基本信息
- 项目名称：
- 教室照明系统的能耗浪费量度及节能优化
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 数理
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本文以实地观测的大量数据为依据，依照国家标准、通过物理原理和数学工具进行科学计算和分析，所得的若干结论是真实可靠的。从文献查询看，还未发现采用与本文类似的研究方法进行研究、并获得相同结论的文献报道，所以本研究具有显著的创造性和先进性。
- 详细介绍：
- 随着人们对能源危机的广泛关注，也有很多研究人员对室内照明进行研究，主要包括对新材料的使用(如LED照明技术的开发)和智能控制系统的设计（如基于单片机实现智能照明控制系统的设计）。然而仍存在这样的矛盾，在很多地方广泛使用新材料尚需很长一段时间，同时也没有很好的解决让智能控制系统依照教室内人数合理控制开灯的数目。本文基于以上现状，对室内照明系统的能耗情况进行观测和计算并进行节能优化，一方面期望弄清现行使用状况下教室照明系统的电能浪费情况，通过分析和重新设计灯条的位置和结构分布。另一方面也对智能控制系统进行独创性设计和开发，使得系统可以根据教室内的人数自动控制合理的开灯的数目，更具智能化。 这次活动对我校的节能工作有一定指导作用，对智能控制系统的设计也有一定的帮助。即使以后全都使用上了新材料，也还有其现实意义，因为如果认识不到能源浪费的严重性，在新的材料也都无济于事。
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 以广西师范学院三栋教学楼为例，通过对个教室照明灯具的安装布局和使用现状，开展全面地观测，取得大量数据。在此基础上进行理论创新和优化计算，从而提出新的更为合理的灯具安装布局方案和用电策略，并研制出照明控制系统模型，最终很好地实现了高效用电和节能减排的目的。
科学性、先进性及独特之处
- 本文以实地观测的大量数据为依据，依照国家标准、通过严格的物理原理和数学工具进行科学计算和分析，所得的若干结论是真实可靠的。从文献查询看，还未发现采用与本文类似的研究方法进行研究、并获得相同结论的文献报道，所以本研究具有显著的创造性和先进性。
应用价值和现实意义
- 尽管研究时间过于短促，观测数据尚显不足，计算模拟还较粗糙，但其研究方法和思路、所得的结论和提出的灯组布局方案以及节能控制措施均是合理可行的，对我校的节能行动具有十分重要的指导意义。今后可在增加数据观测量和进行更准确的计算模拟之后，便完全可将其成果应用于教室的照明系统，从而定会产生显著的经济效益。
学术论文摘要
- 长期以来，大多学校的教室用电都存在着电能浪费现象，节约用电迫在眉睫。教室的灯管安装不够科学，造成电能不能合理高效的使用。本文在实地观测和论证计算的基础上首先拟合出了单组灯光照度在桌子平面上的分布函数 ，然后依次将不同数目的灯条的光照进行叠加，求出适合看书的面积（按国家标准,光照度等于时为适合看书），进而算出对应的适合看书的位置数。经计算得出灯与灯间距的优化距离为（而原先是），且优化的灯条排布是正六边形。通过能耗的合理需求与实际使用量进行对比，发现实际使用能耗比合理使用能耗多一倍以上。根据人数与应开灯条数的对应关系，开发出智能控制系统模型，它能记录进入（走出）教室的人数，并自动开（关）相应的灯条数，内部安装有光敏传感器，白天时它能自动调节到合适的光强。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 暂无
参考文献
- [1] 顾方嘉.日本LED照明技术的开发[J].电子世界.2007,48(4):52-53 [2] 沈培宏.白光LED照明技术进展及产业和市场现状[J].灯与照明.2006,30(2):46-52 [3] LINY C,TRAN N,ZHOU Y,et al.Materials challenges and solutions for the packaging of high Power LEDs[C].2006 Interational Microsytems Packaging Assembly Conference.Taiwan china, 2006:1-4 [4] 龚威. 楼宇自动控制技术[M]. 天津大学出版社.2008-09 [5] 贾正松.基于单片机实现智能照明控制系统的设计[J].现代电子技术.2009(17). [6]陈九江，吴桐，王术，孙言. 教室照明系统的智能控制[J].黑龙江大学自然科学学报.2006(3). [7] 姚启钧.光学教程(第四版) [M]. 北京：高等教育出版社，2009. [8]姜启源,谢金星,叶俊.数学模型（第三版）[M].北京：高等教育出版社，2003. [9]贺超英.MATLAB应用与实验教程[M].北京：电子工业出版社，2010.
同类课题研究水平概述
- 随着人们对能源危机的广泛关注，也有很多研究人员对室内照明进行研究，主要包括对新材料的使用(如LED照明技术的开发)和智能控制系统的设计（如基于单片机实现智能照明控制系统的设计）。然而仍存在这样的矛盾，在很多地方广泛使用新材料尚需很长一段时间，同时也没有很好的解决让智能控制系统依照教室内人数合理控制开灯的数目。本文基于以上现状，对室内照明系统的能耗情况进行观测和计算并进行节能优化，一方面期望弄清现行使用状况下教室照明系统的电能浪费情况，通过分析和重新设计灯条的位置和结构分布。另一方面也对智能控制系统进行独创性设计和开发，使得系统可以根据教室内的人数自动控制合理的开灯的数目，更具智能化。 这次活动对我校的节能工作有一定指导作用，对智能控制系统的设计也有一定的帮助。即使以后全都使用上了新材料，也还有其现实意义，因为如果认识不到能源浪费的严重性，在新的材料也都无济于事。
