吉林化工學院課程設計題目：校園路燈的平安人機工程學分析及改良教學院資源與環(huán)境工程學院專業(yè)班級平安1101班學生姓名學生學號指導教師2014年11月28日本科生課程設計須知1、認真學習理解《資源與環(huán)境工程學院課程設計教學根本要求及標準》。2、努力學習、勤于實踐、勇于創(chuàng)新，保質保量地完成任務書規(guī)定的內(nèi)容。3、獨立完成規(guī)定的工作任務，不弄虛作假，不抄襲別人的工作內(nèi)容。4、課程設計成果、資料應于辯論結束后及時交給教學院收存，學生不得擅自帶離學校。5、妥善保存《吉林化工學院課程設計任務書》，課程設計完成后，將任務書同課程設計一同交給指導教師。平安工程課程設計任務書題目名稱校園路燈的平安人機工程學分析及改良設計依據(jù)及相關說明1、設計依據(jù)對校園內(nèi)布置的路燈亮度、距離等進行實地測量及考察，獲取相關數(shù)據(jù)。2、相關說明設計應遵照《建筑照明設計標準》〔GB50034-2004〕、《道路與街路照明燈具平安要求》〔GB7000.5-2005〕中的相關規(guī)定。對校園內(nèi)的路燈進行分析及設計〔改良〕。設計要求1、完成課程設計說明〔計算〕書包括工程概況分析、人-機-環(huán)三要素的分析、確定不合理或不利因素、針對性的改良措施〔設計〕、設計總結〔優(yōu)勢分析〕等。2、完成課程設計圖紙〔圖幅A3〕至少包括：校園路燈系統(tǒng)改良〔設計〕圖1張。具體要求：〔1〕工程概況分析：根據(jù)設計任務書要求，圍繞選定的設計題目開展文獻、信息的檢索、閱讀和分析，以及國內(nèi)外研究的比照。〔2〕人-機-環(huán)三要素分析：根據(jù)自己掌握的知識，應用平安人機工程的原理，對選定的設計題目的原有“人-物-環(huán)”三要素進行分析評價?！?〕確定不利因素：通過對“人-機-環(huán)”三要素的分析確定系統(tǒng)中的不利因素，查找缺乏，以便為自己新的設計或創(chuàng)造找到切入點?！?〕改良措施〔設計〕：針對系統(tǒng)中存在的不利因素提出有針對性的解決措施，并進行合理設計，完善人機系統(tǒng)的功能。〔5〕設計總結：對改良或初步設計的元素，進行優(yōu)勢分析，并作出最終結論。主要參考資料及標準〔1〕《平安人機工程學》王保國等編著北京：機械工業(yè)出版社2007.9〔2〕《平安工程學》何學秋等編著徐州：中國礦業(yè)大學出版社，2000.6〔3〕《平安人機工程學》張力廖可兵主編北京：中國勞動社會保障出版社，2007〔4〕《人機工程學設計應用》嚴揚編著北京：中國輕工業(yè)出版社1998〔5〕《建筑照明設計標準》〔GB50034-2004〕〔6〕《低壓配電設計標準》〔GB50054-2011〕〔7〕《道路與街路照明燈具平安要求》〔GB7000.5-2005〕進 度 計 劃 表時間安排計劃完成工作量指導教師檢查意見備注第一周周一～周二查閱資料、工具書，分析國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。周三對系統(tǒng)進行“人-機-環(huán)”三要素分析。周四～周日確定系統(tǒng)中的不利因素并提出合理改良設計。第二周周一～周三CAD繪圖與修改。周四修改并裝訂設計說明書，修改并打印圖紙。周五修改并裝訂設計說明書，參加辯論。考核評語指導教師：年月日答辯成績教研室主任：年月日摘要校園路燈隨處可見，可以說它代表了學校的一種形象，是校園的重要組成局部。路燈照明對于夜晚校園環(huán)境的襯托具有非常重要的意義,不僅可以方便夜晚行人，同時更增加了校園的亮麗。合理的規(guī)劃設計與改善應該能夠遮風，擋雨，防曬，給整個校園帶來和諧、愉快的氣氛。本文運用平安人基工程的主要原那么與理論，涉及室外照明的光源類型的選擇、路燈的形狀與材質、高度、燈距及其布點等幾個主要方面，進行綜合分析，充分表達了人基工程的核心“以人為本，提高效率”。并以此為原那么進行改善，使其到達更好的效果。關鍵詞：校園路燈；規(guī)劃與改善；光源類型；高度；布點目錄TOC\o"1-3"\h\u18850摘要⑦軌道燈燈具裝入軌道內(nèi)，移動性，一般多為射燈，可改變角度，局部照明。2.2光源的分類〔1〕白熾燈是電流通過物體(烏絲)后加熱，即熱輻射而發(fā)光的燈泡，它是電光源中最早的一代燈泡，也是使用最廣泛的燈泡。白熾燈的心臟是燈絲，燈泡通過抽真空，將燈絲通電，使它熱到白熾程度，即會輻射出可見光。它熔點高,蒸發(fā)率低，發(fā)光量為每瓦918Lm／W光通量，壽命在7501000小時左右，通常白熾燈的溫度在3000K左右?，F(xiàn)代燈具的三大構件為電光源、燈罩和管架。燈罩的作用是十清楚顯的，它不僅能夠提高光量的利用率、保護光源和視力，而且作為一種裝飾品，創(chuàng)造著現(xiàn)代高度的審美情趣。特別是當今流行的"建筑化"照明，把發(fā)光器件〔光源〕和建筑構件〔頂棚、梁、柱墻和地面等〕及室內(nèi)設施〔寫字臺、家具、吊扇等〕融為一體，有僅使用權照明燈具的內(nèi)涵不斷深化與擴展，而且形式多種多樣，讓人耳目一新?！?〕熒光燈是通過氣體放電而發(fā)光的。熒光燈一般有鎮(zhèn)流器L和啟輝器S作輔助器件。它的原理是：啟輝器控制陰極預熱時間；鎮(zhèn)流器限制預熱電流。啟輝器的作用，是在斷開預熱電流的瞬間產(chǎn)生脈沖高電壓，使熒光燈點燃。新型電子鎮(zhèn)流器將取代電感鎮(zhèn)流器，電子鎮(zhèn)流器以其節(jié)能、啟動性能好、功率因數(shù)高、無音頻噪聲，無頻閃等優(yōu)點，受到人們的普遍喜愛?！?〕高壓汞燈熒光燈是高壓氣體放電光源，熒光汞燈,光色好、壽命長，廣泛用以廣場用燈?！?〕鹵鎢燈是熱輻射光源，光效比白熾燈高，射程遠，廣泛用以廣場照明、放映、劇場、汽車燈、邊防燈、室內(nèi)外裝飾燈等?！?〕金屬鹵化物燈是第三代高壓氣體放電光源，新型電光源，品種多樣，體積小、光效高、壽命長，可達10000小時，色溫3000K—5000K。用金屬鹵化物燈取代混光照明是開展的必然趨勢。2.3照明設計照明設計分成光照設計與電氣設計兩大局部。光照設計包括：照度的選擇，光源選用，燈具選擇與布置，照度、亮度計算及眩光評價等方面；照明燈具按照明方式來做分類，大致上可分為四種：

〔1〕向下直接照明一般我們所使用的桌燈，多采用向下直接照明的模式，這類的燈罩是不透光的，因此光線可以集中投射到某一個區(qū)域?！?〕向下照明一般裝飾用的吊燈，大致都是向下照明的方式，這類的燈罩會透光，可以讓燈體散發(fā)出柔和的光輝，能有效制造出空間的層次感。〔3〕向上直接照明某些立燈是采向上直接照明的方式，光線往上方照射，人們不會直接受到強烈燈光的影響，這是一種間接照明的應用。〔4〕向上照明多數(shù)裝飾用途的燈，多采用向上照明的模式，這類的燈被廣泛的應用在氣氛的營造上。電氣設計可歸納成：確定供配電系統(tǒng)，選擇供電、控制設備及其安裝位置，線路計算，確定導線型號、規(guī)格，以及繪制照明設計施工圖等技術性電氣設計。以周圍環(huán)境為照明對象的照明技術稱為環(huán)境照明。照明設備按照其安裝部位或使用功能分成：〔1〕一般照明指為照亮整個場地而設置的、在整個場所燈具根本均勻布置的照明方式。它可獲得均勻的水平照度。對于工作位置無特殊要求的場所，那么可裝設一般照明?！?〕局部照明局部照明是以滿足某些局部特殊需要而設置的照明。一般室內(nèi)有特殊要求的場所，那么可用局部照明〔3〕混合照明混合照明是指一般照明與局部照明共用的方式。對于工作位置視覺要求較高，且對照射方向有特殊要求的室內(nèi)外場所，往往采用這種混合照明方式。第三章校園路燈狀況3.1概況最近我們學校的路燈以人因工程的原那么和觀點進行了規(guī)劃，然后就目前學校的現(xiàn)狀作了局部改善，在規(guī)劃與改善的過程中對全校的路燈現(xiàn)狀有了一定的了解。下面把我們這組在校園路燈規(guī)劃與改善中所涉及的幾個主要方面：路燈光源類型的選擇、形狀、材質、高度、燈距、布點做一簡要介紹，然后對園路燈現(xiàn)狀加以分析和改善。3.2意義以人因工程學的觀點對校園路燈的規(guī)劃和改善是符合新時代“以人為本，提高效率的思想的一個具體實踐。本次課程設計，我們本著一切一人為本，一切以人為核心的理論對校園路燈作了全方位的認識，并以此為根底進行了規(guī)劃和改善，從選題到現(xiàn)狀分析，再由目標確定、要因分析到制定對策、效果確認、標準化，最后總結，一步一步走來，不僅讓我校的路燈能夠更能方便廣闊師生，而且使我們的課本知識得到了升華，貼近生活，更加具有現(xiàn)實意義。校園路燈隨處可見，可以說它代表了學校的一種形象，是校園的重要組成局部。路燈照明對于夜晚校園環(huán)境的襯托具有非常重要的意義,不僅可以方便夜晚行人，同時更增加了校園的亮麗。合理的規(guī)劃設計與改善應該能夠遮風，擋雨，防曬，給整個校園帶來和諧、愉快的氣氛。3.3空間分布位置我校校園路燈主要分布在四個區(qū)域：主干道〔主要指學校各個比擬寬大的通道，學生放學時主要走得通道〕、教學區(qū)和圖書館周圍〔包括為1、2、3教、圖書館和實驗樓〕、運動場〔分為籃球場、網(wǎng)球場和足球場〕、住宿區(qū)和食堂如下列圖3-1所示：圖3-1學校主要路燈分布我們通過對相鄰路燈的相對位置距離和燈的具體高度、路寬的實地測量，以及對路燈的燈光的照明、光源類型的選擇、路燈的形狀與材質、布點及開燈時間等幾個主要方面的觀察，得出我校目前路燈的一些主要現(xiàn)狀。如下表：表3-1我校路燈主要現(xiàn)狀區(qū)域相鄰燈的空間距離燈的高度路寬光源燈的材質燈罩的形狀布點主干道31—46m除運動場和宿舍外根本上為3m左右運動場5m14—17m整個校園路燈均采用白色鈉光源玻璃主要為球狀，一局部半球形對稱布置教學區(qū)圖書館距離波動較大，分布不均14—40m一般為6m玻璃單側布置對稱布置運動場40m400m〔面積〕足球場120m〔面積〕籃球場金屬傘形足球場單側布置，籃球場沒有住宿區(qū)20—30m4.5m一般為6m金屬傘形單側布置3.4問題分析通過具體調研和現(xiàn)場觀測，我們可以知道目前我們學校的路燈有一些很好的的特性,同時也存在某些方面的缺乏.以下列圖〔圖3-2〕為例，說明其中存在的一些需要改善的問題〔表3-2〕。圖3-2現(xiàn)路燈缺乏之處表3-2主要缺陷問題具體實例1具體實例2燈壞現(xiàn)象嚴重我校的路燈有50%是不亮的我校路燈經(jīng)久失修燈距的設定不妥距離普遍過大燈周圍及自身環(huán)境需改善燈罩上積滿了灰塵燈周圍已被樹枝重重包圍局部布點存在問題在局部主干道本該用對稱布置，而采用了交錯布置玉龍山上本該布置路燈的但卻沒有局部區(qū)域需重新規(guī)劃在局部運動場地，還不存在路燈的設置，如籃球場，食堂周圍，玉龍山上有的路燈沒保護措施已經(jīng)老化應重新更換根據(jù)圖3-2和表3-2的總結，可以看到校園路燈的很多缺乏之處，所以我們主要從這些方面著手來改善校園的路燈環(huán)境。第四章校園路燈的設計與改善4.1光源的選擇作為光源，自然光亮度柔和，人眼感到舒服，因此在選擇時應始終考慮使用接近自然光的人工照明光源。在人工照明時，熒光燈優(yōu)于白熾燈，其光譜近似太陽光，發(fā)熱量小，可使視野的照度均勻，且較為經(jīng)濟。用日光標準將不同水銀燈、熒光燈進行顯色比擬如下表：表4-1不同燈光顯色比擬光源白色熒光燈水銀燈熒光水銀燈高壓鈉燈日光色熒光燈顯色指數(shù)6632442977而且光源明度影響情緒。據(jù)生理和心理方面的研究說明，照明會影響人的情緒，從而影響工作效率，而其中明亮是令人愉快的。所以根據(jù)以上的標準和要求，白色熒光燈不僅發(fā)光效率高，而且考慮到本錢因素，故此為首選。而有我校目前均采用白色鈉光源，是不合理的?？筛某砂咨珶晒鉄?。然后在圖書館及教學區(qū)周圍的路燈照度要大，使廣闊師生更好的學習。4.2高度確實定一般標準1〕燈高〔1〕、燈具安裝高度，同一街道燈具安裝高度必須一致〔發(fā)光中心到地面高度〕。小彎燈一米燈5-6米普通街道長臂燈和吊燈6.5-7.5米快車道弧型燈不低于8米慢車道弧型燈不低于6.5米〔2〕、特殊燈型根據(jù)設計要求安裝，燈的高度在致相當于需要被照明馬路的寬度。只在一側照明時H≌L在兩側照明時H≌L/2其中，H：燈具安裝高度〔米〕L：路寬〔米〕2〕燈具仰角〔1〕、燈具仰角街道寬度及燈具的配光曲線來決定，每條街道的仰角應一致?！?〕、燈頭可調時，應使光源中心線落在路寬的L/3-1/2范圍內(nèi)?！?〕、對長臂燈〔或支臂燈〕燈身在安裝后，燈頭側應比電桿側仰起100毫米?！?〕、特殊燈具應根據(jù)配光曲線來決定燈具仰角。高度的選擇確定還與亮度有關，其中亮度=光距/發(fā)光垂直面積，因此亮度的差異影響高度確實定。然后考慮到眩光和高度得關系，綜合光照范圍〔圖4-1〕9.5m3.6m5.7m燈光可見暗黑圖4-1路燈光照范圍通過測定不同場地的照度和對眩光的控制，主干道及教學區(qū)圖書館的燈高一般設計為2.85—3.25米，宿舍區(qū)的燈高4—5米，這一點我校是符合要求的。而在足球場，由于其面積大，燈的高度應適當提高到5.5米，使其更能滿足光照的需要。4.3相鄰路燈的空間距離設定一般而言，兩路燈之間的相對空間距離是比擬確定的，而在不同的區(qū)域有相應的差異，人口流動多的地方，距離應稍短；人口流動少的的地方那么反之。根據(jù)城市道路照明設計標準要求，路燈間距最大值應為路燈高度的3.5倍，其它因地而異。校園主干道是學校人口流動數(shù)量最大的區(qū)域之一，對夜行的人來說這里的路燈規(guī)劃顯得尤為重要。因此這里的路燈相對距離應較小，3.5倍燈高，即10米左右。教學區(qū)和圖書館一方面是同學們上課聽講的場所，另一方面更是同學們自由獲取知識的樂園。所以為了保證大家的學習和課堂教學效果，它們周圍的路燈規(guī)劃與設計那么應符合其特點—人口同樣集中。同樣也為11米左右間距。而在宿舍區(qū)和運動場地，路燈之間的距離可以稍微大一些。足球場的路燈間距為30米，籃球場為25米和15米，宿舍區(qū)也為15米。相比我?，F(xiàn)狀，主干道最少間距都有30米，遠的到達46米，圖書館和教學區(qū)的燈距同樣過大。住宿區(qū)的間距也要減小。4.4路燈的布點路燈的布點是否適當直接關系到照明的效果。其中布點包括單側布燈和雙側布燈兩種布置方式。對于雙側布燈大體有兩種方式：一種是對稱布置，另一種是交錯布置，各有優(yōu)劣。對稱布置的優(yōu)點是比擬美觀，同一區(qū)域光照范圍大，缺乏之處照度不夠均勻，適合較寬的道路。交錯布置美觀上不如對稱布燈，但照度比擬均勻。綜合考慮分析，為保證有足夠的光照，人口較為集中的校園主干道和教學區(qū)、圖書館均應采用對稱布置；要使得照度均勻，而對同一區(qū)域光照要求不是很高，宿舍區(qū)的路燈要交錯布置；至于運動場，足球場采用單側布置，籃球場為對稱布置。結合我校路燈的具體布置，教學區(qū)、圖書館周圍局部路燈本該用對稱布置，而采用了交錯布置，宿舍區(qū)用的是單側布置，這都是不太合理的。并且前后籃球場和第四教學樓均沒有路燈的布置，這不僅對于想在夜晚進行運動的同學和教職工是不妥的，而且造成了學習的不便。4.5形狀及其材質的選取路燈的種類繁多，有傘形、球形、半球形等〔圖4-2〕，不同區(qū)域由于受面積、周圍環(huán)境的影響應該選擇不同形狀的路燈。圖4-2路燈的形狀如圖4-2，燈〔1〕為半球形燈罩，燈〔2〕為球形燈罩，它們的發(fā)光均勻，適用于校園主干道和教學區(qū)、圖書館；而燈〔3〕為傘形燈罩，它的特點是使光照范圍朝一個方向增大，以此可用于宿舍區(qū)和運動場。至于一般路燈的材質選玻璃燈罩，而在某些場所可選取金屬外罩，如運動場所的燈。從經(jīng)濟角度而言，玻璃燈罩較金屬外罩實惠。結合我校實際，因此主干道和教學區(qū)、圖書館采用球形或半球形玻璃燈罩，它們發(fā)光均勻，面積廣，主干道和教學區(qū)、圖書館是人流比擬多的地方，有時還不乏車輛；而宿舍區(qū)和運動場應使用傘形金屬外罩，它的特點是使光照范圍朝一個方向增大，但學校有的路燈光照方向是垂直向下，雖然高度夠了但照射面積有限，應該用斜向下的，那樣光照面積會更寬一些，因此宿舍區(qū)也需改善。4.6本章小結通過以上五個方面的標準以及結合我校的具體情況綜合分析和考慮，現(xiàn)從人機工程的角度出發(fā)，將校園路燈規(guī)劃方案的具體工程列表4-2如下：表4-2規(guī)劃方案區(qū)域相鄰燈的空間距離燈的高度光源燈的材質燈罩的形狀布點主干道10m3.2m白色熒光燈玻璃球狀半球狀對稱布置教學區(qū)圖書館11m3m白色熒光燈玻璃對稱布置運動場30m25m5.5m白色熒光燈金屬傘狀單側布置對稱布置住宿區(qū)15m4m白色熒光燈金屬傘狀交錯布置整體而言，我校校園的路燈規(guī)劃根本符合要求，但為了使我們的校園更加和諧和美觀，更好的符合以人為本的思想，除了對以上所分析的一些問題之外，我們對與路燈相關的另外一些問題提出建議：〔1〕通過對校園四個區(qū)域所有路燈數(shù)目和已壞的燈統(tǒng)計數(shù)據(jù)說明：我校的路燈應該說在數(shù)量上根本符合了要求，但有的是不亮的，如在圖書館到三教之間，有的路燈沒亮，從一教到三號宿舍樓的路段有的路燈也是壞的，從三教到山上宿舍樓，有時候一顆路燈也沒亮，整條路都是黑黑的，這給夜行的同學帶來了非常的不便。同時也可以說明我校路燈有的是經(jīng)久失修，有的是布置不到位，存在著管理上的問題。所以建議學校加強校園根底設施的管理。如發(fā)現(xiàn)燈壞應及時維修和更換，而且與路燈的一些相關設施也要有較好的保證?！?〕改善路燈周圍及自身環(huán)境的環(huán)境。夏天枝葉茂盛，山上的大多數(shù)路燈更是在樹叢中，燈周圍已被樹枝重重包圍，同時加上自身的緣故-—燈罩上積滿了灰塵，使得照明狀況嚴重受損，沒有讓已有的燈發(fā)揮正常的成效。所以我們應一方面將燈周圍的樹枝去除，另一方面清洗燈罩，使其燈光的作用更加明顯?！?〕局部區(qū)域增加路燈。如在運動場，籃球場在四個角各增加一盞燈，特別是山上路段更應增設路燈，冬天來臨，有的同學仍然走山上，光線不好加上路面不平且積雪，很容易滑倒造成事故。其它局部路燈由于縮短了間距，依據(jù)需求而增加。這對于廣闊師生，都是很需要的。〔4〕夜晚去學習或鍛煉的人應該盡量走大道，少走山上，山上路不好且照明條件沒大道好容易摔倒，下雪天氣就更不應該走山上，由于積雪的反射讓人看不清道路的上下，容易發(fā)生一些不必要的平安事故?！?〕學校也應該采取一些相應措施對路燈進行維護和合理布置，在下雪冬天也應該疏導學生走平安大道，在一些危險路段應該設置禁止通行標志，防止發(fā)生摔倒砸傷事故。第五章結論我國的燈史，是一幅卷帙浩繁的藝術長卷。在世界尚處于火光照明的歷史時代里，中國的燈文化一直享有盛譽。在遠古時代，人類漸漸地有意識地固定火源，而這些用來固定火源的輔助設備經(jīng)過不斷改良和演變，也就出現(xiàn)了專用照明的物事——燈具。中國古代的燈具不但種類繁多，而且極具實用性和時代性，許多設計新穎、造型別致的燈具還是精美絕倫的藝術品。燈光的布置和選擇不僅要從實用性出發(fā)，還應追求藝術性與科學性的有機結合，燈具造型除了功能合理外，還應有美化環(huán)境、裝飾建筑、創(chuàng)造氣氛的作用。把科學性和藝術性有機地結合起來，設計了現(xiàn)在的“自然之光”庭院式燈具。它不僅使照明燈具的內(nèi)涵不斷深化與擴展，使更具寧靜安詳?shù)臍夥?，讓?/p>