〔1〕通过对校园四个区域所有路灯数目和已坏的灯统计数据说明：我校的路灯应该说在数量上根本符合了要求，但有的是不亮的，如在图书馆到三教之间，有的路灯没亮，从一教到三号宿舍楼的路段有的路灯也是坏的，从三教到山上宿舍楼，有时候一颗路灯也没亮，整条路都是黑黑的，这给夜行的同学带来了非常的不便。同时也可以说明我校路灯有的是经久失修，有的是布置不到位，存在着管理上的问题。所以建议学校加强校园根底设施的管理。如发现灯坏应及时维修和更换，而且与路灯的一些相关设施也要有较好的保证。〔2〕改善路灯周围及自身环境的环境。夏天枝叶茂盛，山上的大多数路灯更是在树丛中，灯周围已被树枝重重包围，同时加上自身的缘故-—灯罩上积满了灰尘，使得照明状况严重受损，没有让已有的灯发挥正常的成效。所以我们应一方面将灯周围的树枝去除，另一方面清洗灯罩，使其灯光的作用更加明显。〔3〕局部区域增加路灯。如在运动场，篮球场在四个角各增加一盏灯，特别是山上路段更应增设路灯，冬天来临，有的同学仍然走山上，光线不好加上路面不平且积雪，很容易滑倒造成事故。其它局部路灯由于缩短了间距，依据需求而增加。这对于广阔师生，都是很需要的。〔4〕夜晚去学习或锻炼的人应该尽量走大道，少走山上，山上路不好且照明条件没大道好容易摔倒，下雪天气就更不应该走山上，由于积雪的反射让人看不清道路的上下，容易发生一些不必要的平安事故。〔5〕学校也应该采取一些相应措施对路灯进行维护和合理布置，在下雪冬天也应该疏导学生走平安大道，在一些危险路段应该设置禁止通行标志，防止发生摔倒砸伤事故。第五章结论我国的灯史，是一幅卷帙浩繁的艺术长卷。在世界尚处于火光照明的历史时代里，中国的灯文化一直享有盛誉。在远古时代，人类渐渐地有意识地固定火源，而这些用来固定火源的辅助设备经过不断改良和演变，也就出现了专用照明的物事——灯具。中国古代的灯具不但种类繁多，而且极具实用性和时代性，许多设计新颖、造型别致的灯具还是精美绝伦的艺术品。灯光的布置和选择不仅要从实用性出发，还应追求艺术性与科学性的有机结合，灯具造型除了功能合理外，还应有美化环境、装饰建筑、创造气氛的作用。把科学性和艺术性有机地结合起来，设计了现在的“自然之光”庭院式灯具。它不仅使照明灯具的内涵不断深化与扩展，使更具宁静安详的气氛，让周