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办公室环境LED照明舒适性研究

陈燕达  
【摘要】:LED光源以其节能环保、使用寿命长等诸多优势,成为第四代电照明光源的代表,并且是二十一世纪绿色照明的首选光源。在不久的将来,LED光源必将在室内照明领域逐渐替代传统光源,了解LED光源在视觉舒适性方面的表现对于今后的照明设计具有重要意义。因此,本文对办公室环境LED照明的舒适性展开了研究。论文首先对照明光源的发展、室内照明质量基本要素及LED照明应用进行了介绍,说明了研究LED照明舒适性的重要意义。接着介绍了照明舒适性的研究现状及研究方法,包括论文所用到的主观评价研究和基于生理参数变化的舒适度研究。论文采用主观评价的方法,研究了办公室环境中光源间距对视觉舒适度的影响和两种不同工作模式(电脑工作和桌面阅读)对眩光感知的影响。研究结果表明,在光源等间距分布的办公室照明中,两种光源间距(120cm和180cm)对照明环境的舒适度和空间感知亮度没有显著影响,所以从节能的角度考虑,可在办公室照明中采用180cm的光源间距。对办公室环境中不同工作模式的研究表明,光源亮度越大,则眩光越大,单个眩光源越接近人眼水平视线,则产生的头顶眩光越显著;办公室照明中的眩光感知受不同工作内容的影响,在电脑工作模式下感知到眩光显著大于桌面阅读的情况。论文基于亮度分布矩阵的傅里叶变换对照明环境的亮度分布均匀性进行分析。眩光评价实验的数据显示,不同光源类型照明环境的眩光程度随眼位垂直照度的变化趋势基本一致,而在相同眼位垂直照度的情况下,不同光源类型的眩光差异与照明环境的亮度分布均匀性相关。因此,论文基于眼位垂直照度与亮度分布均匀性建立了通用的眩光数学模型。最后,论文以交流LED照明为研究载体,基于生理参数测量分析对照明环境的舒适性进行探索性研究。研究结果表明,调制深度采用频闪可接受阈值(75%)的交流LED照明与荧光灯照明在频闪效应和舒适度方面没有太大差别,而100%调制深度的交流LED照明产生可见的频闪效应并造成了更多的不舒适。对生理参数的测量分析表明,随着疲劳程度的增加与舒适度的下降,人体心率将出现下降趋势。


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