教学楼照明范文

教学楼照明范文（精选12篇）

教学楼照明 第1篇

学校教学楼内灯具大多采用手动控制,即使严格管理,仍不可避免地出现忘记关灯的时候,造成巨大的能源浪费。据测算,教学楼耗电量占学校所有耗电的40%左右[1],因此把节约能源的观念带进教学楼照明系统的设计中具有十分重要的意义。

现在教学楼使用的开关主要包括两种:一种是定时开关结合手动开关,它通过对开灯和关灯的时间设定,以达到对教室定时开灯和关灯的效果,但是无法根据室内的照度进行自动开关灯,也无法根据室内人员的多少确定开灯数量;另一种是采用红外感应开关或者声控开关,它虽然可以根据人员流动控制灯具,但无法根据照度自动控制灯具。这两种开关都没有实现真正意义上的智能化,并且不能对多灯进行选择控制。

本文结合上述特点在教室照明系统中采用光频转换传感器和热释电红外传感器分别检测光照的强弱和教室人数,由测得的光强和人数自动控制灯具开关以及开灯具的数量,有效地实现节能控制。

2 系统构成

系统构成主要包括时间电路和室内光照度及人数检测。

(1)时间电路。教学楼区别于一般建筑物的显著特点是使用时间集中,非使用时间关闭照明设备电源,大力节约能源。

(2)室内光照度检测和人数检测。在使用时间段如果光照度能够满足我国《建筑照明设计标准》(GB50034-2004)[2],系统自动关闭照明设备所有电源;如果光照度不能够满足照明标准,教室没有人,系统同样关闭电源;如果教室有人,系统自动开启适当的灯具组数。根据教室座位数的多少将灯具分成4组(120个座位左右)或6组(180个座位左右),每组灯具的数目和布局根据室内实际情况进行合理设置,对灯具的开关操作按组为单位进行操作。

系统总体设计框图如图1所示,由N个教室、RS485网络以及PC机软件平台构成。安装于控制中心的电脑控制着整个智能照明系统的电源,并且可以根据RS485网络对整个教学楼照明系统进行维护和管理。图2是系统中控制单个教室照明的设计框图,由光电检测模块、热释电红外人体探测模块、控制器、驱动电路以及灯具组、RS485接口电路等组成。将光电检测模块和热释电红外人体探测模块采集的光照信息以及室内人数信息送到控制器,控制器根据这些信息对照明设备进行控制,实现灯具自动开启。本文主要针对教室照明控制进行设计。

3 系统硬件设计

3.1 光照度检测模块设计[3]

光照度不能直接进行测量,需先测量出室内光的辐射照度,然后根据光照度和辐射照度的计算公式求得光照度。辐射照度测量传感器选择美国TAOS公司生产的光频转换器件TSL230BR-LF[4]。TSL230BR-LF与单片机的连接电路如图3所示。OUT为TSL230BR-LF的输出频率fo,接入单片机的T2端,测量fo的频率。测得fo的频率后,比较如图4所示的TSL230BR-LF频率-辐射照度关系曲线图,可以计算得到室内的辐射照度Ee。根据测得的辐射照度Ee,即可求出光照度Ev。

3.2 室内进出人数测量单元设计

此单元选用双元型热释电红外器件P2288-02,可以实现对人体进/出门方向的判断,利用后续电路对传感器信号进行处理,单片机对进/出人员计数得到室内的总人数。

3.2.1 双元型热释电红外传感器判断人体运动方向的原理[5]

热释电红外传感器主要用于检测人体发射的红外线。单型热释电红外传感器由于只有唯一的一个敏感元件,因而对不同方向运动物体只能产生同样的反应信号。而双元型热释电红外传感器具有两个完全相同的敏感元件,其中一个敏感元件是用来检测红外线,而另一个在表面蒸上红外反射膜,红外反射膜达不到全反射的效果,较佳达到70%反射。当人体静止时双元型热释电红外传感器两元件极化程度相同。当人体沿着两个敏感元件反向串联的方向(图5(a))从左向右经过,传感器输出波形大致如图5(b)所示,由于右边的敏感元件为噪声补偿元件,因此波形的第二个正峰值低于第一个正峰值。如果人体运动方向相反,传感器输出信号如图5(c)所示。

3.2.2 信号处理电路设计

将不同运动方向通过传感器的输出信号区分开,再利用信号处理电路将传感器输出信号转变为便于进行计数的数字信号。信号处理电路框图如图6所示。

热释电红外传感器输出的电压十分微弱,运用集成运算放大器LM324使传感器的输出信号放大至便于处理的1.0V~4.5V。将放大后的电压信号通过带通滤波电路、检波整形电路和进出人数统计电路将统计结果送入单片机。根据传感器输出信号的特征,带通滤波电路的上限截止频率设为16Hz,下限截止频率为0.16Hz;检波整形电路中,检波电路中遇到两个连续的低电平表示从进的状态转为出的状态,两个连续的高电平表示由出变进,高低电平连续变化表示进/出方向保持不变;整形电路遇到两个连续的低电平将原信号进行一次负跳变,遇到两个连续的高电平进行一次正跳变,从波形上区分进出的情况。图7所示为某次传感器测得的进出情况波形图,其中图7(a)为检波电路的输出波形,图7(b)为整形电路的输出波形。

图8为进出人数统计电路,由电压比较电路、8253等构成。8253有3个独立的计数器T0、T1、T2。计数器0和计数器1采用工作方式0分别用于进入教室和离开教室的人数统计,经过电压比较电路后的输出脉冲,高电平代表进入教室人数,低电平代表走出教室人数,将这个脉冲信号送入74LS74,用D触发器作方向判别,分别计数正反向脉冲数。计数器2采用工作方式3用于定时,输入的标准脉冲信号由控制器89S52的ALE引脚提供,计数器2输出的脉冲边沿作为中断申请信号,即每到10s,向8253提出一次中断申请,将当前的脉冲计数读出来,送入单片机计算教室内的总人数。

3.3 执行机构驱动电路设计

室内的照明灯具一般是白炽灯或日光灯。对于白炽灯负载,采用可控硅控制,由于可控硅的驱动电流很小,必须接限流电阻。对于日光灯负载,采用继电器控制,一般要在继电器的线圈两头加一个二极管以吸收继电器线圈断电时产生的反电势,防止干扰。

3.4 控制、存储单元设计

控制器是系统的核心,根据设计要求选用美国ATMEL公司AT89S52单片机。存储器采用美国ATMEL公司的低功耗CMOS串行EEPROM芯片AT24C02。AT24C02通过I2C总线与单片机进行通信。

4 系统的软件设计

本设计采用双元型热释电红外传感器检测人体运动方向,将采集到的信号进行分析,判断出人员移动的方向,规定人进入教室则计数装置加1,出则减1。设计软件的流程图如图9所示,图9中键盘主要用于某些特殊情况,例如开会时会场的布置、突发状况等,由管理员按下按键。单片机软件主要的功能是:将测量的辐射照度转换成光照度;根据进/出室内的人员数量计算出室内的人数;根据设定的条件,对各组灯具的开/关进行控制。

5 结论

本文针对教学楼在不同时间段具有不同人流量的特点,对教学楼照明系统的工作模式按照时间段进行细分,采用智能照明系统控制教学楼灯具的开启和关闭,在保证必要照明的同时,可以杜绝教室内无人而灯具全部开启等浪费现象,以达到节约用电、减少开支、降低教育成本的目的。所设计的智能照明系统可以实现远程管理和控制,能显著提升学校的管理水平。

参考文献

[1]张艳雯.教室照明的经济分析及节能措施[J].岳阳师范学院学报(自然科学版),2001,14(2):73-75.

[2]GB/T50034-2004,建筑照明设计标准[S].

[3]廖炯奇,李永健,李殷洋,等.南宁自然光照度特征的分析[J].广西气象,1993,14(3):46-51,55.

[4]TSL230BR-LF Programmable Light to Frequency Conerters Datasheet[Z].United States:Texas Advanced Optoelectronic Solutions Inc..

《照明工具的研究》教学设计 第2篇

过程与方法：通过观察、研究各种代表性的照明工具，了解它们的优缺点。

情感态度价值观：照明工具将依据人们新的需求不断发展，并将继续发展。

二、教学重难点：

观察、研究各种代表性的照明工具，了解它们的优缺点

三、实验材料：

A组（火把）：棉布、一次性筷子、柴油、铁盘、沙子

B组（蜡烛）：蜡烛

C组（白炽灯）：电池、电池盒、小灯泡

D组（LED灯）：电子、LED灯泡

E组（油灯）植物油、蒸发皿、棉线、煤油灯

演示材料：25W白炽灯、25W LED灯

四、教学过程

（一）揭示前概念

1.古人日出而作，日落而息。夜晚在没有太阳的情况下，他们就创造了很多照明工具。

2.揭示前概念：从古至今，从中到外，你知道有哪些照明工具？

（二）体验照明工具

1.人类创造出来的照明工具，不是一下子出来的。这些工具在哪些方面发生了变化？

2.今天模拟了几种典型的照明工具，观察这些照明工具有什么特点。

3.介绍几组材料，它们分别是火把、蜡烛、白炽灯、LED、油灯。特别提醒火把注意安全。

4.提供学生记录单，学生分组轮流实验、记录。

5.小组进行讨论交流，并整理你们的发现，思考这五种照明工具的发展顺序，你推测的理由是什么？

（三）观点交流

1.你观察研究了哪些照明工具，它们有什么特点？它们的发展历程，后一种工具解决了前一种工具的哪些问题？

2.引导学生从不同的角度思考问题，如便捷、经济、安全、卫生、美观等角度看待照明工具，提出自己的见解。

3.播放从火把到LED的视频。

4.各种照明工具发展的时间。

5.欣赏LED应用相关照片。照明工具向其他工具发展，进行整合，它不仅是照明，还满足其他需求。

（四）头脑风暴

1.LED就是完美无缺了吗？今后，人类的照明工具将怎么发展？现有的LED有哪些缺点？如果让你来设计新的照明工具，你会考虑哪些因素？

2.30年后的照明工具可能会怎样？

3.学生头脑风暴，照明工具发展，下一个关键词会是什么？

4.新的照明工具会取代旧的照明工具，旧的一定会完全淘汰吗？（如野外用火把）（在特殊的情景下，老旧的照明工具还会有它存在的价值，只不过它的应用范围会越来越小），让学生辩证思考问题。

5.小结：回顾一下，在本节课你感觉学习最困难的地方。

6.拓展：将照明工具的研究做成实践活动，开展长时探究。

板书设计：

照明工具

安全 持久 方便 环保

教学楼照明 第3篇

哥本哈根气候大会之后，节能减排、低碳环保的意识已深入人心；而发展绿色经济和循环经济，构建有利于节约能源的产业体系，加快调整能源产业结构，促进新能源、清洁能源、可再生能源发展更是“十二五”规划的题中应有之意。大力发展绿色照明等节能工程正踏在了时代的鼓点之上。

节能灯具的使用，正逐渐成为一个城市甚至一个国家节能状况的风向标。以赵恒谦教授为核心的哈尔滨世光光电技术开发有限公司（以下简称“世光光电”）的科研人员10多年来一直致力于这个领域的探索和创新，已成为这个行业的开路先锋。

高效节能灯具反射器节能灯具的开拓者

世光光电的前身为哈尔滨工业大学远光公司，它开发了第一代高效节能灯具，虽然在业内为开先河之举，但是其核心部件反射器的材质和膜系都存在缺点，阻碍了反射器向高端发展。

世光光电从创建起，就以研发高效节能的照明产品为己任。为了克服第一代高效节能灯具结构粗糙、易碎、质重、反射面眩光大，以及不能满足反射器复杂面形结构设计和制造工艺要求的缺点，世光光电经过几年的探索，直到2005年，在国家对中小型企业创新资金的支持下，终于实现了第二代高效节能灯具反射器的创新，反射器的反射率Ｒ≥92％，灯具的光效≥80％，最高灯具光效达89.7％。其主要特点为：

1. 新材质。既具有金属材料各种机械性能，又具有良好的物理化学特性：耐高温并有良好的绝缘性能、防腐蚀及防潮功效，可塑形为各种复杂面形，可制成具有良好光学镜面高反射率反射器的基础元件。

2. 新工艺。高温高压模塑成形，反射器尺寸一致，重量相同且互换性良好，反射面质地精细，这为光学镜面的研发奠定了物质基础。

3. 新结构。反射器面形态分两种，一种是纯镜面，一种是钻石面，钻石面和它的特殊角度有利于提高灯具的光效和投光面照度的均匀性。钻石面结构的反射器称为第三代高效节能灯具反射器。

4. 新膜系。第二代和第三代反射器光学反射膜系采用高真空镀膜和喷涂工艺及纳米喷涂工艺。目前世光己研发出的膜系有：低温膜系、中温膜系、高温膜系（包括光触媒膜）。其中低温膜系适用于封闭式灯具冷光源（荧光灯、无极灯、LED），其开放式灯具适用于任何光源；中温膜系和高温膜系适用于任何形式的灯具和任何光源，高温膜系中的光触媒膜灯具反射器具有自动清洁功能。

在第二代灯具的基础上，世光光电又开发出第三代高效节能灯具反射器，其中150瓦金卤灯的反射器是精品中的精品，其灯具效率超过国家A级，领先于国际水平。

由于第二代和第三代高效节能灯具反射器开发成功，节电效果获得突破性进展。采用世光照明灯具的企业和体育场馆，比原设计照明灯具至少节省37.5%以上的电量。世光公司的GT1—400瓦金卤灯替代传统的1000瓦金卤灯节电率60％（沈阳国际会展中心、沈阳美国GE公司）。GT1—150瓦金卤灯替代GT1—400瓦金卤灯，节电率62.5％（莱芜钢铁集团）。

节电60％意味着什么？1000瓦灯具每盏灯节电600瓦，每1.7小时可节省１度电，每天按8小时用灯，每盏灯每天节电4.7度。以沈阳会展中心为例，会展中心共装了864盏灯，每天节电4066度，按每度电需标准煤0.404公斤，共可节省标准煤1643公斤。若按此计算，每节约1度电，同时减少污染排放0.272公斤碳粉尘、0.997公斤二氧化碳、0.03公斤二氧化硫、0.015公斤氮氧化物，则其节能减排的环保效益十分显著。

“绿色照明、科学照明、健康照明”，这是世光遵循的照明理念，也是世光一直践行的行业标准。“绿色照明”是为了节能减排实现环保的战略目标；“科学照明”体现的是合理性，根据实际情况选择照明灯具；“健康照明”是指不论在什么情况下照明都要给人舒适感，不能有刺激眼的眩光存在。

以莱芜钢铁公司为例，莱钢原有500套灯具，其照明设计不合理，主要表现在设计理念“越亮越好”。世光以绿色照明、科学照明、健康照明为指导，对莱钢的照明系统进行了大胆革新。把没必要的光源去掉，最大限度地减少眩光，光源在色温的选择上也更科学，增加了工作人员在工作中的舒适度。各车间改造情况如下：

酸洗车间原装400瓦金卤灯69盏，现装世光150瓦金卤灯69盏，照度达到 102 勒克司；老水处理厂原装100瓦金卤灯29盏，现装世光55瓦金卤灯9盏，照度达到39勒克司；冷轧车间改前装400瓦金卤灯39盏，改后装世光150瓦金卤灯39盏，平均照度76勒克司；平整车间改前装250瓦金卤灯60盏，改后装世光150瓦金卤灯60盏，平均照度82勒克司；罩退车间改前装250瓦金卤灯57盏，改后装世光150瓦金卤灯57盏，中心照度150勒克司，平均照度82勒克司；污水处理车间改前装250瓦金卤灯150盏，改后装世光150瓦金卤灯20盏，中心照度108勒克司；仓库改造前装400瓦金卤灯56盏，改造后装世光150瓦金卤灯56盏，平均照度106勒克司。

莱钢改造前用电总功率153.25千瓦，改造后为48.75千瓦，总节电功率105.2千瓦，年节电38.398万度电，最低节电率40％，最高节电率78％，平均节电率68%。由于各车间用电时间不同，有的一天24小时运转，以平均每天用电10小时来计算的，减排效果非常明显，每年节省标准煤15.5万公斤，减排二氧化碳356.5吨。

由于世光的产品极具节能效益和环保效益，深受市场青睐。除上述莱钢公司外，世光光电先后为多家企业进行节电项目改造：全国最大型轧钢车间之一的张家港钢厂宽厚板热轧车间，经改造后节电率为57%，每年节省电费120～130万元；北京铁路局电力与内燃机车大修厂，经改造后，每天用电量由原来的22.96千瓦，降到10.4千瓦，平均照度由原来的60勒克司提高到380勒克司，节电率达55%……

我国是继美国之后的第二大能源消耗国，而照明消耗掉的能量占社会总能量消耗的15%以上。目前我国主要靠燃煤发电，燃煤会产生二氧化碳、二氧化硫及粉尘颗粒。因此，节电给社会带来的不仅仅是减少生活消费和降低生产成本，最重要的是同时还节省能源、减少污染。

节电不仅是节俭，还是环境保护的潮流，绿色文明的时尚。节能减排是利国利民的大事，国家也以实实在在的政策给予大力扶持，若将我国的传统照明方式予以改造，使用高效节能的灯具，则可创造难以估量的经济效益和环保价值。

创新精神铸就品牌

世光公司创建于2000年，位于哈尔滨高新技术开发区，公司始终秉承“以人为本”的发展战略，大力重视人才培养。

世光大力抓素质教育，请进来、走出去，结合3C和质量管理体系的认证进行职业培训，提升了公司整体人员的业务水平。世光还为优秀青年技术人员提供到哈工大深造的机会。目前世光培养的第一个本科毕业生以优异的成绩完成学业，并取得了学士学位，在技术水平上获得国家二级照明设计师资格。

世光有着卓越的科技人员队伍，有哈工大光学专业的教授、清华精密机械专业的高级工程师（原留苏博士）、在英国企业打拼多年的光学制造工艺专家（高级工程师），工人队伍由高级技师和技艺精堪的工人组成。这样一批老中青组成的科技人员便是世光公司的人才结构，这些人乐此不疲地打拼在节能环保事业第一线，为实现公司的远景目标而不懈努力。

世光以哈工大高科技人才为知识宝库，以哈工大应用技术研究所为技术支撑平台，以哈尔滨髙新技术开发区为发展根基，以科技部中小企业创新基金为创新保障，将光学设计与光学工艺作为专项研究课题，注重产品的开发与创新，将新材料、新结构、新工艺、新膜系应用到照明电器中来，取得了一系列重大成果。

每一个企业都有自己的弱点，世光也不例外，在开发过程中，因很多不可控因素公司曾一度受挫，在公司最困难时，员工慷慨解囊支持公司渡过难关。经过整顿和改革，在高开区的全力支持下，赵恒谦教授带领全体员工奋斗3年，终于走出了困境。到2010年，公司产值已翻了5倍，员工待遇也大幅提升，一个和谐的极具创新力的世光公司重新站了起来。在这段期间，他们获得的最宝贵经验就是“坚持”。

坚持的深层含义就是创新，即使是在给员工开支都困难的情况下，世光公司仍坚持创新。他们把市场交给长期与其合作的沈阳欧艺公司，这样既节省了精力又取得了共赢。2011年，世光公司将强强联合的双赢方针又向前推进了一步，与广东伟成电子公司合作，在两广及东南亚和英联邦市场推出世光公司的高效节能灯具。世光公司以改变、提升、发展的战略眼光把自己融入新一轮的改革大潮中，并将引领高效节能灯具反射器向更高平台发展。

创新是世光公司永恒的主题，目前，世光己经完成了三代高效节能灯具反射器的开发，第四代高效节能灯具反射器的膜系实验工作己经结束，今年将完成反射器材料的更新。

在未来发展的道路上，世光人将秉承“创一流科技品牌，创一流产品质量，创一流企业信誉”的经营理念，不断开拓创新，以营造绿色高效照明环境为己任，努力打造属于自己国家的民族品牌，为推动和引领我国照明文化和营造绿色光环境的发展而不懈努力。

教学楼智能照明系统的节能控制研究 第4篇

关键词：智能控制,双元型热释电红外传感器,光频转换器,单片机AT89S52

引言

学校教学楼内灯具大多采用手动控制, 即使严格管理, 仍不可避免地忘记关灯, 造成巨大的能源浪费。据测算, 教学楼耗电量占学校所有耗电的40%左右[1]。因此把节约能源的观念引入教学楼的设计中具有十分重要的意义。

目前教学楼使用的开关主要包括两种:一种是定时开关结合手动开关, 它通过对开灯和关灯的时间设定, 以达到对教室定时开灯和关灯的效果, 但是无法根据室内的照度进行自动开关灯, 也无法根据室内人员的多少确定开灯数量。另一种是采用红外感应开关或者声控开关, 它虽然可以根据人员流动控制灯具, 但仍无法根据照度自动控制灯具。这两种开关都没有实现真正意义上的智能化, 并且不能对多灯进行选择控制。

结合上述特点, 本文在教室照明系统中采用光频转换传感器和热释电红外传感器分别检测光照的强弱和教室人数, 由测得的光强和人数自动控制灯具开关以及开灯具的数量, 有效地实现节能控制。

1 照明系统总体设计构成

系统主要构成为: (1) 时间电路。教学楼区别于一般建筑物的显著特点是使用时间集中, 非使用时间关闭照明设备电源, 可节约能源。 (2) 室内光照度检测和人数检测。在使用时间段如果光照度能够满足我国《建筑照明设计标准》 (GB50034-2004) [2], 系统自动关闭照明设备所有电源;如果光照度不能够满足照明标准, 教室没有人, 系统同样关闭电源;如果教室有人, 系统自动开启适当的灯具组数。根据教室座位数的多少将灯具分成4组 (120个座位左右) 或6组 (180个座位左右) , 每组灯具的数目和布局根据室内实际情况进行合理设置, 对灯具的开关操作以组为单位进行操作。

系统总体设计框图如图1所示, 由N个教室、RS485网络以及PC机软件平台构成。安装于控制中心的电脑控制着整个智能照明系统的电源, 并且可以根据RS485网络对整个教学楼照明系统进行维护和管理。

图2是系统中控制单个教室照明设计框图。它由光电检测模块、热释电红外人体探测模块、控制器、驱动电路以及灯具组、RS485接口电路等组成, 可将光电检测模块和热释电红外人体探测模块采集到的光照信息以及室内人数信息送到了控制器, 控制器根据这些信息对照明设备进行控制, 实现灯具自动开启。本文主要针对教室照明控制部分进行设计。

2 系统硬件设计

2.1 控制、存储单元设计

控制器是系统的核心, 根据设计要求选用美国ATMEL公司AT89S52单片机[3]。存储器采用美国ATMEL公司的低功耗CMOS串行EEPROM芯片AT24C02[4]。AT24C02通过I2C总线与单片机进行通信。

2.2 光照度测量单元设计[5]

光照度不能直接进行测量, 先测量出室内光的辐射照度, 然后根据光照度和辐射照度的计算公式求得光照度。辐射照度测量传感器选择美国TAOS公司生产的光频转换器件TSL230BR-LF[6]。

TSL230BR-LF与单片机的连接电路如图3所示。其中OUT为TSL230BR-LF的输出频率fo, 接入单片机的T2端测得fo后, 与图4 TSL230BR-LF频率-辐射照度关系曲线进行比较, 可以计算出室内的辐射照度Ee。根据测得的辐射照度Ee, 即可求出光照度Ev。

2.3 室内进出人数测量单元设计

此单元选用双元型热释电红外器件P2288-02, 可以实现对人体进/出门方向的判断, 通过后续电路对传感器信号进行处理, 单片机对进/出人员计数得到室内的总人数。

2.3.1 双元型热释电红外传感器判断人体运动方向的原理[7]

热释电红外传感器主要用于检测人体发射的红外线。单型热释电红外传感器由于只有唯一的一个敏感元件, 因而对不同方向运动物体只能产生同样的反应信号。而双元型热释电红外传感器具有两个完全相同的敏感元件, 其中一个敏感元件是用来检测红外线, 而另一个在表面覆上红外反射膜, 红外反射膜达不到全反射的效果, 较佳达到70%反射。当人体静止时双元型热释电红外传感器两元件极化程度相同。当人体沿着两个敏感元件反向串联的方向 (见图5 (a) ) 从左向右经过, 传感器输出波形大致如图5 (b) 所示, 由于右边的敏感元件为噪声补偿元件, 因此波形的第二个正峰值低于第一个正峰值。如果人体运动方向相反, 传感器输出信号如图5 (c) 所示。

2.3.2 信号处理电路设计

将不同运动方向通过传感器的输出信号区分开, 再通过信号处理电路将传感器输出信号转变为便于进行计数的数字信号。信号处理电路如图6所示。

热释电红外传感器输出的电压信号十分微弱, 运用集成运算放大器LM324放大, 使传感器输出信号放大至便于处理的1.0～4.5V。将放大后的电压信号通过带通滤波电路、检波整形电路、进出人数统计电路, 将统计结果送入单片机。根据传感器输出信号的特征, 带通滤波电路的上限截止频率设为16Hz, 下限截止频率为0.16Hz;检波整形电路中, 检波电路中遇到两个连续的低电平表示从进的状态转为出的状态, 两个连续的高电平表示由出变进, 高低电平连续变化表示进/出方向保持不变;整形电路遇到两个连续的低电平将原信号进行一次负跳变, 遇到两个连续的高电平进行一次正跳变, 从波形上区分进出的情况。图7为某次传感器测得的进出情况波形图, 其中图7 (a) 为检波电路的输出波形, 图7 (b) 为整形电路的输出波形。

图8为进出人数统计电路。它由电压比较电路、8253等构成。8253有3个独立的计数器T0, T1, T2。计数器0和计数器1采用工作方式0分别用于进入教室和离开教室的人数统计, 经过电压比较电路后的输出脉冲, 高电平代表进入教室人数, 低电平代表走出教室人数, 将这个脉冲信号送入74LS74, 用D触发器作方向判别, 分别计数正反向脉冲数。计数器2采用工作方式3用于定时, 输入的标准脉冲信号由控制器89S52的ALE引脚提供, 计数器2输出的脉冲边沿作为中断申请信号, 即每10s向8253提出一次中断申请, 将当前的脉冲计数读出来, 送入单片机计算教室内的总人数。

2.4 执行机构驱动电路设计

室内的照明灯具一般是白炽灯或日光灯。对于白炽灯负载, 采用可控硅控制, 由于可控硅的驱动电流很小, 必须接限流电阻。对于日光灯负载, 采用继电器控制, 一般要在继电器的线圈两头加1个二极管以吸收继电器线圈断电时产生的反电势, 来防止干扰。

3 系统软件设计

本设计采用双元型热释电红外传感器检测人体运动方向, 将采集到的信号进行分析, 判断出人员移动的方向, 规定人员进入教室则计数装置加1, 出则减1。设计软件的流程如图9所示, 图9中键盘主要用于某些特殊情况, 例如开会时会场的布置、突发状况等, 由管理员按下按键。单片机软件主要的功能是:将测量的辐射照度转换成光照度;根据进出室内的人员数量计算出室内的人数;根据设定的条件, 对各组灯具的开/关进行控制。

4 结论

本文针对教学楼在不同时间段具有不同人流量的特点, 对教学楼照明系统的工作模式按时间段进行细分, 采用智能照明系统控制教学楼灯具的开启和关闭, 在保证必要照明的同时, 可以杜绝教室内无人而灯具全部开启等电能浪费现象, 效果明显, 达到节约用电、减少开支、降低教育成本的目的。设计的智能照明系统对教室的照明可以实现远程管理和控制, 将显著提升学校的管理水平。

参考文献

[1]张艳雯.教室照明的经济分析及节能措施[J].岳阳师范学院学报 (自然科学版) , 2001, 14 (2) :73-75.

[2]GB/T50034-2004, 建筑照明设计标准[S].

[3]AT89528bit Microcontroller Datasheet[M].United States:Atmel Corp.

[4]AT24C02Serial EEPROMDatasheet[M].United States:At-mel Corp.

[5]廖炯奇, 李永健, 李殷洋, 等.南宁自然光照度特征的分析[J].广西气象, 1993, 14 (3) :46-51, 55.

[6]TSL230BR-LF Programmable Light to Frequency Conerters Datasheet[M].United States:Texas Advanced Optoelectron-ic Solutions Inc.

照明模拟技术引入室内设计教学论文 第5篇

一、室内照明设计作业存在问题及成因分析

笔者在多年的教学过程中发现，尽管很多学生照明设计作业的视觉效果较好，但在照明设计的理性思考方面一直存在一些问题，与兄弟院校交流后得知，这些问题在其它高校也普遍存在。主要是：1、学生在布置顶平面时，往往将重点放在灯具与顶平面的构图关系上，很少主动地思考光在室内空间可能产生的实际效果，仅凭视觉感受被动地完成灯具布置;2、对照明器具的数量及可能产生的实际照度与亮度考虑得过少(更别提光源的功率、光色、灯具配光曲线等设计细节了)，设计作业中常常出现照明器具布置数量过多的情况，若予以实施极易导致空间照度过大、亮度过高，并产生能源浪费的现象;3、3D效果图中对灯光效果的模拟过于随意，灯具数量与顶平面图不吻合，即效果图的灯具设置和顶平面的灯具布置是分离的，效果图绘制过程中主要依据视觉效果增减灯具和调整亮度，并不与顶平面图完全对应。事实上，这种绘图方式也无可厚非，毕竟3D软件研发者的初衷，就是靠绘图者视觉的感受调整灯光效果，而非高仿真性，但问题在于，工程实施的主要依据是顶平面图，并非效果图，那么要保证效果图中的灯光效果在实际工程中能够实现，这显然不太可能。上述问题的出现并持续存在，必定是教学过程中出现了问题，究其原因，应有以下几点：第一，教师、学生对照明设计方案的可实施性不够重视。就多数情况而言，学生的课程作业基本以虚拟设计为主，实施的可能性较小，从而导致教师与学生过度迷恋纸面上的感性虚拟效果，较少理性地计算对实际照明效果有重要影响的物理数据;第二，照明专业教师匮乏。近些年，照明技术的进展日新月异，照明设计也逐步走向专业化，然而，我国的照明设计教育依然比较落后，国内比较成熟的涉及照明专业的院系较少，而仅有的这些院系在照明设计人才的培养上也存在各种问题，如复旦大学的培养对象侧重于光源与灯具的研发，相对国内急缺的照明设计人才的培养还有一定差距。教育的落后也导致了从事照明设计教育专业教师的不足，尽管国内高校室内设计专业都开设有照明设计课程，但任课教师多为非专业人员，他们更注重照明灯具的造型设计，照明的表现手法与视觉效果，缺少对照明技术知识的传授，教学效果并不理想;第三，教学设施不健全。光线是无形的，并不以物质形态存在，它的这种特性也决定了教学的特殊性，即不通过实验教学仅靠理论授课和虚拟设计难以真正让学生理解照明，只有在真实的场景中体验照明并对其进行实测才能切实提高学生的照明设计水平。然而，我国多数院校的室内照明设计教学一直处于一种尴尬的境地，由于受经费、师资能力等各种因素限制，绝大多数高校室内设计专业都缺少照明实验室，造成学生没有动手操作并体验照明的机会，更没有实测各种光环境的条件，使学生无法真正理解照明物理量的视觉意义，始终无法调动起教师的积极性和学生的兴趣。由此可知，室内照明设计作业出现问题的原因是多方面的，既有主观原因也有客观条件限制，短期内难以解决，当前迫切需要找到一种简单易行的.应对方法。实践经验表明，照明模拟技术对辅助专业设计的作用日益突出，在国内外得到了普遍认可，因此，笔者认为，将照明模拟技术引入室内照明设计课或室内设计专项课能一定程度上缓解上述问题的发生。

二、照明模拟软件的选取

将照明模拟技术引入室内设计教学，虽然难以解决光环境的真实体验问题，但有助于学生理解、掌握照明技术的基本知识，对学生深入认识照明物理量的视觉意义也有一定帮助。本文所指的照明模拟软件不同于3D效果图制作软件，虽然这些软件也能输出三维的照明场景效果图，但场景图的照明效果与模型中照明器具的位置及参数有直接关系，换言之，模型中的照明器具是决定照明效果的关键因素(3D效果图的照明效果并非完全是照明器具决定的，照明器具也没有具体的灯具型号、照明功率等各项参数)，这种照明效果更接近方案实施后的真实场景，具有高仿真性，对于这一点，照明模拟软件与3D效果图制作软件有本质的不同。一言以蔽之，如果学生能够熟练使用照明模拟软件，那么，在设计照明方案时也能较准确地控制照明的最终实施效果，因此，将软件引入教学有其必要性。相关文献表明，目前，市场上大约有50多款商业照明软件，这些软件有的侧重于自然采光，有的侧重于人工照明，至今并未发现能兼顾二者的照明模拟软件。从辅助设计的角度出发，自然采光软件方面：Ecotect、Radiance和Daysim比较适于设计专业学生学习;人工照明软件方面：比较成熟的是Agi32和Dialux，但Agi32价格昂贵，学生难以接受，Dialux具有易用性好、计算精确度高、可免费使用等优点，适于学生学习、掌握。对照明设计专业的学生而言，自然采光和人工照明两个方面的软件都有必要掌握，但对于室内设计专业的学生，只掌握一款人工照明软件也基本能满足专业学习的要求。主要原因是：1、自然采光软件主要为建筑设计服务，对建筑学专业的学生比较重要，对室内设计专业的重要程度有所降低，相反，人工照明软件对室内设计专业的学生比较重要;2、由于室内设计专业学制时间短(一般4年)，学习课程门类较多，在有限学制内安排多门照明软件课，难度较大。因此，笔者建议，将人工照明模拟软件Dialux引入室内设计教学即可。

三、Dialux引入室内设计教学的途径与方法

照明模拟软件Dialux是德国DIAL公司与多家国际知名灯具厂家联合共同投资研发的一款人工光照明软件(其自然光的计算能力较弱)，1992年，该软件正式推出，目前是欧洲最顶级的专业照明软件之一。Dialux界面友好、使用简单，兼容性强，得到了众多著名灯具厂商的灯具插件支持，可广泛用于建筑、景观、道路、隧道等灯光场景计算、模拟。另外，该软件版本更新较快，可免费下载使用，尽管有建模能力弱、渲染效果不真实等缺陷，但并不妨碍这款软件在亚太地区的推广，目前，已成为我国使用最广泛的照明模拟软件。Dialux软件的主要操作流程是：首先搭建仿真模型并赋予材质;然后置入家具和灯具;最后进行照明计算，自动生成报表。报表内容主要有灯具信息、测光结果、眩光值、3D效果图、伪色图、各室内界面的照度值、亮度值等。可以说，计算结果不仅有照明的视觉场景文件也有量化数据信息，能够全面衡量照明方案的质量。这种操作模式适于空间及灯具排列比较复杂的照明场景计算(如专卖店、餐厅等空间)，输出报表的内容也比较全面，但对于办公室、教室等比较简单的照明场景，采用这种模式就过于麻烦。因此，Dialux从3.1版开始，就提供了精灵操作模式，这种模式适于空间比较规则并采用均质照明的设计方案，依据设计方案输入空间尺寸、界面反射比、灯具款式、数量及位置等信息，软件便可快速计算出工作面照度并渲染出灯光场景图，尽管报表输出内容较少，但操作过程极其方便、快捷，非常适合辅助办公、学校、医疗等空间的照明方案设计。精灵模式的另一特点是操作界面易懂，即便使用者没有受过专门的软件培训，也能很快了解、并掌握该模式的操作、使用方法。

(一)引入途径

将Dialux引入室内设计教学，首先要解决软件的学习问题，结合室内设计专业的课程设置特点，软件学习可从如下三个途径解决。第一，开设专门的Dialux软件课。室内设计专业一般开设Cad、3DMax、Photoshop等软件课程，如果课时允许，可对教学计划适当调整，将Dialux加入软件课程，较早地解决该软件的学习问题，为后期的照明设计课和设计专项课打好基础。笔者认为，20个课时基本能完成该课程的讲授和学习。第二，在照明设计课中增加软件学习内容。如果软件课程中无法增加Dialux，也可以尝试在照明设计课中学习。照明设计课主要解决照明基础理论与照明设计问题，但照明设计如果仅停留在概念和视觉层面，没有光的量化信息，不能称之为完整的照明设计。尽管软件学习会占用、挤压本应用于方案设计的时间，但与专门的软件课不同，在此阶段学习Dialux，能够很快用于辅助照明方案的设计，对于此，也可以说是该课程学习Dialux的一个优势。第三，在设计专项课中学习Dialux。可以说，在设计专项课中学习该软件，不是太好的途径，毕竟设计专项课主要解决的是各类空间的综合设计问题，涉及内容多，课程时间紧，而照明设计仅是设计专项中的一个要素而已。但各院校状况不同，出于各种原因，有时也只能将Dialux设置在某个设计专项课中。如果采用这种途径，也只能要求学生掌握Dialux精灵模式的操作即可(4个课时基本可以熟练掌握)，换言之，通过精灵模式辅助照明设计，至少能保证设计方案中灯具的款式及数量不会出现大的问题，对于照明细节，则不能过于苛求。

(二)引入方法

将Dialux引入室内设计教学可达到两个目的：其一，对于均质照明设计，学生通过反复模拟训练，能够掌握照明设计的一般规律，以此为基础，在不依靠软件的情况下，凭借模拟阶段积累的经验，也可以顺利完成照明方案而不会出现原则性错误;其二，对于非均质复杂性照明设计，通过软件的仿真模拟与计算，能发现设计方案存在的问题与不足，以模拟结果为参照依据，可将原照明方案修正得更为合理。为达到上述目的，通过合适的教学方法将模拟技术与设计课程紧密结合至关重要，而方法的选择要基于软件的特性及课程的需要，可从如下两个方面入手：第一，规则空间、均质照明的教学方法。前文已经提到，对于办公、教学、医疗等以工作、学习为主的场所，其空间一般比较规则，主要采用均质的一般照明方式。对此类空间，可采用Dialux的精灵操作模式，通过系列照明模拟训练掌握照明设计的基本规律。方法是：设定空间原型和照度标准(照度标准参考建筑照明规范要求)，选用一款常用的照明器具(格栅灯具或筒灯)作为一般性照明的光源，均质排列灯具后进行模拟计算，观察灯光场景效果图、等照度图和测光结果，若工作面照度计算结果与设定标准相差太大，可调整灯具数量然后再次计算，直至找到理想的照明方案。以此类推，在保持空间三维尺寸和照度标准不变的情况下，依次改变常用照明器具，并对不同灯具照明方案的模拟结果进行比较，经反复对比，可初步掌握类似空间照明器具的选用与排列规律。以此为基础，还可以在不改变照明器具款式的情况下，改变空间的尺寸和灯具数量，观察计算结果有什么变化规律。通过这种教学方法，第一个教学目的基本可以达到。第二，非规则空间、非均质照明的教学方法。很多商业类室内设计项目，其空间形态往往变化较大，照明方式也强调个性化、艺术化，对这类空间的照明设计，不能说没有规律可循，但探寻个性化照明方案的设计规律本身没有太大意义。因此，对商业类空间的照明设计，采用Dialux对其仿真模拟，发现问题并进行方案修正更为重要。显然，Dialux的精灵操作模式无法满足这类空间照明模拟的要求，需要使用另一种更复杂的操作模式。与第一种教学方法不同，商业类空间的教学应尽量与课程实践相结合，如可在照明设计课中安排小型商业空间照明的设计任务，或在商业空间的设计专项课中，要求学生对设计专项的照明方案进行模拟、计算，根据模拟结果，进一步优化设计。采用这种教学方法，学生经过多个设计案例的实践，基本可以熟练掌握Dialux辅助商业空间照明设计的流程与方法。

四、结语

教学楼照明 第6篇

[关键词]照明镇流器 HID灯管 照明控制

现代人每天下班回家时往往已到了万家灯火时，从居室用餐到睡觉前这段时间里，往往是你业余生活最丰富的时候。而这段时间你的一切活动几乎都离不开照明。由于居家生活的丰富多彩，所以对照明的要求已不只限于功用性目的，逐步发展到兼有装饰作用。几年以前，北美照明协会（IESNA）的一位主席对未来二十年内照明系统的前景提出了自已的观点，他预计未来的照明系统将会是很容易适应用户需求变化的并有完全集成功能的系统，而不是用一批独立元件的组合系统。今天，照明新技术不断开发出来，如固态电子器件、光系统、通信和控制技术等，下面笔者就其谈一下照明最新技术及其照明性能的革新。

镇流器系数（BF）的应用

目前，T8直管式荧光灯和电子镇流器被广泛选用。电子镇流器使用了固态电子器件，可以将60Hz的输入电流先整流，然后用变频器转换为2000～6000Hz的高频电流，该高频电流使荧光灯管点燃工作。具有高频电流的电弧流导致激活更多的荧光（磷）粉，提供更多的光输出。

使用电子镇流器的一个最大优点是充分考虑镇流器系数（BF）的作用。尽管在应用电磁式镇流器没有用BF的概念。镇流器系数（BF）是一个商用镇流器与一个BF为1的参考镇流器的光输出的比值。

那么，将T12荧光灯管都换成T8荧光灯管（灯管和灯具的数目不变），用BF为0.88值时，就可以提供等效的光输出。

同时，当照明系统的照度过低时，或者在直管荧光灯具成行布置中想减少灯管数量，规定用镇流器系数BF值为1.2。在这种情况下，由于BF系数较高，使得荧光灯管能够多提供30％的光亮。使用了高BF值（1.2）可以不必耽心对荧光灯管的过激励。

要求超过HID（高强度放电）灯管的性能

T8灯管和电子镇流器的照明系统的性能又有提高，可以替代HID灯。通常，在高大的仓库中采用HID灯具，可以很好控制光亮，灯管的流明值很高。但是T8荧光灯管与金属卤化物（M－H）相比较，其使用时间较长，在开敞式灯具中眩光又很少，具有较好的维持流明特性，较好的显色性，开灯时响应更快。

如在仓库中采用白色抛物面的直接/间接8英尺长工业灯具，按16英尺间距布置，提供的平均维持照度为5fc（fc：英尺烛光，1fc=10.76lx，编者注）（垂直），其最大比值为12∶1。用一个瞬时启动的电子镇流器可以点燃一个灯具中的四支F32T8XL/835灯管。当仓库处于待使用状态时，无源红外光敏元件能关掉无人使用时仓库中的80％灯具。

但在散装贮存库和装船处所，安装9支12英尺长灯管的荧光灯具，按26 17英尺中心间距布置，可提供20fc水平照度的照明。

这种照明方案需耗费7万美元，大约需2年时间回收投资。

不断改进性能的HID灯管

HID灯管仍保持其高性能。特别是最新脉冲触发（PS）系列的金属卤化物灯（M－H）改进了标准金属卤化物灯（M－H）的照明性能，可代替已过时的高压钠灯系统。

新的额定功率为35～700W的脉冲触发（PS）型灯管，在电弧管中不需要触发电极。PS灯管的发光效率增高到110lm/W，灯管维护改进了80％左右，灯光的颜色仍是一致的，预热和重新点燃灯管的时间可缩短50％左右。

平均流明值较高的360W PS灯管（31500lm）的发光性能比平均流明值较低的400W标准灯管（28800 lm）要好。如果一个仓库内照明需要配置400支400W标准M－H灯管/镇流器的灯具，若使用新的360W PS灯管/镇流器，只需要配置360个灯具就可以了。

光波导技术提高视觉的舒适性

经过20多年的努力，办公室的照明目标已消除了光源的直射眩光，又能防止阴极射线管（CRT）的显示屏上的光幕反射，因为稍稍凸起的CRT屏幕几乎是垂直的，它反映出来自工作者背后灯具的反射眩光。因此，现在设计的荧光灯具，用深漫射格栅遮蔽灯管，或者采用悬吊式的非直射灯具。

当然，第二代个人计算机是用液晶显示（LCD）的全平屏幕显示器。全平屏幕以垂直线为基准向后倾斜约15 ～30 。并且常常比眼睛所在平面低。现在有漫射格栅的荧光灯具具有最高的光强。当观看倾斜的平面显示器时就会产生不希望有的眩光。

一种新设计的灯具解决了这个问题，方法就是仔细地控制向下直射的这部分光线。由于该灯具的横截面是较薄的，灯具中有两支54W T5HO荧光灯管，光线从一个丙烯酸塑料板的两侧投射出来。

在丙烯酸塑料板底面的一块半折射薄片传送一个均匀的低眩光而向下照射。有24％的光流明是向下照射的，其余的光流明是向上投射的。用顶棚的亮度来平衡丙烯酸塑料板的亮度，该灯具就避免在液晶显示器（LCD）全平屏幕上产生的干扰反射或阴影。

照明控制

在现代建筑物中，使用定时器，传感器，或光敏元件来实现照明自动控制功能是普遍的。选用各种建筑物自动化系统（特别是直接数字控制系统）来触发照明电路和接触器。

许多照明系统制造商正在网上工作，实现在他们的专用系统与开放协议DDC网络之间形成有限制的互用性。

低电压双绞线是DDC网络中最通用的传输介质，但要取决于频带宽度、距离及其他因素的要求。还有许多种传输介质，包括窄频带或扩展频谱的PLC（电力线载波）信号，射频（RF）发送器或红外（IR）发送器，都列入技术规程的表中。用路由器将直接数字控制网络通过调制解调器遍布在标准的或专用的电话线上，或者遍布在TCP/IP（传输控制协议/因特网协议）网络，如一个企业局内网或全球因特网上。

因特网协议是控制照明或任何地方的用电负荷的最重要的方法。

用因特网和传呼机技术控制照明

用传呼机控制照明来代替时钟和光电池是一种新技术。传呼机控制系统有三个元件，一是远程通信单元（RCU），即在你所要控制的照明灯的场所安装的远程接收盒；一是地面计算机，对接收机广播指令；一是卫星传呼机网络，进行前两者间的连接。

远程通信单元（RCU）包括一个用于控制照明的处理机，一个内装蓄电池的嵌入式时钟，一个传呼接收机，每日四次从卫星网络上获取信息。每次传输的短促脉冲串（burst）中包括了确切的时间（为了校准远程通信单元的时钟），该天的太阳的降落和升起的时间，以及任何接收到的对于当地程序指令的变换。因此，RCU可以在一天的任何时间关灯或开灯，或者根据太阳降落或升起的时间关灯或开灯。例如，控制器能在太阳降落前25min时开启停车场的照明灯，在早晨2：00时关灯。广告牌照明将是传呼机控制器的最大市场。传呼机控制器也适用于体育场馆或类似设施的室内照明。

不需要灯光时开灯会减少利润，管理人员希望对重要的照明负荷能按确切时间开关灯。美国北卡罗来纳州一个商业中心使用传呼机控制停车场照明、壁装及屋顶装泛光灯照明、人行道照明以及租户的显示信号板。有时，租户要延长开灯的时间，传呼机控制器能遥控改变预设的开关灯时间，是比较便宜的控制照明方法。

过去，必须打电话申请改变预设的开关灯时间，现在你接入制造商的Web网址，就能预设或改变开关灯时间。点击“单元编程”，显示编程页，输入姓名和密码，就可以为任何远程位置的任何电负荷设定时间表。

一人广告牌（或者其他电负荷）“有一个电灯泡烧坏了”，如系统中有一个双向无线通信装置和一个远程通信单元（RCU），就可传送出这个信息。这个控制系统能够在监控中心利用计算机控制和监测照明预设的开关灯时间。当发生一起在规定开关灯时间之外的故障时，该远程通信单元立即进行诊断，将有关信息返回监控中心。双向通信无线通信装置与RCU单元、电子邮件、传呼机/或传真机之间进行互相转发有关信息，然后通知用户。所报告的信息中包括断电、恢复供电以及灯泡损坏等。

通过对最新照明技术的了解，就可以扩大对所有照明项目的解决方法。如一个节能的仓库设计，具有完美照明环境的计算机站，会议中心或研究设施，或者与剧院建筑风格协调的照明方案等。

参考文献:

[1]谷青.为什么中功率HID电子镇流器在国外市场上少见?[J].光源与照明,2005,(1):41.

[2]路秋生，张卫平等.常用高频电子镇流器电路改进及调光[J].中国照明电器,2002(1):12-14.

[3]刘晓胜，戚佳金，牟英峰等.网络化实时路灯精确监控系统的总体设计[J].电气传动,2004,(6):3-6.

[4]陈传虞.浅谈电子镇流器的电磁兼容问题[J].中国照明电器,2004,4.

[5]吴瑶，谢秋芳，鲍爱娟.紫外线强度与电源电压的关系[J].中华医院感染学杂志,1995,5(2):95-96.

[6]唐宇，刘汉奎，张相军等.一种直流供电低压钠灯电子镇流器及其控制方案[J].中国照明电器,2007,(6):1-4.

教学楼照明 第7篇

学习领域等理实一体化课程教学模式是以行动导向为实施原则, 在一种完整的、综合的行动中进行思考与学习, 按照“信息、计划、决策、实施、检查、评估”完整的行动进行教学, 不仅是知识的积累, 更重要的是综合职业能力的提高。

一、学习领域

1. 定义

德国各州文教部长联席会议将学习领域定义为:是一个由学习目标表述的主题学习单元。

欧盟Asia-Link项目“关于课程开发的课程设计”课题组著文:以职业任务和行动过程为导向的, 通过目标、内容和基准学时要求描述的课题单元。

中国教育部职教专家姜大源的研究:学习领域就是建立在教学论的基础上, 由职业学校来实施的学习行动的领域, 包括实现其培养目标的所有学习任务, 并且通过行动作为导向的学习情境来使其具体化。

北京师范大学职教专家赵志群对其的理解表述为:现代职业教育的一种课程模式, 是培养综合职业能力的“内容载体”, 学习领域是一个以职业的典型工作任务为基础的专业教学单元, 它由具体的“工作领域”转化而来, 常表现为理论与实践一体化的综合性学习任务。

2. 内涵

根据以上各家对学习领域的定义, 通过综合分析归纳出学习领域的内涵以及思路:

学习领域是一个主题学习单元, 可以将这个主题学习单元称为课程;

典型工作任务是学习领域课程的核心, 学习领域来源于工作领域中的典型工作任务;

学习领域课程是优秀的理实一体化课程, 遵循“设计导向”的现代职业教育思想, 培养学生的专业能力、方法能力和社会能力的综合职业能力。

3. 思路

学习领域课程教学基本思路是:由与该教育职业相关的职业行为体系中的全部“行动领域”导出相关的“学习领域”, 再通过适合教学的“学习情境”使之具体化, 每一个学习情境均包括理论知识与实践操作, 如图一。基本路径可简述为“行动领域——学习领域——学习情境”。

二、《照明设计技术》学习领域教学实践

1. 学习情境设计实践

学习情境 (learing situation) 是在典型工作任务基础上, 由教师设计用于学习的“情形”与“环境”, 是对典型工作任务进行教学化处理的结果。如果说学习领域描述是课程标准, 那么学习情境是实现学习领域能力目标的具体的课程方案, 是学习领域框架内的用学习任务来表示的小型主题学习单元。

简而言之, “学习情境”是“行动领域”“学习领域”的具体化, 是教学的实施方案, 是学习领域课程标准的关键环节。

如何把握好这一关键环节, 走好第一步, 在一线《照明设计技术》实践教学中, 首先根据已有教材章节内容, 初步梳理其中理论性环节和实践性环节, 找出其中关联的内容, 并根据已有经验, 判断难易程度, 以递进关系, 设计学习情境。如光度学、色度学基本知识, 电光源的种类, 质量标准等基础理论知识, 与实际工业产品举例相结合, 力求做到知识与产品的结合。

其次, 利用校企合作的机会, 深入企业调研, 了解实际产品生产使用流程。最主要的是聘请企业专家, 对目前使用教材进行指导。利用企业专家一线生产、科研的经验, 对当前课本教材的教学提出意见, 更有效地对学习情境进行设计, 使其对企业的生产应用更具针对性。

再次, 设计“无法预测”的工作任务, 解决非程序原则的突发性问题, 培养学生的创新性以及职业发展“后劲”。

2. 学习情境实施教学实践

客观上, 中职学生对于单调枯燥的理论知识灌输是比较排斥的, 但是作为教师, 不能就此也排斥理论知识的讲授。无论是哪个领域, 都没有脱离实践的理论, 也没有脱离理论的实践。理论知识的灌输, 原则上做到“适度够用”, 留有余地。争取在实践环节中引导学生对“余地”拓展与深思, 不仅让学生知其然更知其所以然。

在课堂设置方面, 力求做到理论实践的统一。如各类光源的识别, 主要侧重于光源的应用领域学习, 但对于光源的发光原理等理论知识, 则必须进行必要的讲解。因此, 此章知识的授课全部安排在实训室进行。这就需要对实训室进行必要的“改建”, 使其能有效地进行理论知识的讲授。

引入企业工作设计场景, 让学生身临其境, 充分感受到一线生产实践的工作氛围, 把书本理论知识与今后工作的具体应用联系到一起。“实践含蕴理性, 理性指导实践”。提高兴趣、加深记忆、增强能力, 反复学习反复实践。

3. 信息化技术的支持

信息技术已经越来越多的运用于课堂教学, 对教学的技术支持收到了十分可喜的效果。《照明设计技术》教学中灯具的防护等级的掌握, 是一个典型的包含着理论与实践的教学项目。对于灯具的防护等级, 国际上已经有了一套比较成熟的标准。然而在教学中, “标准”的讲授是生硬的, 学生对于生冷枯燥的标准数据没有热情, 让他们背下并理解这些数据, 意义也不大。但是对于标准数据的实际使用却是很重要也很关键。如何构建一个适合防护等级教学的环境, 让防护等级数据不再生冷而是生动, 是教师在教学过程中需要思考和解决的关键。

通过教学实践开发, 初步构建了灯具防护等级仿真教学软件, 在软件中设计灯具的各类防护等级的模拟真实展现。通过数据输入, 模拟某种等级环境, 通过软件判断分析, 利用相应的仿真展示此类灯具在相应等级下的状态。 (如稳定照明还是产生破裂甚至爆炸等)

当枯燥的数据对应仿真环境之后, 学生提高了兴趣, 而兴趣是最好的老师。很显然软件的开发使用, 再结合课堂上学生的亲自体验, 获得了很好的教学效果。

三、学习领域教学实践的反思与展望

以《照明设计技术》为例开展学习领域的理实一体化教学课程实践, 取得了初步成果, 积累了一些有效的理实一体化教学经验。通过阶段性实践教学, 在开展学习领域的理实一体化教学中, 需要更进一步总结反思。

1. 教师、教材、教学场地的反思

(1) “没有教不好的学生, 只有不会教的老师。”尽管中职学生客观上存在厌学、抽象思维不够、不会学等原因, 但都不是教师作为教不好的理由。作为中职教师, 自身能力的培养以及观念的转变, 都需要不断地与时俱进, 不断地学习提高, 尤其对于学习领域课程教学的认识与实践。

当前, 无论是学习领域课程教学还是其他一些优秀的理实一体化教学课程, 其教学能力的要求, 都超过了中职教师的平均水平, 这是客观存在的现实。好东西交到使用者手上, 发挥多大的效能, 需要使用者对其的掌握程度以及应用能力。

如, 该如何提取“适度够用”的理论知识与在实践中扩展“留有余地”的知识方面, 如何设计“学习情境”方面, 教师的能力水平要经受充分的考验。

又如, 培养学生知其然并知其所以然的能力方面, 以教学中灯具的防护等级为例, 多数学生很准确地学到了灯具在超自身环境下会炸裂, 但不知为何会炸裂, 以及同等环境下变量条件的改变又会引发什么情况, 学生都止步于前。

(2) 教育部教高[2006]16号文件指出:“与行业企业共同开发紧密结合生产实际的实训教材, 并确保优质教材进课堂。”目前大多数中职学校所使用的教材为校本教材, 在校教师对于教材编写虽经验丰富, 但有可能与市场需求脱节, 与一线生产实际脱节, 导致理实一体化程度不高。教材是知识与实践的纽带, 好的教材事半功倍, 需要教师在教学实践中不断改革探索。

(3) 与教师能力类似, 学习领域课程教学对于教学场地、设施、设备的要求, 也到超过了当前中职学校所能承受的平均水平。理实一体化教学成本过大且耗时, 如为了增强《照明设计技术》中施工图绘制的教学效果, 就需要专业的设计平台与设备。同时为了学生的学习效能, 通常需要开设小班制。

又如, 在灯具的防护等级软件开发中, 需要很高的物力及人力成本和软件开发的专业知识, 人力、物力、财力、智力成本的累加, 这些都需要大多数中职学校更大的勇气做出各方面的投入。

2. 文章的展望

(1) 校企合作的切实深入。校企双方互相支持、互相渗透、双向介入、优势互补、资源互用、利益共享, 是办好职业教育、开发及实施好学习领域等理实一体化课程的重要途径。需要政府、学校、企业三方负责人的远见卓识。

(2) 学习领域课程是“诞生”于德国的优秀理实一体化教学课程。引入我国之后, 必须结合我国国情, 根植于中国的土壤, 才能做到以学生为中心、以市场为中心、以发展为中心;才能超越与创新;才能成为有中国特色社会主义职业教育发展的强劲助推器。

参考文献

[1][5][6]李雄杰.职业教育理实一体化课程研究[M]北京:北京师范大学出版社, 2011 (8) .

[2]欧盟Asia-Link项目“关于课程开发的课程设计”课题组, 学习领域课程开发手册[M].北京:高等教育出版社, 2007:9.

[3]姜大源, 当代德国职业教育主流教育思想研究理论、实践与创新[M].北京:清华大学出版社, 2007.

[4]赵志群.职业教育工学结合一体化课程开发指南[M].北京:清华大学出版社, 2009.

[7]雷正光.职教“学习领域”的变革[J].中国职业技术教育, 2002 (07) .

教学楼照明 第8篇

1 高校教学楼建筑节能改造的必要性

高校校园节能作为一个课题,对于我们国家建设资源节约型社会有着重大意义。然而我国高校现阶段的校园能耗问题却依然存在着各种现实问题。

1)我国高校校园数量、在校生人数在增大。以天津地区为例,高校数量由1999年的21所发展到2013年的56所,增加了将近3倍。而在校生人数也有99年的9.05万人发展到2013的49.43万人,增长了近5倍多。

2)我国高校人均能耗量大。我国高校人均能耗量远远高于我国其他类人群的能耗水平。据调查,我国高校人均能耗水平为0.816t标准煤,是人均生活用能的4倍多,是办公机构的5倍。

2 高校教学楼建筑照明能耗特点

1)教学楼照明系统照明灯具老旧,能耗巨大。

2)教学楼照明系统缺少智能化的管理,照明分区不明确。

3)照明能耗具有阵发性。高校教学楼建筑能耗高峰期,主要集中在上课期间,也就是8:00-12:00,14:00-18:00之间。可以将节能改造的研究重点放在这一时间段的研究上。重点控制该时段的供暖,供电等的合理应用,减少不必要的浪费。高校教学楼建筑能耗低谷期,主要集中在寒假(1-3月)、暑假(7-8月)期间。

3 智能控制系统在教学楼建筑节能改造中的应用

3.1智能照明系统在教学楼建筑节能改造中的应用

3.1.1高校教学楼建筑照明能耗现状

教学楼在高校校园中是使用率较高的一类建筑,然而高校教学楼建筑的照明系统却存在着各种浪费和效率低下的问题。主要表现在：广泛使用高能耗旧式照明灯具,这类灯具能量消耗大、寿命短、光照舒适度不佳且难于控制;照明系统缺乏智能控制,照明的开关、数量、照度不能根据室内环境而自动控制,经常出现教室与走廊的照明采用同一个照度、无人教室正常开灯等现象。

3.1.2智能照明系统的应用策略

1)新型LED灯具

灯具是智能照明控制系统的控制对象,因此灯具的选择对于整个系统来说至关重要,也是教学楼建筑节能改造的重要环节。LED灯是当今较为节能环保的一种灯具。其中白光LED灯最为适合教学楼建筑照明系统,主要分为LED灯泡、LED灯管两种形式。其主要由PN结芯片、电极、光学系统组成。LED灯具是一种冷光源、无灯影、无辐射、低热量的灯具,其具有节能化、人性化、健康化、艺术化的显著优点。采用这种灯具可以大大节约能源,同样照度下,其耗电量是白炽灯的十分之一,荧光灯的1/2。

2)照度采集

智能照明系统的终极目标就是建筑的节能,而充分利用自然采光是实现这一目标的重要手段。自然光的照度每时每刻都在变化,因此要对自然光的照度进行采集并根据照度的变化来调节控制照明系统，从而达到降低能耗的目的。实现照度采集有两个关键点:

(1)光照传感器的选择。光照传感器是通过光敏元件将光信号转化为模拟电信号,最后经过放大器转化为数字信号的传感器。其主要类型有光通量传感器、光强度传感器、光照度传感器。光照度传感器是最为常用的一种光照传感器,其具有速率高、低功耗、量程宽的优点。

(2)光照传感器的布置。大多数高校教学楼室内都是外墙开窗的设计,因此室内自然光变化很大。光照传感器应分区布置,靠近窗口的地方布置传感器以检测自然光的照度,教室中间区域和内墙区域分别设置传感器以检测不同部分的室内自然光照度。LED灯可根据不同光照传感器的检测数据来同意调节灯具的亮度。

3)人体红外线检测

关闭教学楼无人区域的照明同样是实现建筑节能的有效手段。这种对教学楼室内空间进行实时跟踪的控制方式需要人体红外线检测技术的支持。该技术的核心在于:

(1)人体红外线传感器的选择

(2)人体红外线传感器的布置

3.1.3智能照明控制系统的节能潜力

合理的照明方案以及科学的控制系统,不仅仅是高校照明节能改造的重要手段,更是高校管理水平的重要体现。

目前我国高校教学楼尤其是老旧教学楼的照明控制还属于粗狂型模式,智能化程度不高,有很大的节能空间,潜力巨大。

高校教学楼建筑智能照明系统的节能潜力从量的角度来讲也是相当巨大的。以天津地区某高校教学楼为例。该教学楼有40间教室,每间教室平均有20盏灯(双管荧光灯),每盏灯60瓦,每天开灯平均浪费一小时(所有能耗均化为时间计算),一年就浪费用电的度数:40*20*60*1*365*0.001=17520k W·h。每度电以0.5元计费,一年浪费的电费:17520*0.5=8760元。从数据来看,高校教学楼建筑照明能耗无论从能源还是从经济的角度都是相当有节省潜力的。智能照明系统不仅可以减少照明时间,还可以提高照明质量,从而提高学习环境和学习效率。由于合理的控制,灯具效率的提高,智能照明系统的节能效果可以达到20%左右。

4 结语

智能照明系统在教学楼建筑的节能改造的应用,能在一定程度上控制和减少教学楼建筑的用电量,完全符合我国建设“两型”社会、“两型”校园的主旨精神,具有如下现实意义:

1)节约资源,降低教学楼运行成本。智能控制系统的应用,提高了照明设备、供暖设备运行的合理性,大大节约教学楼的能耗。

2)提高教学楼及校园的管理水平。智能控制系统通过信息的集成,使整个教学楼的管理的科学性、效率性、节能性大大提高。

3)智能控制系统是教学楼节能改造的重要部分,是实现“两型”校园的基础。

参考文献

[1]郁聪.中国绿色照明工程实施背景及内容[J].中国能源,2001(2):12.

[2]沈瑞珠.智能照明系统在智能建筑中的应用[J].低压电器,2002(5):20-22.

[3]韩磊,刘木青.一种基于现场总线的分布式智能照明控制系统的设计[J].光源与照明,2007,6:25-28.

[4]张艳雯.教室照明的经济性分析及节能措施[J].岳阳师范学院学报:自然科学版,2001,14(2):73-75.

[5]邓琦.智能照明控制系统的实际应用[J].湖南水利水电,2007(3):85-86.

[6]郭铁桥,陈勇.教学楼智能照明系统的研究[J].计算机技术与发展,2010,20:265-267.

教学楼照明 第9篇

关键词：高职院校,室内设计,教学,照明设计

冈那·伯凯利兹说:“没有光就不存在空间。”光是一切生命的源泉,是所有生物赖以生存的基础,光赋予建筑以生命,在室内设计中,人们越来越认识到光的重要性,甚至有人把光称为室内空间中的第四维度。它犹如空间魔法师,能够增强空间的立体感,丰富室内表情,营造室内氛围,美化室内环境等。

室内光环境设计是室内设计人员的必修课之一,然而目前许多高职院校室内设计专业教学中,对室内光环境设计特别是照明设计的教学非常薄弱,甚至由简单的顶面图取代。因此,针对教学中出现的问题,对于如何提高室内设计教学中照明设计的有效性进行研究是很有必要的。

一、室内照明设计概述

室内光环境设计包括自然采光和人工照明,由于室内设计是在已有建筑物的基础上进行设计的,因此一般情况下室内设计中对自然采光的改动不会很大,甚至绝大多数情况下,自然采光的位置是不需要进行调整的。因此在室内设计中设计师重点设计的内容就是人工照明部分,这也是室内设计专业学生需要学习的重要内容之一。

学生在进行项目设计时,经常会陷入为了照明而设计照明的误区,更多的是要在整体方案设计、具体图纸绘制和设计方案表现等各个阶段充分考虑和设计照明形式,以提升整体室内空间品质。室内照明设计不仅能加深学生对室内空间的认识,而且是提高学生整体设计水平的有效途径之一。

二、当前室内照明设计教学中存在的问题

1. 教师对照明设计的重视程度不够。

在目前高职院校的室内设计教学中,教师大多把力气花在了方案的设计理念、平面布局、流线设计、造型构思等方面,常常忽略室内照明设计,或者是缺乏对照明的整体考虑和深入设计。于是,很多学生的设计方案也出现了流于表面、深入程度不够的问题,这直接导致方案中的照明设计部分仅仅是为了完成任务,简单地把灯具布完,草草收工。

由于教师的重视程度不够,在室内设计专业的课程设置中,照明设计往往是《室内设计概论》课程中的一个章节一带而过;或者是《人体工程学》课程中控制眩光等的内容;即便是在项目设计中,教师和学生往往把照明设计与顶面图的设计画上等号,顶面图画好了,似乎就解决了室内照明设计的所有问题。

2. 教师专业知识不足,理论与实践脱节。

随着科技的不断发展,室内照明设计已经成为一门综合性的专业学科,仅仅通过学校的学习,对这方面的认知是远远不够的。高职院校的教师大多缺乏实践的设计经验及专业的室内照明设计方面的学习,直接导致在照明设计方面的教学不够生动、透彻,学生自然缺乏学习的兴趣,设计中无法体现光对于空间的重要性,所有的空间中,照明设计都是千篇一律,按套路进行。

3. 实训场地缺乏。

高职院校重视培养学生实践操作能力,重视校内实训场地的建设,这是众所周知的,然而很少有学校配备室内灯光或照明实验室,这使得学生对照明参数的理解仅仅停留在理论上,无法获得不同室内光环境的亲身体验,大大削弱了学习效果。学校学习的缺陷也势必影响到以后的工作,如:室内的配光、眩光的控制、光在室内空间中的光影效果,等等。

三、提升室内照明设计教学有效性的策略

1. 重视师资建设,提高教师的专业水平。

教师是学校的根本,是学校的核心竞争力,要培养出优秀的人才,必须拥有优秀的教师,而优秀的教师需要具备系统的专业知识和教学技能,所以教师专业素养的不断提高和更新是学校和教育工作者需要共同面对的课题。随着科技日新月异的发展,室内照明技术不断提高,教师急需进一步学习相关的理论和实践知识,主要可以通过以下途径解决:(1)学校组织专业教师参加专业灯光设计师的学习和培训,甚至是考取相关证书,这是提高教师专业素养最有效、最直接的方法之一;(2)聘请专业的灯光设计师进入学校,进入课堂,通过做讲座、参与相关课程教学等方式,与教师和学生面对面地交流,互动;(3)教师和学生以工作室的形式参与实际项目的设计或管理,积累实践经验,丰富课堂教学。学以致用,这是学习的最终目的,教师专业水平的提高就是不断学习的过程,它离不开社会的土壤,离不开实践项目的磨炼。

2. 提升教学环境,优化课程设置。

(1)学校室内照明实践场所的建立和完善

照明实验室有利于学生学习室内照明的基础知识,感知不同照明参数的灯光效果,是高职院校培养应用技能型人才的重要场所。近年来,大多数高职院校已经认识到实训室的重要性,很多学校都大力建设校内外实训场所,但为室内设计相关专业建设的照明实训室还比较少。因此,有条件的高职院校可以建立独立的光环境实验室或室内照明实验室;如条件不成熟,也可以在专业实验室中开辟一定的区域设置室内照明体验空间,其最终目的就是要让学生亲身体会到灯光赋予室内空间的重要生命力,以利于后期的照明设计。

(2)案例学习、实地调研

案例学习是积累经验、提升设计能力的重要途径之一。学生通过实地调研、学习优秀的室内照明案例,对照明布局、照明类型、灯具选择、光色运用、眩光控制等进行分析、比较和总结,可以有效地促进项目方案的设计。如可以带领学生参观有代表性的博物馆,感受其特有的照明艺术,除了测量博物馆照明的照度和亮度等基本照明数据,更重要的是指导学生参观的方法,大厅采用自然采光或一般照明,而珍品展示区,是最特殊的局部照明。分析被照明物体的特性,然后结合实际空间、人员流线等因素去设照明方式。在确定照度上,按照对光的敏感性可分为:特别敏感、敏感、不敏感,因而照度标准定为≤50lx、≤150lx、≤300lx。然后根据照度亮度转换公式和物体的反射比,计算出物体表面亮度,从而最终选择合适的光源(不含紫外线)和灯具,并计算出光源的瓦数等,完成照明设计。除了统一参观、分析,学生还可以利用业余时间,参观不同类型的室内空间,完成照明分析报告。

(3)照明设计的模块化训练

根据高职院校学生的特点,可以将理论知识的教学融入模块化的训练中,提高学生的学习积极性。专业知识的模块化训练具有较强的针对性,首先可以通过照明设计的理论教学与前期的实地调研、案例分析相结合,充分调动学生主观能动性,让学生自己总结照明设计中的规律,再由教师进行总结,层次清晰,条理分明地阐明室内照明设计的相应理论知识,使学生能够较快地掌握相关知识点,同时引出顶面、插座图的绘制等专业实践的知识。

在具备充分的感性认识和理论储备的基础上,有目的地选择办公空间、商业空间、娱乐空间等具有代表性的室内空间进行专门的照明设计训练,绘制顶面图,开关插座图等。在进行过几轮修改、校正以后,学生可以学习使用简单的照度计算软件DIALUX等专业软件进行照度计算和室内照明模拟,更进一步增强学生的感性认识,对自己所做的照明设计有一个直观的反馈和感受,因为各类型空间的照明设计重点不完全一样,如:办公空间更加注重照明的舒适性,商业空间注重照明的展示性,而娱乐空间则注重照明的艺术性,所以学生在设计时要有所侧重。

(4)提升综合实训项目中的照明设计水平

实践是检验真理的唯一标准,在室内设计专业教学中,完整的项目实训是整个教学体系中重要的组成部分,学生可以将之前所学的系统的室内照明设计知识运用到综合实训项目中,同时能通过完整的项目设计,用一种更高的、更全面的视角来衡量照明设计在整体空间环境中的优劣。

在实训中,引导学生查阅国家照明的相关标准,如《建筑照明设计标准》GB50034-2013、《商店建筑设计规范》JGJ48-2014(照明部分)等。如国家标准中没有和设计项目相关的数据,则可以参考类似的标准,或分析空间特点和要求后,自己设定照明数据。通过学生的自主学习,既可以弥补教学中对规范教育的缺失,又可以减少理论教学的枯燥和乏味。然后按照照明设计模块化训练时的设计步骤与要求,计算照明数据和绘制图纸,并鼓励学生在实训项目中,发挥自己的创造性,进行一些个性化的照明设计。

3. 根据具体情况,建立多元的评价体系。

室内照明设计的学习是一个集理论、考察、实践、检验于一体的综合的学习过程,仅仅通过一张试卷或一个方案来评定学生的成绩是不科学的,对学生也不公平。因此,教师可以根据具体的学习内容和学习过程,细化评定项目,充分考虑学生的绘图能力、创新能力、实践能力等各个方面,用积极的态度鼓励学生认真参与每一个环节,建立起一个良性的、有效的评价体系。

总之,照明设计在室内空间中的重要性已经越来越为人们所重视,学校的教学也需要与时俱进,用行之有效的、适合高职学生特点的教学方法更好地达到教学目的,努力提高学生的照明设计水平,满足社会与企业的需求。

参考文献

[1]赵鑫珊.建筑是首哲理诗[M].百花文艺出版社,2013(01).

[2]北京照明学会照明设计专业委员会编.照明设计手册[M].北京:中国电力出版社,2006.

[3]周凌琳,王淮梁.家居空间照明设计初探[J].湖北科技学院学报,2015(03).

[4]沈卫.室内设计项目教学模式中的光环境设计教学浅析[J].吉林省教育学院学报,2011(07).

教学楼照明 第10篇

一、合理设计项目教学, 实现高效实训课堂

照明电路的实训课堂需要教师通过项目教学法实现“一体化”的教学内容, 从而培养学生将理论知识运用到实训当中, 这对于高效课堂的实现是十分重要的, 对于项目教学的合理设计需要通过教师对于学生学习水平的预测作为基础, 以锻炼学生实践能力和职业能力为具体内容, 以开发学生的创造力为前提进行。

1.注意项目的层次感, 让学生进行递进的规律完成项目, 减小项目的困难, 提升学生对于实训的信心。教师在实训项目的应用中应该注意对学生进行“分层教学”, 通过学生学习顺平的不同进行针对性的教学内容, 通过“因材施教”让学生在实训中找到自信和学习的动力。再者具有层次感的项目有利于激发学生的学习兴趣, 让学生通过阶段性的学习实行稳定性的进步, 根据对照明电路这一内容的了解可以得知, 只有进行合理匀速的项目设计才能让学生在巩固知识中实现进步和发展。

2.创建教学情境, 增加学生参与项目的热情。教师对于教学情境的设计是实现项目完成情况的重要前提和辅助条件, 学生会根据教师所创造出的实训课堂情境深入到项目中, 对于项目的完成度、认真度和投入度都具有重要影响。教师应该创造和学生日常生活相接近的生产情况, 通过布置“项目”的方式引入学生进入到实训课堂, 在减轻学生心理压力的同时引导学生主动发现问题、解决问题。

二、灵活使用教学方法, 解决项目应用问题

在以往的传统教学中, 通常都是以下步骤进行:第一、教师讲解设备的整体的工作原理和相关作用, 然后结合实际讲解组成部件的工作原理和作用。第二、教师根据原定的教学计划进行示范, 学生跟着教师进行模仿操作, 然后教师检验学生的完成效果。虽然教师十分重视学生的实践操作的重要性, 但却忽略了学生的创造性和创新性, 对于独立分析能力和合作能力有所缺乏。

1.利用项目教学优势, 促进小组合作学习, 培养学生共赢的职业意识。现代社会重视的是合作发展的作用, 但是由于在传统教学中所重视的是学生对于教师的“模仿”操作, 这对于学生合作学习共同解决问题能力的发展是有所局限的, 因此教师在项目的选择中可以选择可以共同完成的项目, 根据学生的学习特点和学习水平进行合理分组。例如在触电案例的项目中, 教师将收集到的相关案例进行分析处理设计成合作项目, 然后让学生对家庭、学校等场所进行照明电路的检查。2.学习设计一套“触电急救”的措施

培养竞争学习意识, 以项目的完成度作为竞争的主题, 从而促进学生对项目学习的积极性。竞争意识和合作意识都是必不可少的积极学习态度, 因此对于学生正确竞争意识的引导有助于学生提升学习兴趣, 从而有利于项目的高质量高速度的完成, 对于学生今后走上工作岗位所必备的工作能力的培养也是十分重要的。例如在实训中应用项目教学法, 教师为学生提供剥线钳、测电笔和尖嘴钳等工具, 通过对“照明电路的安装与检修”的项目主题让学生开展以小组为单位的竞争任务, 教师通过学生对导线的选择、元器件的排放、不限方式等进行细节考察, 同时规范性、美观性等也是教师的考察标准。教师可以为学生准备一些奖品, 从而提高学生的竞争动力, 同时也提高学生对学习的重视。

三、重视课堂综合评价, 完善项目教学应用

通过项目教学法在照明电路实训课中的教学效果和教学成果来看, 我们应该从两个方面进行评价其优点和不足, 从而通过不断改革创新完善项目教学在实训课中的应用。首先, 教师应该鼓励根据自身项目的完成情况和其他小组 (个人) 项目的完成情况进行自评和他评, 教师要记录学生对于自我的认识为基础的自我评价和对他人的评价。然后教师根据学生的发言情况、实训中对学生的项目记录、出现的实训问题和项目难点进行具体分析, 分别指出学生存在的不足和进步。最后, 教师和学生要统一对“项目教学法”进行评价, 对于实训课中的优点和需要完善的地方以匿名或者发言的方式提出来, 根据学生的建议不断完善项目教学法的科学应用。

项目教学法作为方便、实用的教学方法可以在照明电路实训课中进行推行, 根据教师对于学生的学习特点和水平要进行合理分析, 从而计划出适合实训的项目, 从而为培养学生学习能力和职业能力的共同发展, 从而成为社会需要的技术型人才。

参考文献

[1]马晓刚.项目教学法在电工实训课中的应用——照明电路的安装与检修[J].现代营销 (学苑版) , 2011, 12:284.

教学楼照明 第11篇

摘要：作为半导体照明的LED，从其诞生之日起就有飞速发展。LED光源照明性能的提高使得对其应用价值的探讨得到提升。随着城市的建设的发展，城市夜景灯光逐步走上正轨。许多城市开始了城市夜景专项规划。也有许多城市实行了专家审核批准制度。城市灯光正在由过去的盲动、无序转向有机、景观照明方向上来。本文从今日LED光源本身的特点和可预计前景出发，对这种照明在情景照明领域的价值予以探讨。

关键词：发光二极管；情景照明；环境光；焦点光；光辉表现；灯具；技术基础；散热

中图分类号：TN312+.8文献标识码：C

Application of LED Semiconductor Light Source in Scene Illumination

(Ledman Optoelectronic Co., Shenzhen 518108, China)

Abstract: LED, as applied as a semiconductor light source, has developed well from its naissance. It is necessary to discuss the importance of its applying with the raise of its output performances. Based the current characteristics and the perspective of LED light source, we discuss the value of LED while it is used in Scene illumination field.

Keywords:LED；Scene illumination；Ambient light；Focal glow；Play brilliance；Luminaries；Technical base；heat dissipation

引言

情景照明的定义：随着现代人对于智能、人性化、节能照明需要的渴望，人们利用适当的光源，制作可以调节照明色温和照度的人工太阳照明技术。

传统照明光源经过了两次飞跃，第一次是人们从以采用自然光源为主向采用电光源过渡，表象上看，就我们所说的白炽灯为主的电光源取代了火焰；第二次飞跃是荧光灯的问世，也就是光致发光技术的诞生。而今，从上世纪90年代刚刚发展起来的LED，不但在光色表现上已经接近前两者传统照明光源的性能，而且在多特性上有着独特的优势。然而本文不是讨论LED作为一个先进照明技术在照明领域对传统光源的替代性，而是就LED本身的技术表现，来讨论LED照明应用于情景照明领域的价值，甚至是较为独特的优势。

进入21世纪，城市的夜晚景观在国内外都受到越来越多的重视。美丽的灯光夜景是城市现代化的重要标志。开发城市的夜晚景观，是展示城市特色、促进商业和旅游业繁荣及迈向国际化的"硬件"条件之一。

现在的城市，没有夜景照明是不可想象的，所以城市的公用性建筑、标志性建筑，几乎都承担着夜间景观照明的使命。

国内很多城市已经意识到开发城市夜晚景观的重要性，并做了许多实际工作，取得初步成效。城市景观照明的发展极大也刺激了对照明产业的需求，同时对照明产品的功能及技术提出了新的要求。

LED在城市景观照明领域的应用优势几乎无可取代，具备高效节能、长寿命低维护、环保无污染、多彩新颖的LED 光源，取代传统的白炽灯和充气光源，逐渐成为城市景观照明中的主角，其条件已趋于成熟。

从今天照明用LED来看，主要的产品还是RGB混合和蓝光激发荧光粉两种白光生成原理的LED并行发展。事实上，这两种方式的照明LED在不同的方向有各自的优势，而且照明并不仅仅局限于白光的应用而已，在情景照明领域更是如此。

从照明本身的概念出发，按照RichardKelly的理论，我们就照明的以下三个基本功用来探讨分析LED照明在应用于情景照明领域时的特点。

（1） 环境光(Ambient light)——提供背景照明；

（2) 焦点光（focal glow）——提供局部的，重点的照明；

（3) 光辉表现（Play of brilliance）——提供光源自身的信息。

1 情景照明与照明

往往透过视觉、听觉、触觉等等的感官，情景照明信息的传达才得以实现，而作为一个常人，70%以上接收的信息是通过视觉完成，因此，对于光色信息的表达，照明就显得犹为重要。下面就几个具有代表性的情景照明种类予以讨论。

从传统意义上讲，建筑照明主要就是环境光的运用了。提供一个满足生产生活的环境，环境光显得尤为重要。不过，现代建筑情景照明已经不再局限于仅仅是对环境光的需求。可以这么说，建筑艺术与照明艺术在相当大的程度上已经融合，或者说后者已被前者吸收，成为现代建筑的一个亮点。作为现代城市建设新兴项目的夜景，正是这种艺术的部分表达；不单单是环境光的传统沿袭，而且在焦点光和光辉表现两个功用方面有了很大的发挥--从大面积的泛光投光灯具，到窄光束角的重点照明灯具，到凸显光源信息特色的点、带状光源都可以看出。不论解释为夜景照明是照明技术在建筑艺术上的价值体现，还是说建筑艺术因着夜景照明产生了一种新的艺术形式，都可以看出，照明技术在建筑这个领域所体现的独有的魅力。

音乐，演剧相关领域，照明的价值还是不小的。音乐厅、室对背景光的需求要满足艺术家或乐手识谱、演奏。不过，一个优秀的演奏厅里面的灯光应该是杰出的，因为还需要烘托一种气氛，而不仅仅是满足照度要求而已。那么，传统古典的氛围下，恰当色温的白光将决定整个现场的基调；面对现代或是流行音乐，灯光的作用显得更大——舞台变幻的各种灯光、屏幕等等。在这种场合下，照明的艺术就由光辉表现淋漓尽致地展现了，因为这样的场合并不是要求灯具提供多大的照明能力，需要的是灯光本身带出来的信息——不同的光束角、色调、方向的组合就是一种艺术的载体。

另外，灯具本身实则也可作为一件艺术品。因为灯具的实体在外观上的可塑性很强。立体的构造可以采用雕塑的形式。更可贵的是，照明的光辉表现功用大大增加了这种艺术形式的想象空间，因为，这样的艺术品不但有实体的表达，更有发出的各种光线——根据作者的思想——的表达。那么，这种艺术的实体就不仅仅是有形有质的灯具，还有变幻无穷的光线。

2 LED在情景照明中的技术基础

从光源的需求来看， LED性能是在日益发展。表1是美国能源部半导体照明工程发展规划部分技术发展指标

光效上，虽然就目前情况来看，国际市场中LED产品能达到这个要求的并不多见，或者说，没有这样的成熟产品成为市场主流。不过国际最先进的技术，例如Philips的 Lumileds于07年元月已经宣布，在他们开发的功率型LED产品已经突破100 lm/W, 达到光效 115lm/W。这样看来，我们还是有理由认为照明白光LED在光输出的能力上不会低于同等光色水平的传统灯具。

另一个很重要的因素就是光源的显色性。这是评价光源所提供谱线还原物体颜色的能力。事实上，现在市场上的主流GaInN蓝光激发荧光粉的白光LED产品，其CRI值不会大于80，这使得上述许多高显色性要求的场合中，这样的LED照明表现反倒不如含有大量不可见光谱成分的白炽灯、卤素灯等。那是因为许多这种方式的产品，其光谱输出如图1。

图1中的白光光谱可以看出，较长波段成分（640nm以上）是比较缺乏的，通过改进荧光粉，增加了600~650nm波段的光谱尖峰；CRI会有所改善。不过却会以部分光效为代价。针对这样的问题，许多机构、企业也有相应的技术加以改善，努力达到高光效下的高显色性保证。

当然，另一种以RGB三色LED混光方式得到的白光输出，其光色性能将更优于荧光粉受激的方式。其技术难度在于保持三基色LED的均衡性和控制的准确性，以及应对不同程度的光衰。

上面仅仅是例证，是要说明现在的LED技术光色输出的现状和前景，面对上述情景照明应用的场合是可行的。

具有传统通用光源光色输出能力的LED，也就是说作为光源，它具有足够光效和显色性，这样就使得应用在环境光和焦点光的时候，能够胜任这两个相关情景照明场合的光色需求。有一点更为可贵的是，照明LED的光输出只是集中在可见光谱（380~780nm）的范围内，可以不含有IR和UV波段的成分。在很多对光源敏感的场合，比如年代久远的绘画、雕塑或是特别的建筑材料等不会受到红外线或是紫外线的破坏。这在高显色性要求的场合就显得重要了。因为这样的情况，多为白炽灯或是卤素灯相关原理的光源，它们虽然可以提供丰富的谱线确保显色性，但是其额外大量的红外成分往往要采用特殊的光学处理掉才适用。不用产生多余有害谱线，却能提供几乎同样效果的显色性能，这就是LED在高显色情景照明场合的优势。如美术馆、画室、音乐厅等等。

另一方面，LED本身光色的丰富，是LED技术在情景照明领域的一个保证。我们知道LED可以产生高纯度的R、G、B三色，采用加色法可以得到丰富的色彩，几乎涵盖可见光波段。这样一来，在光辉表现的功用上就有相当大的优势。有限的灯具可以通过电路驱动的控制实现不同色调、色温的光输出，甚至可以根据其他信息实现变幻，比如根据音乐实现类似均衡器显示的视觉效果。多样的颜色输出和便利的可控性，使LED的光色表现有很大的发挥空间。这一点，在夜景工程的实践上效果比较显著。例如采用LED灯带、点状光源勾勒建筑轮廓，变色投光灯具的应用，动态泛光效果等等。所要说明的是，在光色可变性上，LED较传统灯具更有优势，实现比较大范围的效果差异，致使最终丰富的照明效果，为情景照明表现留下足够的空间，这是LED照明独特的地方。

LED的发光机制，使这种光源本身具有相对小的发光体积。既不象白炽灯类需要足够长度的灯丝发热，也不需要荧光类光源需要足够体积的等离子体。LED的光输出产生于固态半导体内，产生同等光输出所需的发光体积是现代光源中最小的。这就导致了灯具设计的便利性，因为光源体积很小。如果说，灯具的实现要体现情景照明，那么，小体积的LED就最大限度地不会影响灯具的情景照明实现——外观上影响不大。何况LED丰富的光色输出使这种情景照明形式具有它自己的魅力。如前所述，灯具的实体，和丰富光辉表现的LED光源，使LED灯具有它独特的灯具情景照明。

当然，LED发展到今天，相比于传统光源，也有其明显的弊端和缺陷。例如：

(1） 对温度的敏感性，使得目前的LED不太适合恶劣的温度环境；

(2） 工作电流变化对光输出的影响，为LED的驱动部分精度提出高要求；

(3） 规模生产中工艺方面的因素难以保证色温一致性；

(4） 太小的发光体积致使直接型灯具的眩光成为灯具设计面临的问题；

(5） 流明成本较传统光源来说偏高。

3 散热问题持续困扰LED的情景照明应用

LED是个光电器件，其工作过程中只有15%～25%的电能转换成光能，其余的电能几乎都转换成热能，使LED的温度升高。在大功率LED中，散热是个大问题。例如，1个10W白光LED若其光电转换效率为20%，则有8W的电能转换成热能，若不加散热措施，则大功率LED的器芯温度会急速上升，当其结温（TJ）上升超过最大允许温度时（一般是150℃），大功率LED会因过热而损坏。因此在大功率LED灯具设计中，最主要的设计工作就是散热设计。

另外，一般功率器件（如电源IC）的散热计算中，只要结温小于最大允许结温温度（一般是125℃）就可以了。但在大功率LED散热设计中，其结温TJ要求比125℃低得多。其原因是TJ对LED的出光率及寿命有较大影响：TJ越高会使LED的出光率越低，寿命越短。

表2给出了大功率白光LED的结温TJ在亮度衰减70%时与寿命的关系（不同LED生产厂家的寿命并不相同，仅做参考）。在表2中可看出：TJ=50℃时，寿命为90000hr；TJ=80℃时，寿命降到34000hr；TJ=115℃时，其寿命只有13300hr了。TJ在散热设计中要提出最大允许结温值TJmax,实际的结温值TJ应小于或等于要求的TJmax,即TJ≤TJmax。

大功率LED是焊在印制板（PCB）上的。散热垫的底面与PCB的敷铜面焊在一起，以较大的敷铜层作散热面。为提高散热效率，采用双层敷铜层的PCB。这是一种最简单的散热结构。

热量是从温度高处向温度低处散热。大功率LED主要的散热路径是：管芯→散热垫→印制板敷铜层→印制板→环境空气。若LED的结温为TJ，环境空气的温度为TA,散热垫底部的温度为Tc(TJ＞Tc＞TA）。

采用一定散热面积的PCB、装上LED的试验板，在LED工作状态下测出TC再计算的方法来作散热设计是一种简便、有效的方法，可以较好地设计

出满足结温TJmax要求的散热结构（PCB材质及面积）。

4 结 论

(1）正如本文所切入的，是从LED技术出发，情景照明主要也是使用照明的三个功用：

环境光(Ambient light);

焦点光(focal glow);

光辉表现(play brilliance)。

(2）光源性能的优异程度，与其情景照明实现的空间是正相关的。根据各自实际场合需求不同， LED光源在情景照明领域表现出非常优秀配色效果，随着LED技术的发展会使其情景照明价值得到持续的发掘。

教学楼照明 第12篇

一、学生情况分析的重要性

作为职中类学校的教师,只有更多地了解学生的情况,才能更好地开展实践教学活动。《家庭照明电路的安装》是机电类专业一年级下学期开设的课程,学生经过一个多学期的电工专业基础课的学习和技能训练已有一定的电路基础。而且学生在学习这部分内容时有一种愿望:想通过自己的学习,能够解决日常生活中出现的家庭照明电路故障。但我们的学生普遍存在着依赖性较强,缺乏独立思考的能力,平时总是老师怎么说怎么做,只会照猫画虎,没有学习的主动性。如何激发学生学习专业知识的兴趣和主动性,养成良好的学习习惯成为教师的首要任务,这样才能为将来起向工作岗位具备良好的职业修养打下基础。

二、教法与学法的更新

传统的教学方法,老师教,学生做,比较枯燥无法,提不起学生的兴趣。本人在教学过程中对教法学法进行了一些更新,融入恰当的多媒体教学,坚持贯彻“学中做,做中学”的教学理念,事实证明对提高学生的学习兴趣和学习能力有很大的帮助,并且也收到了一定的成效。

1. 教法

(1)以学生动手实践为主,教师指导为辅。(2)多媒体演示法。采用多媒体辅助教学,模拟实现照明电路安装,演示安装过程。比如通过课件演示“楼梯灯电路安装”和“日光灯电路安装”过程,将项目任务和安装过程直观地展现在学生眼前。这样既突出了教学学重点,又分解了教学难点。并且能够更好地激发学生的学习兴趣,增大教学容量,提高教学效率。(3)教学模式:主要采用示范、任务驱动、做学交替、项目导向以及理论联系实际的教学模式。对于学生容易出错的地方,教师示范纠正,让学生更明了。整个项目运用了课内训练、项目制作与电工工作情境仿真等多种教学手段来实现教学,充分体现项目的实践性与职业性。

2. 学法

(1)学生动手操作。通过器件的安装使学生对现有的室内照明电路安装所使用的设备有一定的了解,培养学生的动手能力以及安全意识,能够排除现实生活中家庭照电路的简单故障。(2)主动参与学习。学生积极主动动手操作练习,掌握安装工艺要求和操作规范。鼓励学生在学习过程中要不断挑战自我,不能一味模仿。(3)学会分析问题、解决问题。通过学生自己进行检测和排除故障,以及观察和分析的过程,进一步掌握新知识和新技能。同时采取鼓励等办法,使学生“爱学、好学”,让学生在排除故障中获得一定的成就感。

三、教学内容与过程构思

1. 项目设置

课程设计理念与思路:在机电专业的学生掌握了基本的电工基础与技能后,以该项目所需的知识及技能为教学内容重点,采用项目式教学模式对学生的基础专业技能进行引导教学,而一个典型的项目式教学的学习过程就是做什么、如何做、做得如何。该过程实际上也和我们学生今后在实际工作中的工作过程是一致的。

2. 内容设计

根据学生的掌握情况,结合照明电路安装所需的知识及能力目标,确定实训项目内容。比如说“双联开关控制灯泡、单联开关控制日光灯”照明电路的安装,其内容主要有电路图的识读、电路的安装、用电的安全等多个方面的知识点。

3. 教学过程

主要采用教、学、做、评相结合的方式。以双控照明电路的安装为例:

教:老师对该项目进行介绍,告诉学生要做什么。

首先,让学生思考现实生活中哪些场合用到“双控照明电路”,再介绍双控照明电路,让学生主动思考该项目所需知识结构,提起学习兴趣,再用启发引导法,从而使整个教学过程不至于枯燥无味。

学:老师对该项目进行引入,告诉学生如何做。

主要是老师进行实物及多媒体动画演示、学生模仿及分析讨论法,使学生掌握相关知识,进行分组及任务的分配。

做:项目开发与实践,该阶段主要是学生自己的做。

学生主要采用资料查询法进行知识准备、绘制电路图、选定器件等,结合理论知识进行安装、检测及排除故障。

评:项目考核与总结,也就是该项目学生完成情况如何。

该环节主要采用学生自评、互评和老师对学生的职业技能、职业素养、安装工艺、安全规章等方面给予肯定和指正。

四、学习效果评价

主要从学习过程、综合能力、理论基础三个方面进行考核。其中最注重的是对项目过程的考核。

实践教学证明,通过对教法学法的更新、加大对多媒体信息技术的应用、对教学过程的优化、结合新课程标准体系,教学效果有了很大层次的提高;为学生的就业也打下了坚实的基础,这与平时的教学方法和学习方法等一系列的改革是密切相关的。

摘要：在中职电类专业教学中,专业课程教学是教学活动的基础。中职电类专业课程的教学改革,应立足于新课程标准体系,明确本专业中职人才培养方案目标,对课程体系和课程内容进行优化,对教学方法进行创新。结合本人从事电类课堂教学的经验和感受,总结提出针对该课程教学方法及思路进行更新的一些方法。