一种教室书写板灯具安装方法与流程

本发明涉及led照明领域，特别涉及一种教室书写板灯具的安装方法。

背景技术：

目前各大中小学教室中的教室光环境对于学生而言并不算好，而不好的教室光环境，尤其是书写板处光环境的不佳会对学生的视力健康以及学习效率产生很大的影响，造成教室光环境不佳的原因有很多，除了灯具本身的光度学参数不佳、设计缺陷导致配光曲线不佳之外，教室灯具与书写板灯具的随意安装也会对教室光环境产生很大的影响；不同的安装位置不仅会导致灯具原本的设计毫无作用，更为重要的是还会对学生产生很大的影响与伤害。

技术实现要素：

本发明的目的是克服上述背景技术的不足，提供一种在统一的教室规格和书写板尺寸下的教室书写板灯具安装方法，以优化教室光环境，改善学生用眼环境。

本发明提供的技术方案如下：

一种教室书写板灯具安装方法；依照如下方法进行：

书写板灯具的安装位置根据以下公式确定：

y＝a+bx+cx²；

0.8≤x≤1

其中：a＝-304.904z²+1457.553z-1733548；

b＝796.861z²-3813.112z+4539.552；

c＝-530.355z²+2541.329z-3028.789，0.1≤z≤0.3；

式中：y为书写板灯具距离书写板面的水平距离；

x为书写板照度均匀度；

z为书写板灯具距离书写板上沿的垂直距离；

坐标原点在教室书写板上沿中点。

所述教室书写板灯具为等间距布置的三个，三个书写板灯具排列成一条平行于教室书写板板面的直线；两两书写板灯具之间的距离以及书写板灯具与教室侧墙的距离均相等。

所述教室中还使用9个教室灯具；9个教室灯具分成三排，每排等间距布置3个。

所述教室及书写板均为标准的教室尺寸与书写板尺寸。

所述教室灯具与书写板灯具的ies文件均使用分布光度计进行实际检测，保证灯具配光曲线的准确性，减小试验误差。

所述教室书写板灯具安装方法中，以书写板灯具距离书写板面的水平距离x和书写板照度均匀度y之间的曲线关系作为主要的数学关系式，以书写板灯具距离教室书写板上沿的垂直距离z和主关系式系数之间的曲线关系作为辅助表达式，来对主关系式做加强说明，降低试验误差，保证结果的准确性。

本发明所述教室书写板灯具安装方法，并不是根据传统的安装经验进行灯具安装，而是通过软件建模，使用专业设备测试得到的灯具ies数据，得到大量的计算数据，最终通过曲线模拟得到的数学关系式，提高书写板灯具安装的准确性，使灯具设计更好的应用于教室光环境。

本发明的有益效果为：本发明提供了一个统一的灯具安装方法，避免了传统依靠经验安装所导致的不能最佳的体现书写板本身的设计、教室光环境不佳、对学生以及教师视力影响等诸多问题；从而提高教室书写板灯具安装效率、提高书写板的照度均匀度，进而优化教室光环境，改善学生用眼环境。

附图说明

图1是本发明实施例的教室模型俯视图。

图2是本发明实施例的教室模型侧视图。

图3是图1所示教室书写板灯具安装方法的书写板灯具配光曲线图。

图4是图1所示教室书写板灯具安装方法的教室灯具配光曲线图。

图5是图1所示教室书写板灯具安装方法的曲线拟合图。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施方式对本发明做进一步说明。

如图1及图2所示，本发明提供的教室书写板灯具安装方法，通过建立数学模型，从而得到书写板灯具2最优的安装位置，坐标原点位置为教室前墙书写板1正面上沿中心点处。书写板灯具距离书写板面的水平距离，使用参数y表示；书写板灯具距离教室书写板上沿的垂直距离，使用参数z表示；教室书写板照度均匀度，使用参数x表示；所述书写板灯具安装方法的主表达式的自变量系数分别为a,b,c。

本发明首先通过分布光度计测得书写板灯具和教室灯具的ies文件，分别将教室灯具与书写板灯具安装在分布光度计的测量位置上，而后运行设备，对书写板灯具和教室灯具3进行光度学参数的测量，主要测得两种灯具的配光曲线，同时将导出书写板灯具与教室灯具配光曲线的ies文件(此文件可用于之后的教室建模计算中)，用于模拟两种灯具在教室中的配光情况，完善教室模型整体的光环境，而后使用dialuxevo建模软件进行建模；教室模型整体的尺寸仿造实际教室尺寸等参数建立，根据实际教室测得的各个建筑面的反射率、材料及对应颜色，在软件中正确设置；在教室内添加一定数量的桌椅、书写板等必要的教室设备；书写板使用标准尺寸，即4m×1.2m，建立3个书写板灯具模型、9个教室灯具模型；而后将测得的ies文件导入到建模软件中。模型建立完成后，在书写板面上建立数据采集平面，建立照度数据采集点，根据教室平面测量标准，建立30个0.4m×0.4m的方格，方格正中心点即为一个数据采集点，共计30个数据采集点；模型建立完成后通过软件计算，即可获得在此书写板灯具与教室灯具的位置系数下的书写板照度均匀度(照度均匀度是书写板30个数据采集点中最小照度与平均照度的比值)；得到一组数据后，接下来便控制书写板灯具，改变书写板灯具位置(不同的书写板灯具位置会导致书写板照度值发生变化)，运行模型、计算书写板的照度均匀度；通过多次改变书写板灯具的位置，可以得到大量的书写板灯具距离书写板面的水平距离y与书写板灯具距离教室书写板上沿的垂直距离z、教室书写板照度均匀度x的数值；将测得数据进行整理分析，通过使用origin软件，可以得到两两数据之间的拟合曲线。先对数据进行单独分析，可以很明显的看出，随着照度均匀度x的改变，书写板灯具距离书写板面的水平距离y与书写板灯具距离教室书写板上沿的垂直距离z的值都会对应的变化，纵观整体的数据，书写板灯具距离书写板面的水平距离y与书写板灯具距离教室书写板上沿的垂直距离z都会有一个最大值，此最大值便此时教室内书写板灯具的最优安装位置。在实际教室灯具安装中，会首先固定一个参数，通过改变另一个参数来实现书写板灯具的最优安装位置，通过这种方式既减小安装难度，又便于计算书写板灯具最优安装位置；而后便可将数据导入origin曲线拟合软件，通过先前对数据的处理与分析，可以明显看出其曲线为抛物线；因此在origin曲线拟合软件中，输入进待处理的数据，选择对应数据，绘制出数据的散点图，而后对所选数据进行非线性曲线拟合，在弹出的相应的窗口中制作并进行编译函数；通过之前数据分析，直接选择origin软件内置的抛物线函数，设置正确的拟合参数的初始值，然后开始单次曲线拟合，并观察拟合曲线函数的正确性，确认无误后便可直接拟合到函数收敛，生成相应的拟合函数报告，得到非线性拟合曲线以及对应的数学关系。因此可对数据选择抛物线进行非线性曲线拟合，得到拟合后的曲线，通过对书写板灯具距离书写板面的水平距离y与随着照度均匀度x进行曲线拟合，可以得到书写板灯具距离书写板面的水平距离y和书写板照度均匀度x之间的主关系表达式，在多组数据拟合后，每条拟合曲线都有其对应的系数，不同的数据组会有不同的拟合曲线，不同的拟合曲线也同样有不同的系数，对主关系表达式的系数与书写板灯具距离教室书写板上沿的垂直距离z进行曲线拟合，可以得到此主关系式的系数表表达式，相应的关系式为：

y＝a+bx+cx^2(0.8≤x≤1)

其中：

a＝-304.904z^2+1457.553z-1733.548；

b＝796.861z^2-3813.112z+4539.552；

c＝-530.355z^2+2541.329z-3028.789。(0.1≤z≤0.3)。

如图1所示，在教室模拟计算过程中，建立3个书写板灯具模型、9个教室灯具模型，在此教室模型中，仅考虑书写板灯具的位置变化对于书写板照度均匀度的影响，因此其余可控变量应保持不变，因而教室灯具的高度等安装位置参数与配光曲线均保持不变，书写板灯具的安装角度也保持不变。

图3和图4为通过分布光度计测得书写板灯具与教室灯具的配光曲线图，图3为书写板灯具的配光曲线图，图4为教室灯具的配光曲线图。由图可知：所述教室书写板灯具安装方法中使用的书写板灯具与教室灯具的配光曲线均表现良好。

如图5所示，通过origin软件进行去拟合后，可以很明显的观察到，书写板灯具距离书写板面的水平距离y和书写板照度均匀度x之间呈现抛物线关系，在数据起始阶段，即从书写板灯具距离书写板面最近开始，照度均匀度x与水平距离y大致呈现线性关系，随着书写板灯具离书写板面的距离增大，书写板照度均匀度数值的增长量减小，直到照度均匀度达到最大值，在照度均匀度达到最大之后，随着书写板灯具离书写面距离的继续增大，照度均匀度有逐渐呈现下降趋势，通过观察可以看出曲线为抛物线，因此使用origin软件选择非线性抛物线曲线拟合，得到书写板灯具距离书写板面的水平距离y和书写板照度均匀度x之间的主曲线(主关系表达式)y＝a+bx+cx²(0.8≤x≤1)。

研究发现：在不同的书写板灯具距离教室书写板上沿的垂直距离z下，主曲线的走势大致相同，都为抛物线。因此在主关系式的基础下，还需要推导出主关系式各个系数的数学表达式，以便于精准的表达出书写板照度均匀度x与书写板灯具距离书写板面的水平距离y、以及书写板灯具距离教室书写板上沿的垂直距离z之间的数学关系表达式，得出书写板最优的安装位置；使用origin曲线拟合软件，对主关系表达式的其中多组系数与书写板灯具距离教室书写板上沿的垂直距离z进行曲线拟合，可以得到非线性曲线，或者说是抛物线；使用软件分别对a与z、b与z、c与z进行非线性曲线模拟，观察曲线，可通过软件取点计算得到数学关系式，进而得到主关系式下的辅助表达式：

a＝-304.904z^2+1457.553z-1733.548；

b＝796.861z^2-3813.112z+4539.552；

c＝-530.355z^2+2541.329z-3028.789。(0.1≤z≤0.3)

本发明未尽事宜为公知技术。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围。