《照明工具的研究》教学设计（精选12篇）
《照明工具的研究》教学设计 篇1
一、教学目标
科学概念：意识到随着科学技术的进步，照明工具在不断往前发展,了解照明工具发展史。
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
火把 蜡烛 油灯 白炽灯 LED灯
《照明工具的研究》教学设计 篇2
能源作为现代社会赖以生存和发展的基础,与国民经济可持续发展密切相关。随着中国经济高速发展,能源消耗量逐步增加,高效利用能源、节能减排、寻求低碳发展模式已成为必然。在中国,照明用电量约占全国总用电量的13%,在此背景下,照明节电无论是近期、还是今后相当长一段时间,都将是中国节电工作的一项重点内容。照明的质量和水平已成为衡量社会现代化程度的一个重要标志。
“绿色照明”概念起源于20世纪90年代的美国,是国际上对采用节约电能、保护环境照明系统的形象说法,主要是采用科学的照明设计和照明控制方法,选择高效节能照明器具替代传统低效照明器具,以提高照明用电效率和照明质量[1]。绿色照明的“绿”主要体现在能大幅度节约照明用电,减少环境污染,促进以提高照明质量、节能降耗、环境保护为目的的照明电器新型产业发展。
1 照明常用术语
1.1 照度
照度表示被照面上光线强弱的光度指标,即被照面上的光通量密度,光通量是表示光源发出能量的多少[2]。
1.2 显色指数
显色指数是评价识别物体显色性的数量指标。它是被测光源照明物体的心理物理色与参比标准光源照明同一物体的心理物理色符合程度的度量。在照明工程中,常应用一般显色指数Ra。Ra值越大,光源显色性越好。
1.3 统一眩光值
统一眩光值(UGR)是评价室内照明不舒适眩光的量化指标。它是度量处于视觉环境中的照明装置发出的光对人眼引起不舒适感主观反应的心理参量。在中国标准中多数采用25、22、19的UGR值。
1.4 色温
色温是热辐射光源的色表指标。当某一种光源的色品与某一温度下的完全辐射体的色品完全相同时,完全辐射体的温度即该光源的色温。色温在3 300 K以下的光源,颜色偏红,给人温暖的感觉;色温超过5 300K时,颜色偏蓝,给人清冷的感觉。
2 绿色照明常用光源的原理介绍
2.1 金属卤化物灯
金属卤化物灯是一种高效的高压气体放电灯,当外加足够高的直流电压,电压加在2个主电极之间,由于主电极电极间距离太远,不能发生放电,然而同样的电压也加在辅助电极和相邻主电极间,由于它们之间距离很近,所以有很强的电场,足以击穿气体,产生辉光放电。其灯光的频谱十分接近太阳光频谱,是替代自然光最理想的电光源。金属卤化物灯与其它高强度放电灯类似,金卤灯具有负增量阻抗的电气特性,在电网与灯之间需要插入1个镇流器限制电流才能稳定工作。
2.2 高压钠灯
高压钠灯是绿色照明工程推荐的一种电光源。高压钠灯一般采用陶瓷作为电弧管材料,是由于陶瓷不仅可承受很高的温度,且可抵抗高温钠的腐蚀;高压钠灯的电弧管呈细长形,是为了减少光辐射的自吸收损失。高压钠灯利用10 000 Pa高压钠蒸汽放电发光,其光谱集中在人眼较为敏感的区域,发光效率高,使用寿命长。特别是在雾天,其黄色光线穿透性很好,广泛应用于各地道路照明。
2.3 LED光源
LED(发光二极管)是一种半导体光源,其基本结构是1个半导体的P—N结。当外加足够高的直流电压,且P型材料接正极、N型材料接负极时,电子和空穴将克服P—N结处的势垒,分别流向P区和N区,在P—N结处,电子与空穴相遇、复合,产生发光。它是由超导发光晶体产生超高强度的光,发出的热量很少,体积小、功耗低、寿命长。
2.4 无极灯
无极灯是利用高频电磁场激发放电腔内的低压汞蒸汽和惰性气体放电产生紫外线,紫外线再激发放电腔内壁上的荧光粉而发出可见光,这种灯的基本发光机制与荧光灯相似,但无极灯放电腔内不需要电极,可瞬时启动,关灯后可立即重新启动。无极灯的寿命主要取决于高频电路的寿命,因此无极灯的寿命很长。
2.5 光导照明
光导照明主要是通过采集太阳光,通过光反射达到利用太阳光的目的。光导照明设备主要由三部分组成:采光装置、导光装置、漫射装置。导光装置是一种远程传光系统,且可用来传输大的光通量,导光管内表面涂以金属反射层,用以产生境面反射,入射光线经过管道不断地被反射,直到很远。光导照明装置完全为清洁能源,采用太阳光,不耗电能。
3 绿色照明技术的研究
3.1 普通光源与高效光源性能比较
普通光源主要以白炽灯、卤钨灯、荧光灯、高压汞灯为代表,特点是光效低、寿命短等缺点,其与高效光源比较见表1。
3.2 普通光源与高效光源的应用比较
选择光源时,需要考虑使用场所、建筑性质、视觉要求、照明光源性能。各种电光源的适用场所及其对灯的要求见表2。
4 绿色照明技术的设计
目前照明节能评价指标采用照明功率密度(LPD)衡量,实际计算的照明功率密度值应符合GB 50034—2013建筑照明设计标准要求,绿色照明技术的设计应符合以下要求。
4.1 选用高效率配光合理的照明灯具
灯具是能透光、分配和改变光源的器具,其特性通常以光强分布、遮光角、灯具效率三项指标表示。灯具选择通常遵循以下几个原则:a)选择配光合理的灯具,室空间与灯具配光选择见表3;b)选择高效率灯具;c)选择光利用系数高的灯具;d)选择高光通量维持率的灯具;e)尽可能选择不带光学附件的灯具;f)采用空调和照明一体化灯具。
4.2 科学合理的照明节能设计
照明节能设计通常考虑以下几个方面:a)设定合理的照度值。照度是照明的数量指标,考虑到照明设计的布灯需要、光源功率和光通量变化非连续的实际情况,根据中国实际情况规定设计照度值与照度标准值有10%的偏差;b)采用合理、综合的照明方式。采用综合照明加局部照明的混合照明方式满足空间各部位对不同照度的要求,充分利用自然光,改善建筑采光和照明环境,节约人工照明用电;c)采用合理的照明控制。每个开关控制的灯数宜少一些,有利于节能,也便于维护。一般情况,较小空间每开关可控1套~2套灯具,中等空间每开关可控3套~4套灯具,大空间每开关可控5套~6套灯具。
5 结语
绿色照明是中国贯彻落实科学发展观,建设节约型社会的一项重要措施。发展和推广高效照明器具,建立优质高效的工作环境,以满足人们日益增长的对照明质量、照明环境的要求,绿色照明技术作为日常生活、生产中的重要部分,将会有很大推广价值。
参考文献
[1]刘虹.中国绿色照明工程实施展望[J].照明工程学报,2004(3):30-33
《照明工具的研究》教学设计 篇3
在科学技术飞速发展的今天，手持式照明工具已经由过去传统形式的手电筒转变成更加方便快捷的照明软件。这类软件广泛应用于手机、平板电脑、iPod等电子产品中。相关技术仍在不断进步，人们对产品的要求也越来越高，引发我们对未来手持移动照明产品的思考。
2.手持式照明工具的发展历程
移动照明工具的起源可追溯至人类社会发展伊始—原始社会。自从人类学会钻木取火以来，手持式照明工具经历了从火把、油灯、煤气灯、蜡烛、手电筒到照明软件的发展历程（如图1所示）。
美国人休伯特受到朋友“发光花盆”的启迪，萌发了发明手电筒的想法。并于1903年，获得手电筒的美国发明专利。早期的手电筒发光性能十分不稳定，时明时暗，故名“Flashlight”[1]。相较之前的移动照明工具，手电筒在外观和性能方面都取得了飞跃性的进展。
2.1手电筒发展史
最初手电筒采用碳丝灯泡、纤维管外壳、锌碳电池，其照明的功能、寿命、外观等方面都不尽如人意，随着相关技术的进步，手电筒的发展经历了四个时代[2]。
第一代手电筒出现在20世纪初，源于1910年左右白炽灯泡技术取得的重大突破。第一代手电筒的特征是采用钨丝灯泡、碱性电池、表面电镀铁皮外壳，但仍存在电池供电不稳、发光效率低、灯泡易烧坏、寿命较短、外壳易锈蚀等缺陷。代表品牌是中国的虎头牌（如图2所示）。
第二代手电筒出现在20世纪中期，主要特征是惰性气体灯泡、高性能电池、铝合金外壳，在发光性能和外观方面都有了全新的突破。典型代表之一是采用氪气灯泡和高性能碱性电池，其照明亮度比普通白炽灯泡增加70%，灯泡寿命更长。代表品牌是美国的Maglite（如图2）。另一典型代表是采用氙气灯泡和锂离子电池。氙气灯泡利用气体放电，能达到类似白昼的太阳光芒，其亮度是传统灯泡的3倍，使用寿命比传统灯泡长10倍。代表品牌是美国的Surefire及Streamlight（如图2）。
第三代手电筒出现在20世纪90年代，主要特征是应用了LED（发光二极管）灯泡。事实上，LED灯泡最早出现在1963年，但因其发光功率一直没有太大突破，所以一直未被应用到生產实际中[3]。直到20世纪90年代初期，大功率蓝光LED出现，让LED技术应用在手电中成为可能。第三代手电具备了耗电量低、使用寿命更长、亮度强、发热量低的优点。此后，手电筒的发展日新月异。代表品牌有美国的INOVA、德国的LED Lenser、以及中国的Fenix（如图3所示）。
第四代手电筒是近几年在市场上才出现的，是手电筒行业受iPhone手机的启发，将传统手电调光技术与IT技术相结合开发出的新产品，主要特征是内置开放式可编程智能控制芯片，可通过专用软件自定义发光模式，被称为智能手电。代表品牌主要是中国纳利德（如图3）。
在手电筒发展历程中，相关技术的进步起到了极大的促进作用，表1是TRIZ理论的40条发明创造原理在手电筒发展史中的体现。
2.2手电筒功能发展分析
作为移动照明工具，手电筒具备两个最基本的功能：一是照明，二是可移动。
第一代手电筒满足了人们简单的移动照明需求，但在工作寿命、照明亮度等方面还存在很大欠缺；第二代手电筒的照明亮度有了很大提高，开始注重防水、防摔等设计；第三代手电筒设置了多种发光模式，寿命显著增加，更注重环保；第四代手电筒则迎合时代潮流，通过专用软件定制个性化的手电发光模式，满足不同用户各异的使用习惯和需求。
表2是利用TRIZ理论的40条发明创造原理对手电筒的功能发展进行分析。
2.3手电筒外观发展分析
在外形方面，第一代和第二代手电筒的外壳均为圆筒状，形态单一，直到第三代手电，才出现棱柱、曲面等形态，如今市场上的手电筒外形呈现多元化趋势。总而言之，手电筒外形向多元化发展，同时在满足用户移动照明功能的前提下，更加注重人机因素；在色彩方面，手电筒外壳也由单一金属色向有彩色发展；在材料方面，随着材料工艺及相关技术的发展，手电筒外壳由最初的电镀铁皮，到铝合金、镁铝合金，再到后来的新型塑料，并且始终以满足人们的需求为根本出发点，向着多元化发展。
3 手持式照明工具的发展现状分析
3.1手电筒产品现状
现在市场上的手电筒各式各样。按外形分类，可分为普通手握式、手提式和迷你式；按供电方式分类，可分为干电池供电式、手摇或握压发电式、太阳能供电式；按使用人群分类，可分为军用手电和民用手电；按功能分类，可分为单一照明功能和多功能手电。其中，自发电手电、多功能手电和智能手电（如图4所示）备受消费者青睐。
如今，环保低碳已成为日常生活的主题，手摇式自发电、握压式自发电及太阳能手电应运而生，但因发电功率小造成手电照明亮度较低，在市场中还没有占据主导地位，相应技术有待进一步提高。
多功能是很多产品热衷的发展方向，手电筒也不例外。手电的功能特性决定了它多与应急、逃生相关功能相结合，但多功能手电筒的实用性及功能的实现程度仍有不足之处。
智能手电是受iPhone的启发，基于Fenix提出的多模式的概念而被创造出来的。用户可通过专用软件定制个性化的手电发光模式。中国纳利德公司发明了全球第一款智能手电，该手电支持模式的导入与导出，用户可以在官网上下载适合户外登山、露营、狩猎等活动的预设模式，也可以设置个性化手电信号进行手电通信及身份识别。智能手电主要应用于军队等特殊群体。
3.2手机照明软件现状
手机已经成为人们的随身必备品，手机照明软件的研制成功，使用户实现以手机为载体，达到移动照明的目的。在某种程度上可以说，手持照明工具实现了体积缩小为零，用户使用极其便捷。当然这也成为大多数消费者乐于选用该软件的原因，但目前照明软件仍存在模式单一的缺点，有待进一步开发和完善。
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随着智能手机的普及，目前谷歌和开放手持设备联盟开发和领导的Android系统[4]和思科公司的IOS系统，凭借操作方式便捷、运行速度快、软件开源等优势成为当今市场上手机中的主流系统。当然，配合相应智能手机的照明软件也主要分为Android系统和IOS系统两种。
照明软件虽然功能基本一致，但照明原理不尽相同：一种是使手机显示屏显示最大亮度；另一种则是通过激活摄像头的闪光灯来实现[5]。照明软件操作界面主要有如图5所示的几种。
3.3其他移动照明工具产品现状
除了上述两种主要的手持式移动照明工具外，市场上还存在一些其他形式的能实现移动照明的产品。
随着自身会发光的织物的发明，自身会发光的衣服已经面世，照明单元、连电器和电源被设置在织物结构内。这种织物虽然已经被用来制作衣服，但因技术不够成熟造成发光稳定性较差，目前可发光衣服主要以童装为主。市场上出现了一种LED发光照明伞具[6]，发光装置或照明装置安装在内部孔道内，通过多个LED灯彼此电性串连以朝外发光，能够达到理想发光照明功效。这项发明虽可以解决了人们雨天的照明需求，但目前大多用于露天咖啡座与庭园等户外场所。另外，最近出现了一种兼具手持照明及发光功能的帽子[7]，包括帽体、照明装置与供电装置，该帽体照明装置设于帽体外侧，该供电装置系设于帽体上并可取下，可控制帽体照明装置执行亮灯、闪烁或熄灭动作。类似的移动照明工具有很多，形态也各式各样，但大都没有实现普及型。
4 结论
通过分析手持式照明工具演变历程，总结了目前市场上手持照明产品的特点，可以看出未来日常家用手持照明工具的发展方向不是单一的。可以想象未来的手电可能是衣服上的一颗小小的纽扣，可能是一枚漂亮的戒指，也许是镶在眼镜框上，更或许发光装置和控制装置实现了分离，用户可以遥控照明。作为产品的设计师，我们只有掌握手持式照明工具的演变历史，结合相关的先进技术，准确预测发展趋势，才能更好地为未来手电的设计奠定基础，把握方向！
参考文献：
[1]手电筒—百度百科，http：//www.wapbaike.baidu.com/view
[2]納利德之手电发展史，http：//www.docin.com/p-424058073.html
[3]LED-百度百科，http：//www.wapbaike.baidu.com/view/52538.htm：
[4]安卓系统-百度百科，http：//www.wapbaike.baidu.com/view/1241829.htm
[5]手机照明软件工作原理，http：//www.wapiknow.baidu.com/question/300543885.html
[6]谢源田.LED发光照明伞具：台湾，CN202043725U[P].2011-11-23
[7]廖松岳.兼具手持照明及发光功能的帽子：中国，CN201640593U[P].2010-11-24
[8]图片来源：http：//image.baidu.com/
责编/王蒙
《杠杆类工具的研究》教学设计 篇4
涉县宇庄小学 王苗利
使用范围：义务教育课程标准实验教科书《科学》六年级上册第一单元第三课
教材分析与设计意图：
本课是六上科学《工具和机械》单元的第三课。在前一课，学生已初步认识了杠杆类工具，并通过对实验数据的分析研究，初步了解到杠杆有省力、费力和不省力也不费力之分。本课中学生将对生活中的一些杠杆类工具的省力情况进行分析、识别和分类，认识各类杠杆的作用。通过研究，让学生对杠杆类工具的认识向生活迁移，帮助学生理解生活中熟悉的各种杠杆类工具的科学原理。
本课分两个部分，第一部分是杠杆类工具的比较，主要让学生对生活中常见的一些杠杆类工具进行实践操作，通过讨论、分析、比较，区分杠杆的类别。这是本课教学的重点，关键是让学生通过分析，找准杠杆的三个点，从而判断是否省力。但是生活中的杠杆并不像杠杆尺那样简单直观，不同杠杆的用力点、支点和阻力点的位置是不相同的，即使是同一个工具，由于使用方法的不同，它的三个重要位置也会发生变化。而学生对于杠杆类工具的认识是需要一个过程的，所以我希望用较多的常见杠杆类工具帮助学生分析理解。第二部分是小杆秤的研究，这是杠杆类工具的运用，通过学生的亲手制作，解释“秤砣虽小，能压千斤”的道理。
教学目标：
1、科学概念：
知道杠杆可以分为省力杠杆、费力杠杆、不省力也不费力杠杆。
2、过程与方法：
通过实验认识到杠杆是否省力是由它的三个点的位置决定的。
3、情感、态度与价值观：
意识到不同种类的杠杆有不同的用途，在不同条件下需要使用不同类型的杠杆。
教学重点：
对不同类型杠杆的比较和分析。教学难点：
找出不同杠杆的三个点和判断是否省力的情况。教学准备：
学生：1支长竹筷、螺帽或其他重物、钩码、棉线或钓鱼线、塑料圆盘。
教师：杆秤、撬盖的铁片、开瓶器、镊子或夹子、油漆桶、汽水瓶、粉笔。
教学过程：
一、复习导入（出示课件）
1．还记得上节课我们认识的工具叫什么吗？（杠杆）2．根据我们对杠杆尺的研究，杠杆按省力情况可以分成几类呢？（根据学生回答，教师出示：省力杠杆、费力杠杆、不省力也不费力杠杆。）3．什么情况下，杠杆省力？什么情况下，杠杆费力？什么情况下杠杆不省力也不费力？
4．在我们的生活中使用的很多工具都是应用了杠杆原理，今天我们就一起来研究生活中多种多样的杠杆类工具。
二、杠杆类工具的比较（出示课件）
1．游戏：出示奶粉桶一个、啤酒一瓶，粉笔3枝；镊子、一字螺丝刀，开瓶器。
（1）用工具把油漆桶撬开；
（2）用工具打开啤酒瓶，倒一杯啤酒。（3）用工具从杯中夹出3支粉笔。
请看清楚要求，然后请三位同学上来游戏，比一比，哪个同学完成得快。请其他同学为他们加油。
2．刚才三位同学的表演非常精彩，首先让我们思考一下，他们使用的工具合适吗？（合适）
3．（出示课件）思考一下，他们所使用的三种工具有什么相同和不同之处？比较一下哪种是省力的？哪种不省力的？（请几位同学进行判断，并说说理由。）
4．引导：判断它们是否是省力工具最好的方法是什么？（找出三个点，然后进行比较。）
5．请同学们在老师为你们准备的图片上画出每件工具的三个点，并在小组内讨论一下这些工具是否省力。为什么？
6．（出示课件）在全班内进行交流反馈，并对个别学生的画图进行展示交流。（重点分析镊子和开瓶器的三点位置的变化。开瓶器支点在前端，阻力点在中间；镊子支点在末端，用力点在中间。）
7．小结：怎么样的工具是省力的？怎么样的工具是费力的？（请同学找出其中规律。）
三、给各种杠杆类工具分类
1．（出示课件）请同学们观察图片中的几类工具，与前面的三种杠杆类工具进行比较。可以像分析前三种工具一样，用笔标注出每一个工具的支点、用力点和阻力点，然后比较出每一个工具与前三个杠杆类工具中的哪个更相似。
2．学生各自将支点、用力点、阻力点画在书本第8页图片上。3．汇报交流。
4．（出示课件）如果再给你一组杠杆类工具，你能独立分析，按是不是省力的标准给它们分分类吗？
学生独立完成在书本第8页，也可以补充生活中其他的杠杆类工具。
汇报交流。
（出示课件）重点对剪刀进行分析：生活中的剪刀有很多种，比如图片上这几种（第一种一般用来剪线头，第二种是手术剪，第三种是裁缝剪）。你能分析一下吗？
交流分析后小结：同样是剪刀，但是支点、用力点、阻力点的位置不同，省力情况也会不同。
（出示课件）再请你看，同一把剪刀，不同的剪法，省力情况一样吗？
5．（出示课件）思考：我们都知道杠杆能省力，能帮助我们抬起自己无法徒手搬动的东西。但是为什么刚才我们看到的这些工具有的是费力的呢？为什么这样设计呢？
教师小结：省力只是工具的一个作用，工具还可以给人们带来方便的作用。比如使用镊子虽然费力，但方便我们拿取东西；使用筷子也费力，但可以给我们带来方便和卫生；再比如火钳，也是费力杠杆的应用，可以延长我们的手臂，夹取到一些狭小角落里的东西等等。所以我们说，使用工具可以帮助我们省力或提供方便。
四、小杆秤的研究
1．（出示课件）同学们，认识这个吗？(杆秤。)说说你在哪见过？ 2．（出示课件）俗话说：“称砣虽小，能压千斤”，今天老师就带了一把杆秤来，请大家来说一说，为什么杆秤的称砣这么小，却可以“压住”这么重的重物。（请学生从杠杆的三点之间的关系说一说。）
3．今天老师就带大家亲自来做一杆小杆秤。（出示课件）小杆秤制作过程指导：
●用长竹筷做秤杆，用钩码或螺帽穿上线系好做秤砣。●用塑料圆盘做秤盘，并在圆盘上系好三条一样长的细绳固定在秤杆的一端。
●在秤砣和秤盘间选择一个位置系上一个绳套做提绳，一般比较靠近秤盘。
●调试刻度。在秤盘里放一个50g钩码，移动秤砣使秤杆平衡，并在挂秤砣的位置做好标记；再逐个增加钩码个数，依次调平秤杆，做好标记，直到秤杆用完为止。
4．（出示课件）先来欣赏一下其他同学制作的小杆秤，然后自己动手制作。
5．玩一玩自己制作的杆秤。（称一称自己的铅笔盒、书本等物体的质量。）
五、课后思考题
出示教师做的杆秤进行示范，用不同的两根提绳分别进行称重时，杆秤会发生什么变化？
思考：提绳的位置对秤有影响吗？秤砣的轻重对秤有影响吗？课后可以继续研究。
六、作业
光纤在汽车照明系统上的应用研究 篇5
光纤在汽车照明系统上的应用研究
光纤作为新世纪光学传导的一种全新载体,以其不导电、重量轻、容最大、耐高温和电磁辐射、柔性好、使用方便等优点被广泛应用于通信、照明及各种传感领域.通过对光纤的基本原理及组成的介绍,阐述了光纤在汽车照明系统上的`应用及其发展方向,探讨了汽车照明技术发展的新方向和新领域.
作 者：彭仁翔 作者单位：湖北法雷奥车灯有限公司,湖北,武汉,430056刊 名：光源与照明英文刊名：LAMPS AND LIGHTING年，卷(期)：“”(1)分类号：U4关键词：光纤 塑料光纤 汽车照明 光纤照明
《照明工具的研究》教学设计 篇6
如今,由于我国城市化建设进程的飞速发展和不断更新,使城市交通基础设施建设焕然一新,且发展势头越来越迅猛。而照明工程中的路灯线路建设作为城市交通公共基础服务设施的重要组成部分,自然引起人们广泛关注照明情况和耐久性能。由于后期的施工建设、改造工程,与路灯线路设计方法息息相关,作为城市最基础的公共服务设施的路灯线路,其设计与控制就显得尤为重要。市政照明工程在现阶段的的路灯线路设计与控制中存在许多问题,加强市政路灯线路质量建设与应用的效益,要针对不同问题具体分析并提出相应的解决措施。
1 市政照明工程中施工流程
1.1 勘察设计
勘察的过程就是为维修提供前提和保障的过程,在此过程中要注意检查施工周边是否存在影响施工的杂物,比如高压线、树木或者是其他的杂物,还要正确设计路灯的高度、地下管线的位置等一切准备条件。
1.2 施工定位根据路灯安装施工的安全系数和施工的变量程度,确定路灯位置。
1.3 电缆敷设和接线
电缆敷设前要进行勘察,避开已经存在的电缆,防止意外伤害。电缆沟要严格按照设计准则,以此为基础,使其有合适的深度,同时要在防盗上采取相应措施。电缆接线过程中,首先要确保做好电缆接头连接和密封工作。注意线路调节处的跳箱颜色,正确接线,做好线路防水和防漏电工作。必要时,还可在电缆线上标注电缆的型号、规格等基本信息。
1.4配电箱安装在正确接地的前提下,确保电阻在10欧以下,并做好所有电器的相关连接工作。配电箱安装同样需要悬挂警示牌、控制回路图和电缆标志牌,以保证安全。
1.5 检修门和地线的焊接
根据相关标准选择正确的焊接参数,为了防止出现接头氧化,在确保焊接质量后,进行涂防锈漆工作。
1.6 工程验收
在保证照明工程安全系数和质量水平的目的下,做好工程验收工作,为日后的照明工程系统的正常运行提供必要的准备条件。
2 市政照明工程质量控制要点
2.1 电缆沟施工
以人民群众要求和施工图纸的设定标准,进行线路测量和放线。在标杆的作用下使其从初始端逐渐向前移动,直到与路基距离符合基本标准。在两个标尺之间固定好线,同时把放出的线和使用的技术标准化,以达到完成电缆沟施工线的基本规划的目的。电缆埋地深度规定是要在挖电缆沟之前需的设计要求:绿地、车行道下应大于0.7米;人行道下不应小于0.5米,要尽量减少开挖土量,通常采用1:0.2的坡度开挖。通过直尺和拉新的方式进行坑深检查,电缆沟施工中挖出的主要进行回填,确保施工稳定。如图1所示,为电缆埋地方法示意图。
2.2 电缆敷设在市政照明工程中,电缆敷设的主要方式是铺设在厚度为100毫米的细沙垫层上,然后用混凝土保护板将其覆盖以保证安全。由施工标准可知,路灯的间距一般为38米左右,也就是说,路灯之间的线管要进行没有线盒的直线型的连通,并且套管两端要在灯位处呈垂直方向向上弯出。同时要注意相关标准:电缆敷设按照一定的标准为基本原则,保证沟底平整,清除所有障碍物。确保电缆松放和穿管的平整程度。切实做好电缆防漏电工作。
2.3 路灯的配置方式
如果说起城市常规道路照明路灯的几种重要布置方式,就不得不提单侧布置、双侧交错布置、双侧对称布置、中心对称布置。而道路断面形式则是路灯布置方式的决定性因素。为了使其在同一前提下,我们要保持路面亮度均匀。所分配的布置方式取决于灯具的类型,类型不同分配的布置方式也不同,在一定的范围之内,限制其安装高度(H)、灯杆间距(s)、道路宽度(Weff)的比率,以此来满足路面照度均匀度的要求,具体见表1。
其中,Weff为路面的有效宽度,如果道路有效宽度和实际路宽相差一个悬挑长度,说明采用的是单侧布置方式;如果道路有效宽度和实际路宽相差两个悬挑长度,表示灯具采用的是双侧布置方式;显然,当道路有效宽度与道路实际宽度相同时,说明采用的是中心对称布置方式。H为电光源中心点至地面的垂直距离,也就是安装高度。
确定完灯具的布置方式后,要进行照度计算,通常采取利用系数法进行平均照度的计算。
式中:n———每盏路灯中的光源数;
Ф———单光源光通量;
U———灯具利用系数,可查灯具利用系数曲线图;
k———维护系数,一般在0.6~0.8范围内;
N———路灯排列方式,单排、交错排列,N=1;双侧排列,N=2;
s———灯杆间距;W———路面宽度。
通过一系列测量计算和实践,可以得知:无论是人行道侧还是交通道路侧,如果都比较宽,建议采用双臂路灯,不仅要在车道侧设置灯具,也要在人行道侧布置灯具,最好将车道侧路灯做出15度的一个仰角,而人行道侧的灯具可以安装在杆的中间,在大大提高车道侧的照明利用率的同时,还可以美化环境。对于比较窄的道路,无论是交通干道侧还是人行道侧,建议采用单臂路灯,这样车道侧的灯具不仅可以将车道照亮保证安全,还可以兼顾人行道,提高人行道的安全系数。在进行实践时,灯具安装要保证最大化的呈水平方向,或者是让路灯灯臂的仰角保持在5度以内,使车道和人行道都有较好的照度。
在照明工程中,通常采用高低压配电方式,系统高压电源采用一万伏高压输电线路。变电站设箱式变压器和低压配电装置。整个施工过程必须高度重视并强调安全问题,将其贯穿始终。
3 路灯电缆直埋技术浅析
3.1 电缆直埋基本要求
时代的更迭,让我们的生活不断发展进步的同时,科学技术也在不断提高,取代架空路线的电缆直埋技术的普及,是科技手段创新进步的最好证明。电缆直埋技术经济适用,同时也要符合一定标准。铺设人员要认真检查电缆规格、型号及质量情况,保证电缆无损伤、并且绝缘电阻大于相应标准。要做好电缆连接处及终端的密封防水工作,立好标志牌。注明电缆规格、型号以及其他基本信息,严格控制电缆被盗,做好施工记录。
3.2 路灯线路故障检修
市政照明工程中路灯控制系统主要是有保护装置、接触器、时控钟、电能表及一次线路、二次控制线路组成。路灯控制的方式有很多,其中,故障检修是照明路灯控制的主要项目,需要先进的管理技术、合理的管理制度。只有降低电缆线路的故障,才能提高市政照明工程的效率。
而最大化的减少故障检修的次数,需要建立合理的检修制度,依靠计算机系统建立完善的资料库,对电缆基本信息和管理情况进行实时记录。路灯线路故障检修人员要做好检修准备工作,并在检测过程中以安全为前提,做到全面检测和重点监测最大限度的有效结合。高精度的确定故障发生点或者发生范围。具有专业的专业技能和检修管理意识,不仅对检修人员自身的能力素养有所提升,同时还可以提高检修效率,保证市政照明工程中路灯照明的安全性和实用性。
4 市政照明工程中解决措施
市政照明工程中的问题层出不穷,这就使得公共基础服务设施建设要不断地完善,同时市政照明工程建设的质量与使用的效益引起了人们很高的重视,现阶段照明路灯设计方案在不断优化,推陈出新,要对照明路灯设计进行深度的认识和分析,从实情出发,从实际抓起提升城市市政照明路灯线路的设计理念和质量安全建设。与此同时,路灯路线的安全仍是一个重要且重视的课题,大功率电器的大面积使用,随时可能让安全问题一触即发,而且大功率的电器的控制与应用是相对复杂和无确定性的。这就需要管理制度的制约,同时不断完善管理体系,并通过培训等方式提高检测人员和管理人员的技能,更好的发挥出计算机系统的先进性,发挥路灯线路设计及故障排查的密切联系,提高管理和线路控制效率。
5 结语
技术人员专业水平的不断提升和各个部门之间的明确分工,也让路灯线路设计与控制系统故障维修比率大幅度减少,而电缆直埋技术的广泛应用,也为进一步开展照明工程提供了正确的方向和指引的经验。
摘要：日新月异的今天,我国的经济建设取得了质的飞跃,城市化建设也在不断的发展进步,市政照明工程建设规模的扩展与完善也逐渐提上日程。但即使这样,市政照明工程建设中仍然存在一系列的问题需要解决。为了加强与完善市政照明工程建设的质量,要从现有的设计方法和控制系统出发,结合实际路灯线路情况采取科学有效的设计手段和控制系统,本文指出市政照明工程中的现状和不足,并针对性的提出解决方案和优化措施。
关键词：市政照明工程,路灯线路,现状,解决措施
参考文献
[1]黄深栋.城市市政道路设计常见问题及设计方法[J].建材与装饰,2016(08):91-92.
[2]吴雷,王宇彪,王宪明,石峰.城市常规道路照明设计研究[J].灯与照明,2007(02):40-43.
《照明工具的研究》教学设计 篇7
EMC模式在钢铁企业照明节能中的应用研究
摘要：合同能源管理是一种基于市场的节能投资新机制,是节能服务公司,能源用户和社会三方共赢的理想模式,在国外已发展成为新兴的.节能产业.我公司用这种方式在钢铁企业进行照明节能推广工作,发现问题,思考解决的办法,推动EMC方式在钢铁行业的快速发展,为钢铁行业的节能减排出一份力.作 者：李俊 作者单位：中冶华南工程技术有限公司,广东,广州,510730期 刊：硅谷 Journal：SILICON VALLEY年，卷(期)：2010,“”(3)分类号：X2关键词：EMC模式 钢铁企业照明 节能应用
LED照明节能技术研究论文 篇8
（1）节能。LED是直接由电能转换成光能的，中间没有加热的过程，因而光电转换效率较其他光源高。在同样亮度下，LED的耗电量是白炽灯的10%。如果采用LED作为照明光源，每年节省的电量极大，节能效果十分可观。
（2）环保。不含铅、汞等污染元素，而且LED光谱中不含紫外线和红外线，对人体无任何伤害，对环境无污染。
（3）寿命长。LED的寿命高达十万小时，是白炽灯的100倍，从使用的时间考虑，选用LED可以节省维修和更换成本。
（4）无频闪。LED采用直流驱动，消除了由于频闪对人眼造成的视觉疲劳，普通白炽灯都是采用的交流供电，因而会产生频闪。
2、LED照明节能技术分析
目前照明领域中最常见的光源主要是LED、荧光灯、白炽灯、高压钠灯、低压钠灯。从上表的数据可以看出，LED灯的寿命最长，高达100000小时。LED灯的使用寿命是荧光灯的10-20倍，是白炽灯的100倍，是高压钠灯的4-8倍，是低压钠灯的33-50倍。按照每天10小时照明计算，采用白光LED可照明10000天，大概27年。采用荧光灯可照明1000天，大概2.7年。采用白炽灯照明时间约1年。采用高压钠灯可照明2400天，大概6.5年。采用低压钠灯可照明300天，大约1年。以上几种光源中，LED的寿命最长，所以采用LED光源作为照明灯具，可以节省维修费和相关的更换费用。
3、LED前景展望
随着相关政策的鼓励和扶持，LED的使用将会越来越普遍，有专家估计，LED在2025年将会替代25%-35%的传统光源。LED因其寿命长、节能、环保、易控制等优点被广泛的应用于显示屏、被光源、信号灯等领域，目前正逐步取代传统光源。随着器件结构的改进，并且已经开始在一些领域取代白炽灯，最终LED将成为21世纪的照明光源。目前由于LED的相关技术处在改进之中，因而LED售价比其他光源高。随着LED相关技术的发展及创新，LED产业将会呈现出更多的新技术、新产品，LED的价格将有所下降，逐渐成为照明领域的优势光源。
4、结语
《照明工具的研究》教学设计 篇9
近年来, 受全球环境变暖影响, 地球环境已开始产生能源枯竭、生态危机及资源迅速短缺等负面问题, 人们也逐渐重视环境及资源保育。资料显示我国照明用电量占全国用电量的13% 左右[1], 因此住宅照明节能在我国节能减碳计划中是非常重要的一个环节。
在节能减碳的趋势下, 美、英、日及欧盟等国家相继宣布, 自2014 年起全面禁用与禁止生产白炽灯。我国也在2009 年~ 2015 年分三阶段积极推动 “十城万盏”计划, 在全国21 个试点城市使用100 万盏LED灯具, 以全面落实节能用电目标。第一阶段的目标为使用省电灯泡取代传统照明灯具 ( 白炽灯泡) ; 第二阶段则是以LED灯做为最终照明解决方案 ( 耗能) , 并预估在LED普及之后可大幅降低我国的照明用电量约40%[1]的能耗。
由于LED发光效率的提升, 以及其不含汞、光源体积小、耐震、耐冲击及不易碎裂等优势, LED已成为目前最受瞩目的节能与环保新光源。然而, 以LED光源结合既有传统灯具的应用方式, 并未让LED灯具成为令人满意的室内建筑照明装置[2]。换言之, 目前照明市场的LED灯具以替代已有的传统灯具型式居多, 忽视传统建筑照明具有的灯具性能基本要求, 因而并未出现符合室内照明环境需求的创新设计LED灯具。LED灯具若要在住宅环境中有效展现其多重效能, 就必须重视其与所属环境条件的适配问题。本文主要探讨不同室内环境及空间使用性质对照明性能的要求, 并对LED灯具照明设计在不同居住环境下的限制因素进行评估, 提出了最适化的LED灯具设计策略。
1 住宅空间照明使用频率
住宅空间照明的使用频率, 会因家庭成员的生活习性以及空间性质的不同而有很大的差异。换言之, 会因个人工作性质、家庭结构及生活习性等影响空间使用时间的长短。通过调查结果显示, 消费者认为使用照明频率最高的空间依序为客厅、卧室、玄关、走廊、楼梯间、书房、洗手间; 厂商则认为使用照明频率最高的空间依序为客厅、玄关、走廊、楼梯间、 卧室、 书房、 洗手间。
这些空间照明使用时间长短的分布中, 客厅是以4h ~ 6h以上为主; 玄关、走廊、楼梯间是以4h ~ 6h为主; 卧室是以6h ~ 8h以上为主; 书房是以4h ~ 6h以上为主; 洗手间是以4h以上为主[3]。依据上述空间使用照明时间的比例, 对住宅而言, 客厅、卧室、玄关、走廊及楼梯间应是使用LED进行节能减碳的主要空间。依据这些空间的性质与其在照明设计部分的需求, 将LED灯作为基本的灯具设计考量, 以便能满足消费者的视觉舒适及节能需求。
2 不同住宅空间LED灯具照明设计策略
住宅室内空间在进行照明设计时应考虑不同时段的照明要求, 因为生活行为或活动的不同, 需要不同的照明设计。例如, 在进行住宅空间灯具选择时, 目前大部分人都是习惯于一室一灯的照明方式, 并以直接照明为主, 其次是只要求室内空间的整体照度必须足够, 但又不知如何用局部照明来满足局部空间的照度要求。在灯具长期使用、维护方面, 虽然光源亮度已明显衰减, 却不及时更换, 导致室内照度明显不足。这种采用全般照明模式, 但室内照度过高或明显不足已是常见现象。室内照度不足或室内照明环境品质被忽略的问题, 也可能是由于室内色彩或家具摆设并未与照明灯具样式及装设位置相互配合。对住宅环境照明的需求是要提供比较休闲或温暖的居家生活感觉, 照明设计通常采用间接光源的建筑式照明方式, 因为居家生活是以让人放松为主, 过多的直接光不易消除在办公室环境下工作所导致的紧绷感。传统光源在塑造住宅照明环境品质方面已能提供非常优异的效果。新兴的LED光源, 因LED在光线色彩方面的多变化性, 对情境氛围的塑造的确可让居家生活增添不少新鲜感。对于需要专注的视觉作业可辅以局部照明来增加照度。总之, 在住宅环境中, LED灯具足以担负一种与人们日常生活互动的角色, 让生活增添不一样的乐趣[4,5,6,7]。
2. 1 客厅LED灯具照明设计策略
此空间的主要功能是接待客人, 但也经常是家人齐聚的主要空间。换言之, 客厅通常是住宅空间中人们逗留时间最长的场所。在客厅中的活动以半动态的休闲行为较多, 但也可以是静态的阅读。因此, 对客厅照明的提供, 若能依活动的不同而改变, 让使用者拥有空间光线选择的可能性, 自然能给人们带来不同的感觉, 温暖且轻松愉快。像这种使用机能弹性较大的客厅, 对灯具组合运用的要求也较多。可依使用区域的不同来选用照明灯具, 让空间有不一样的表情, 而不再是一成不变[4,5,6,7]。
问卷 ( 参考表1) 结果显示, 消费者认为灯泡的更换方便性与售价高低为主要的设计考量。若考虑此设计因子, 客厅不能使用完全替换型的LED灯具, 必须使用光源可替换型的LED灯具。LED灯基本都已具备省电与寿命长的特性, 如何降低售价成为关键性因素。然而在符合更换方便性与较低售价期望的同时, 确保品质以维持持久性与省电特性也是必须重视的因素。
2. 2 玄关、走廊、楼梯LED灯具照明设计策略
玄关为住宅主要入口, 其照明灯具创造的舒适及和谐气氛, 足以影响并改变家人在忙碌一天之后回家的心情, 也能让家人及宾客愉快及安全地进入室内空间。走廊及楼梯间属于一种与动线相关的过渡空间, 其照明使用时间比较短且不固定。但若这些空间的灯具使用管理不当, 很容易造成能源浪费[4,5,6,7]。
问卷 ( 参考表2 ) 结果显示, 消费者认为售价高低为最主要考量, 其次为艺术造型。一般而言, 在玄关、 走廊、 楼梯空间使用的灯具, 属指引或装饰性灯具, 并非以足够照度为主要考量, 因此售价应在合理范围内, 即消费者能接受的价格, 让LED灯具在这种空间可发挥最大效益。在艺术造型方面, 不建议使用完全替换型LED灯具, 即使是有创意的LED灯具, 若采用的光源可替换, 将成为吸引消费者的主要竞争优势。换言之, 如何设计兼具艺术造型及低成本的灯具是此空间的灯具设计策略要项。
2. 3 卧室LED灯具照明设计策略
卧室属于休息及让身心放松的空间, 需要考虑舒适性及实用性, 特别是运用灯光来营造一种能完全释压的氛围。这种氛围会因使用者习性的不同而改变, 例如阅读、睡眠或其他活动所需灯光要求, 理论上, 可调光灯具是较常使用的[4,5,6,7]。
问卷 ( 参考表3) 结果显示, 消费者认为售价高低是最主要考量。在卧室空间使用的灯具, 虽然灯罩可变换是消费者重视的因子, 但售价还是必须制定在合理范围内。由于LED体积小且不发热, 灯罩设计可使用的材料也更加广泛 ( 如纸、布或其他的柔性材料) , 让卧室空间能不受传统灯具材料束缚。此外, 运用可调节光量或光线颜色的LED光源也有助于创造更多不同氛围的光环境。同样, 在兼顾可变换灯罩效果的同时, 合理价格是厂商必须重视的因素, 若其材料为可回收或自然分解材质, 就更易引起消费者购买兴趣。
2. 4 书房LED灯具照明设计策略
书房是人们书写、阅读及业余学习或在家工作的空间, 通常是以局部灯光照明为主。书房照明应让人们能够稳定且活力充沛地工作和学习, 因而提供的光线需要柔和、明亮且能避免眩光出现。书房通常会选用间接照明方式的灯具提供主体的环境照明, 另外, 在书桌或工作面上放置可移动式灯具 ( 例如台灯) , 作为局部照明用, 此类灯具同样也必须考虑功能性及眩光问题[4,5,6,7]。
问卷 ( 参见表4) 结果显示, 消费者认为最主要的考量为眩光控制, 其次为省电。由于近距离阅读或书写是最常见的书房活动, 在书房空间使用的LED灯具, 必须是无重影的, 即必须能提供比较均匀且无阴影的光线来辅助视觉作业。若为多颗LED阵列的LED灯具, 通常会在灯罩表面利用雾化设计来消除重影的影响程度。原则上, LED灯已具备省电与寿命长的特性, 眩光控制或避免重影现象自然成为关键性设计因素。此外, LED光源的体积相对很小, 构成的LED灯具自然也能符合消费者对于体积小的要求。
2. 5 洗手间LED灯具照明设计策略
洗手间的主要功能包括生理需求、身体清洁, 所需光线以柔和为主, 照度要求虽然不高, 但光线必须均匀。此外, 洗手间内会经常用水, 因而必须注意灯具防水性以及因水气而导致的灯具表面污垢积聚。有时为了脸部清洁或化妆必须使用均匀且无阴影的灯光来辅助, 对演色性的需求也相对较高[4,5,6,7]。
问卷 ( 参考表5 ) 结果显示, 消费者认为最主要因素是智能控制, 其次为产品有节能标识。由于LED是一种节能的绿色光源, 通常符合节能的光效标准。 洗手间湿气较重, 若湿气排风不足易滋生霉菌。 在一般的洗手间设计中, 排风与电灯控制是同时切换, 因此当电灯关闭时, 排风扇也被关闭。 智能控制的灯具除能依据不同环境湿度而自动调节排风外, 对于灯的亮度、 颜色及投光角度也做了重要考虑。
3 结束语
综合上述, 在客厅、玄关、走廊、楼梯及卧室等空间的LED照明设计中, 比较受重视的设计因子是售价的高低以及灯泡更换方便性。艺术造型、可变换灯罩及灯具材料三项也与售价高低有某种程度的关联性。灯具厂商在开发LED灯具时, 可在衡量消费者对价格合理范围的要求下, 提供多变化且适用性高的可调整再使用灯具。
参考文献
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[6]许耀云.基于均匀照明的LED光学系统设计[D].燕山大学, 2012.
《照明工具的研究》教学设计 篇10
光污染light pollution
干扰性或过量的光辐射（含可见光、紫外和红外光辐射）对人体健康和人类生存环境造成的负面影响的总称。
室外照明的光污染light pollution from exterior lighting
主要是因建筑立面照明、道路照明、广场照明、广告照明、标志照明、体育场和停车场室外功能和景观照明产生的干扰光对人、环境、天文观测、交通运输等造成的负面影响的总称。
干扰光obtrusive light
溢散光的溢散最、方向性和光谱，三者作用对人的活动和动植物产生不良影响或干扰的光线。（cie定义：在特定场合下溢散光数量，方向或光谱引起烦恼不适、分心或视觉信息能力下降的光线）。
溢散光 spill light
从照明装置散射出并照射到照明范围以外的光线。
反射光reflected light
室外照明设施的光线通过墙面，地面或其他被照面反射到周围空间，并对人与环境产生干扰的光线；
阀取增量threshold increment
由道路照明灯具引起的失能眩光而使视觉辨认降低需增加亮度对比的指标。
天空光或称天空辉光sky glow
来自大气中的气体分子和气溶胶的散射（包括可见和非可见）光线，反射在天文观测方向形成的夜空光亮现象。它由以下两个独立成分构成：
1． 自然天空辉光：天体和地球大气上层辐射过程引起的那部分天空辉光；
2． 人为天空辉光：人工辐射源形成的那部分天空辉光（室外人工照明），它包括直接向上和经地面反射到空中的光辐射。
向上光输出比（ulor）upward light output ratio
照明设施处于标准设计条件下，照明光源或灯具发射到参考水平面以上的光通量的比例。
实际向上光输出比(ulor inst) installed （ulor）。
照明设施处于实际安装位置（条件）时，光源或灯具发射到参考水平面以上的光通量的比例。
宵禁curfew来源：
控制干扰光光污染要求比较严格的时间段，通常是政府管理部门，尤其是地方政府应用照明控制的一种时间分段作法。
环境区域environment zones
按规划或活动内容，对干扰光光污染的限制提出相应要求的区域。区域划分为e1至e4共4个区域（这4区的范围和限制光污染的要求，详见北京照明学会的《城市夜景照明技术指南》第19章的表19。13）
相关的照明术语
照明lighting
使物体及其环境经光照射可以看得见的一种措施。广义地说也包括紫外辐射和红外辐射的应用。
光环境luminous (light) environment
照明系统（天然光和人工光）和环境中所有表面的光度特性的综合效果。
照明技术lighting technology
照明工艺及有关科学原理的结合，包括获得光、应用光和测光技术等方面。
照明系统lighting system
照明设备按其安装部位或使用功能构成的基本制式。来源：
城市照明urban lighting
城市功能照明和夜间景观照明的总称。
室外照明exterior lighting
建筑物的外部，除道路交通照明以外的其他照明部分，包括室外工作场地（工地与码头等）照明、警卫照明、体育和娱乐场地照明、广场照明、城市夜景照明、广告照明等。
绿色照明green lights
节约能源、保护环境、有益于提高人们的学习、工作效率和生活质量以及保障身心健康的照明。
★ 音乐常用术语
★ 术语翻译
★ 印刷术语
★ 照明实习报告
★ 排球常用术语 Volleyball
★ 20组常用外贸英语术语
★ 常用钢产品术语
★ NBA: 篮球术语
★ 公交术语：基础术语
试论商业展示会所的照明设计论文 篇11
关键词：商业展示 会所 照明设计商业展示会所的概念
会所的展示设计是一种以科学为功能基础，以艺术为表现形式，以创造一个精神与物质并重的人为环境为目标的理性创造活动。它通过人为的场所设计，即展示空间环境的创造，来引导人们的信息交流等行为的发生。这些行为包括：参观展览会、博物馆、旅游、购物、休闲、娱乐等。
商业展示会所主要是指：百货商场、专卖店等有展示需求的商业空间。展示设计在商业空间气氛和环境的营造中起到了非常重要的作用。一个好的商业空间不但要有好的建筑空间、好的室内空间，还要有引人注目的展示空间，来展示它的产品，宣传它的品牌，创造一种特定的环境气氛，以此来吸引大量的目标客户的关注，最终促成购买行为的发生，或者培养潜在的客户群。展示设计之所以在商业会所空间有中举足轻重的地位，也是和它对环境气氛的创造是分不开的。而其中照明设计是营造各种环境气氛的主要手段之一。商业展示会所空间照明设计的方法
由于商业展示会所空间功能的特殊性需要根据不同季节以及新系列产品的推出，不断的更换照明设计，以符合新情况下的照明要求，所以商业展示会所空间的照明设计显得尤为重要。下面分类讲述商业展示会所空间的照明设计的方法。
2.1以人工照明为主，自然采光为辅。商业展示会所空间的采光一般分为自然采光与人工照明。但是由于商业展示空间建筑本身的特点，以及商业展示会所要满足各种展示的需要，人工照明在商业展示会所空间中的应用最为广泛；为了避免自然采光的不均匀，和满足多种展览方式，所以应以人工照明为主。
2.2光线照度应满足观众在眼睛无明显疲劳的条件下观展的基本要求，并且能确保观众正确辨别展品颜色和辨认展品细部，展品表面照度一般为200LX—2000LX，光敏性的展品表面照度最低不小于120LX。
2.3光线照度应考虑以下因素：展品主要部分照度均匀，墙面应补充足够的垂直照明，这样各展品的受光和投影可避免相互影响，也不干扰观众视线。展品表面照度与展厅一般照度之比不宜小于3：1，展厅一般照度与展厅环境照度之比不宜小于2：1。
2.4商业展示会所空间中内应避免光线直射观众和眩光。应限制光源亮度，当光源照度远大于一般照度时，就应采取遮光措施，或扩散光线或降低光源亮度，在玻璃柜内布置展品时，应使得展品照度高于玻璃面照度。为了使玻璃柜上不出现镜像，应保证柜内展品照度高于一般照度的20%。
2.5人工光源的选用应根据展品类别和陈列设计需要确定。应注意灯具显色性、发光效率、照度稳定、含紫外线量以及投光形式。设计应考虑用足够数量的导轨来强调陈列气氛。
2.6应合理选择色温、照度、光色对比度来表现特定的光色、气氛、突出商品质感、色彩等。
2.7进深大的营业厅应加强厅内深处的照明。进口和深处应采用明亮的照明。假设营业厅内平均照度为L，则店面照度1.5-2L；橱窗照度2-4L；深处陈列照度2-3L；柜台照度2-4L；重点陈列商品重点陈列区照度3-5L；一般陈列架、陈列台照度1.5-2L。大中型商店应设事故照明以供继续营业，其照度不宜低于一般推荐照度为10%。商业展示会所空间照明的类型和灯具的选择
商业展示会所空间的照明类型按照功能的不同，可以分为三类：一般照明、重点照明、装饰照明。商业展示会所的每一个展示方案，都需要配合不同的照明设计，因此，灯具的选择对出色的执行每一个不同类型的商业空间展示设计来说尤为重要。
一般照明以格片来遮挡光线，使环境亮度自然。一般照明决定了商业展示空间的基本照明亮度和照明气氛，而且使用面积比较大，所以常采用有遮挡的灯具，像常见的装荧光灯的格栅灯等，它可以是空间的亮度更加自然，由于有遮挡，也不会直接照射顾客的眼睛从而造成刺眼的眩光。
重点照明，中央陈列部分宜用聚光灯。重点照明是烘托展示空间氛围的重要部分，它决定了一个商业展示会所的性格特征和格调，常被用在重点的展示部位，虽然在使用面积上不如一般照明大，由于使用位置的特殊性，往往是一个商业展示空间中最亮眼的部分。在重点照明的灯具选择上常使用聚光灯，特点是照度强、照幅窄、便于朝场景中的特定区位集中照射，比如：卤素聚光灯、LED聚光灯等。另外，重点照明有时也会使用荧光灯和白炽灯，作为渲染重点陈列部分的气氛光，比如重点的中央陈列橱、陈列架内部最好设置带有偏颜色的荧光灯或白炽灯，作为气氛光，而较低矮的陈列台上部最好设置安装荧光灯或白炽灯的吊灯，既可以作为装饰也是重点照明的一部分。
装饰照明一般采用有偏颜色的灯具。装饰照明作为照明设计的最后一个层次存在，在一般照明和重点照明的基础上进行布置。它是以摆件、小型家具、装饰造型、装饰灯具的形式存在，对基本的照明亮度和氛围不会产生很大的影响，装饰照明会增加展示设计的层次感和亲和力，布置适当会让原本的商业展示空间生动活泼起来。装饰照明常选用有偏颜色的灯具，一方面可以和重点照明或室内装饰色调有一个呼应；另一方面，有偏颜色的灯具形成的光色可以活跃空间气氛。常用的装饰照明灯具有荧光灯、聚光灯等。商业展示会所空间照明的色彩设计
灯光的色彩能够使观看者产生一种长久的刺激并传达一种明确的信息；能够令空间看起来放大或缩小、变暖或变冷、具有震撼力或者含蓄内敛。商业展示空间照明的色彩设计是烘托环境气氛的重要手段，如果设计搭配不当则会破坏原有的展示设计效果，但如果照明色彩搭配的恰当，会使原有的展示空间更加舒适和谐。
4.1常见的灯光色彩对人的心理作用
接近日光的白色光能放大空间，使陈列的商品清晰可见；昏暗的灯光照明能减小空间的体积感，使空旷的大空间看起来紧凑；红色的光具有诱惑力，识别力很强；利用灯光色调的深浅变化，营造整体、统一的气氛，有助于将展区的主要特色表达出来。
4.2色彩设计的基本手法
4.2.1照明的色彩要注重整体感，要有主次色调，先确定主调，以便于营造整体气氛。
4.2.2重视人们对空间中照明色彩的视觉、嗅觉、触觉和心里的反映。
4.2.3要考虑不同光源条件下，照明对物体本身颜色的影响，否则会影响商业空间展示设计的效果。
4.2.4利用类似色、相邻近色等，达到协调的效果；可以在协调中有对比，又可营造对比强烈的视觉效果；结合需要来使用反协调方式。结语
照明设计是商业展示会所设计的重点，因此对照明设计的研究更加重要。通过照明设计的方法可以了解商业空间展示会所设计的照明布置方式和注意事项有哪些；而根据不同的展示设计需要选择适合的照明类型和灯具，会让商业会所空间的层次感更强；另外，照明的色彩设计配合空间装饰材料的色彩，可凸显商业展示会所空间的格调，使不同装饰风格的氛围更加浓郁。
参考文献
《照明工具的研究》教学设计 篇12
目前, 仍然有约4%的软件系统是采用模型技术来开发, 其中大部分是使用统一建模语言UML[1], 一方面基于UML模型技术可以用模型检查器进行自动化验证;另一方面可以提高系统的开发效率。在安全关键系统开发中, 由于UML缺乏安全性描述的模型元素, 安全需求描述中具有二义性, 模糊性, 不一致性等问题, 因此文献[2, 3]采用UML的安全扩展UMLsec[4]技术, UMLsec通过为UML模型定义新的模型元素构造型、标记值和约束进行安全扩展。标记值声明系统应满足的安全需求, 如机密性、完整性、真实性等;约束提供了规范安全需求的安全策略, 如加密协议、数字签名等。这样UMLsec克服了UML在安全关键系统开发中的不足, 但文献[2, 3]应用验证工具是模型检查器, 模型检查器在验证声明的安全需求是否实施了规定的安全策略时, 存在如下问题: (1) 在给定一个UMLsec模型时, 需要一个前置端自动生成语义模型; (2) 需要形式化安全需求规范; (3) 需要预定义安全原语。如果让开发者自己去解决上述存在的问题, 需要对他们进行形式化规范和安全工程等领域的专门培训, 这样不仅浪费了大量的人力物力, 降低了系统开发效率, 同时手工形式化可能带来潜在的错误, 影响系统开发质量。
针对上述问题, 提出一种支持自动形式化分析验证UMLsec模型的工具框架 (简称USTF) , 该框架可根据具体应用需求嵌入相应构造型验证插件, 从而实现可靠、高效地自动化分析验证系统模型的安全需求, 很好地解决了上述三个问题;为便于USTF方法的应用, 研究设计了构造型<>的分析验证插件, 不仅实例化USTF, 为UMLsec高级用户自定义UMLsec构造型验证插件提供一种参考方法, 而且方便系统开发者自动分析验证机密性安全需求。<>分析验证插件为UML类图关联构造型<
1 UMLsec支持工具框架 (USTF)
USTF使用XMI[7]数据集成的CASE工具, 提供了自动分析和验证UMLsec安全需求模型的体系结构, 主要包括两个套件:UMLsec编辑套件 (UES) 、分析验证套件 (AVS) , 如图1所示, 同时也提供了功能接口来调用相应的工具。
用户通过功能接口调用UES绘制UML模型, 随后上传给AVS;AVS以.xmi文件格式存放于内部MDR仓库, 并通过MDR库生成JMI[8]接口, 以便静态检查器、动态检查器、错误分析器访问该模型。静态检查器对模型进行解析, 验证其静态属性, 将结果发给错误分析器。动态检查器利用ASM对类的语义行为进行描述, 并转化为Promela语言, 然后调用模型检查器spin来进行检测, 并将检测结果发给错误分析器。错误分析器利用所搜集的信息, 包括来自静态检查器和动态检查器的信息, 生成一个文本型报告, 为用户描述发现的问题, 并生成一个改进的UML模型。
1.1 UES
UES通过Argo UML[9]工具实现, Argo UML是一个专业UMLsec CASE (Computure Aided Software Engineering) 工具, 包含了支持所有uml1.4的图, 能够对uml图进行扩展, 通过添加构造型、标记值以及约束描述安全需求, 构建UMLsec模型, 并保存为.zargo的图形文件或者为.xml的文本文件, 从而方便AVS的分析和验证。
1.2 AVS
AVS是UMLsec模型分析和验证的工具, 主要由元数据仓库MDR (Meta-Data Repository) 、静态检查器、动态检查器、错误分析器和模型检查器组成。
1) MDR
MDR是XMI专用的数据绑定库 (XMI数据绑定, 即一个框架从XMI文件中提取数据并能被如.Java类的方法访问) , 直接提供在UML模型抽象层面的XMI文件的表示。
MDR支持XMI和JMI标准, 实现了一个元对象工具MOF[10] (Meta-Object Facility) 仓库, 通过MOF描述UML元模型, 并实例化UML模型存储库, 装载外部输入的.xmi模型实例, 同时生成JMI接口, 方便Java应用程序直接访问UML模型。如图2所示。
XMI是一种从MOF到XML的映射, 能够自动生成一个支持任何用MOF方法描述的XML (一种通用数据存储格式) 交互格式。例如, 生成一个标准化的UML交互格式, 需用MOF定义UML语言, 用XMI映射规则导出支持UML序列化的DTD和XML Schema。
JMI (Java元数据接口) 定义了一个从MOF到Java的映射, 类似于XMI提供的MOF到XML的映射。
2) 模型检查器
模型检查器由静态检查器和动态检查器组成, 分别验证UMLsec模型关联的标记值和约束规则, 最后将验证结果发给错误分析器。
(1) 静态检查器静态检测器是由语法分析器、状态分析器、静态图规范 (定义UMLsec类图的安全属性规范集) 、OCL (Object Constrain Language) 规范 (定义UMLsec关联的约束规范集) 以及OCL操作规范 (定义访问安全属性和执行约束规范的函数集) 组成。;如图3所示。语法分析器对静态图规范和OCL操作规范进行文法分析, 状态分析器对静态图规范、OCL规范以及OCL操作规范进行状态分析, 最后将语法分析器和状态分析器分析的结果发送给错误分析器。
(2) 动态检查器如图4所示。动态检查器是由抽象状态机ASM对类或对象的状态图行为进行语义分析, 并将ASM描述转化为模型验证器的输入语言Promela, 然后进行模型验证。
3) 错误分析器
错误分析器用所搜集的信息, 包括来自静态检查器和动态检查器的信息, 生成一个文本型报告, 为开发者描述所发现的问题, 并生成一个改进的UML模型, 其中发现的错误被刻画出来, 并尽可能得到了修正。
为了实现工具独立运行, 输入和输出是由USTF来处理。每个工具命令定义了一个输入参数集合, 该框架使用输入/输出工具从用户收集参数, 并将输出返回给用户 (控制台, 网络或GUI) 。为了实现这些功能, 集成到USTF中的工具必须实现一个共同的接口 (ITool Base) , 再加上三个依赖于媒体的接口 (ITool Console, ITool Web和ITool Gui) 如图5所示。为简化起见, 该框架提供了ITool Web和ITool Gui接口的默认实现。这些默认的包使用工具ITool Console的接口, 并分别以HTML或文本窗口的形式呈现文本输出。每个工具通过相应的接口功能公开了一组可以执行的 (Get Console Commands, Get Web Commands and Get Gui Commands) , 因此, 该工具可以在不同的媒体上提供不同的功能。
1.3 USTF特点
经过对USTF的体系结构、核心组件以及功能结构的详细分析, 可以得知USTF有如下特点:
1) 可以自动检测UMLsec构造型相关的约束, 前提是UMLsec构造型必须是基于UML画图工具输出图XMI来完成的;
2) 用元数据仓库MDR实现基于XML的数据绑定, 直接提供在UML模型抽象层面的XMI文件的表示;
3) 能够自动分析验证UMLsec模型的静态属性、动态属性以及外部应用绑定属性;
4) 减少用户自行完成安全需求形式化规范工作, 并支持通过严格定义的语义来提供预定义安全原语;
5) 该工具目前对动态属性的验证存在一定的局限性, 只能对简单动态属性以及部分复杂动态属性进行验证。
2<>验证插件设计
在本节中, 分析工具中自动验证构造型的验证插件的设计原理, 主要从构造型与元类、抽象状态机 (ASM) 、umlsec加密规则、umlsec语义模型到promela语言转化等四个方面进行分析。
2.1 构造型到元模型的转化
四层元模型 (信息层、模型层、元模型层、元元模型层) 是OMG组织指定的UML的语言体系结构。元模型是为了描述模型而定义的一种“抽象语言”, 是对模型的进一步抽象, 模型是元模型的实例。
1) 构造型与元类的形式化定义
UML中的构造型涉及到元模型层 (M2) 和模型层 (M1) 。构造型的声明和运用分别在M2和M1上。
定义1在元模型的层次上, 构造型形式化表示为七元组:
S表示构造型名;
B表示基类, 基类是该构造型可以关联模型元素的名称集, 也是元类的名称集。
P表示其父构造型;父类是指该构造型的父构造型的名称集;构造型的父构造型仍然是构造型。
T是标记定义集, T={tagname, tagvaluetype}, tagname是标记的名称, tagvaluetype是标记的类型。
R是约束集, 负责定义构造型的良构规则;
N是构造型的表示集, 定义构造型的具体语法;
M是构造型的语义集。
定义2在元模型中, 元类形式化表示为六元组:Meta Class={MN, F, A, R', N', M'}, 其中MN表示元类名, F表示该类的父类集, A表示属性集, R表示约束集即静态语义集, N表示元类的表示法集, M表示元类的语义集。
2) 构造型到元模型的转化规则
定义3转化规则形式化定义为:
将构造型转化为元模型, 如图6所示。其中:MN=S, F=B, A=T, R'=R, N'=N, M'=M, 当构造型转换为元类时, 构造型名变为元类名, 构造型的基类变为元类的父类。构造型的标记值将变成元类的属性, 构造型的约束变成元类的约束, 构造型的表示法变成元类的表示法, 构造型的语义变成约束的语义。
2.2 抽象状态机 (ASM)
ASM是由状态图关联一个类的实例C表示, 如图7所示,
ASM形式化定义为:
其中, ∑为状态集, Ø为转换集, Ac为类的属性集合, Mc为类的方法集, Qin输入队列, Qout输出队列。
定义4是一个n元函数, fm=fsm∪fdm, fs0为常量, fd0为变量, 假设静态常量undef (表示在某些点没有定义) 、false、true为布尔值。∑上的一个状态ω是一个非空集合X和∑的一个解释, 且X是ω的一个超域 (|ω|) , 是一个m元的函数符号, 则f解释为fω (Xm) →X。
定义5∑上的项和公式定义如下:x是变元, c是常量, t、ti表示项, φ、φi表示公式。
(1) 项的定义
其中f是m元的函数符号。
(2) 公式的定义
如果由项定义可递归知道, 那么就会得到任何公式的值。
定义6公式的解释:ω是∑的一个状态, ξ是变元的赋值, 递归定义公式φ的真值φξω∈{true, false}:
由此可知, 抽象状态机的状态是一阶结构, 而一阶结构是静态的, 它并不能随着时间而改变, 故AS-可借助于一个状态到另一个状态转化, 达到计算目的。其转化规则形式化定义如下:
定义8类的属性和方法定义如下:
定义9 ASM的输入/输出队列定义为为消息名称, p为消息参数。
2.3 UMLsec构造型
UMLsec构造型<>标记UML子系统S时, 构造型关联的标记描述S的关键核心类和对象的安全属性, 构造型关联的约束来决定安全属性能否满足安全需求。例如, 标记{secrecy=D}描述核心数据D应保持机密性;构造型良构规则对安全属性进行加密约束, 状态图对每个类实例的语义行为进行定义。
1) 安全属性与加密规则
为获取类和对象的安全属性, 需利用的相关函数包括Public Key Of、Secret Key Of、Nonce Of、Symmetric Key Of, 它们获取的安全属性为加密公钥、私钥、新鲜值、对称密钥。
构造型关联的约束采用加密规则对安全特性进行规范, 确保类和对象的安全属性不会泄露, 主要有对称加密、非对称加密和数字签名等, 其分别表示为:对称加密 (Apply Key (Apply Key (msg, k) , k) =msg) 、非对称加密 (Apply Key (Apply Key (msg, pk) , sk) =msg) 以及数字签名 (Apply Key (Apply Key (msg, sk) , pk) =msg) 。这些加密规则通过调用函数Apply Key执行, 其中k为对称加密密钥, sk为会话密钥, pk为公钥, msg为加密的消息。
2) 加密规则的语义描述
在ASM中, guard是用来描述状态图的转化条件, 其值可能为两个表达式比较的结果或关键字;effect是用来描述状态图的行为, 主要包括新增类属性值, 访问类方法以及调用其它类的方法;expression用来描述类属性的初始值。
形式化UMLsec模型主要是通过状态图对UMLsec模型进行语义描述, 针对UMLsec构造型<>来说, 就是通过状态图中guard和effect对<>关联的约束 (加密规则) 进行表示, 并在类图中指定初始属性值, 代码如下:
2.4 UMLsec模型到Promela转化规则
1) 类图到Promela转化规则
由形式化定义可知, 构造型实际上是一个类, 因此, 构造型到Promela转化规则实际上就是类到Promela的转化规则, 构造型关联的标记相当于类的属性, 约束相当于类的方法。类图转化规则如表1所示。
Rule1类映射为Promela的一个进程 (proctype) ;
Rule2类名映射为Promela进程 (proctype) 的名称;
Rule3类的属性 (attribute) 映射为Promela进程中的变量;
Rule4类的方法映射为Promela进程体的定义;
Rule5忽略类中对类性质影响不大的元素。
2) 状态图到Promela转化规则
Rule6状态图的对象名称与类的名称一致;
Rule7初始状态和终止状态对应进程中的初始值和终止值;
Rule8状态图中的消息对应Promela进程的表达式;
Rule9状态图的控制条件对应Promela进程的判断语句;
Rule10状态图的输入/输出对应Promela读取/写入变量;
Rule11状态图的迁移语句对应Promela循环和选择语句。
状态图转化规则如表2所示。根据上述转化规则, 可将形式化描述的UMLsec模型转化为模型检测器的输入语言, 从而调用模型检测工具进行自动化验证。
3 实例分析
本节以一个安全协议为例, 如图8所示。该协议在通信过程中确保核心数据的机密性安全需求。在Java运行环境下, 通过USTF支持工具调用<>验证插件对安全协议是否能确保通信过程中核心数据具有机密性进行检验。
安全协议主要内容是client (Initiator) 想要接收来自sever (Responder) 的秘密信息, client将密钥发送给sever, 并且sever返回加密消息给client。
类图定义了系统由Initiator和Responder组成, 构造型<
部署如图9所示, 描述了物理层相关协议, 构造型<
状态图规定了上述协议中Initiator和Responder的语义行为, 在图10中, 描述Initiator的行为状态变化过程, 其中effect={/responder.request (k) , respond (m) /m=Apply Key (m, k) }, s={state1, state2}, S'={state2, state3};图11描述Responder的行为状态变化过程, effect={request (received (k) ) , initiator.respond (Apply Key (m, received Key) ) }, s={state4, state5}, S'={state4, state5}。
在完成UMLsec模型构建之后, 输出XMI格式的文件并保存于MDR中, 之后, USTF支持工具通过转化Rule1-Rule11将加密传输协议转换为Promela代码, 关键部分Promela代码如下:
函数Public Key Of (x) 获取Initiator、Responder、Intruder的公钥pk。
主程序代码
在完成UMLsec模型转化之后调用Spin进行自动验证, 最后Spin输出相应的检验结果。
1) 当敌手known_DV_Responder_nonce==true的情况下, Spin部分输出结果如表3所示。
由表3可知, Never claim代码中, 敌手known_DV_Responder_nonce==true的情况下, 在depth 82处违背了构造型<>机密性安全需求。
2) 当为nonce值添加<
由表4可知, 在Never claim代码中敌手known_DV_Re-sponder_nonce==false的条件下, 则实验结果满足构造型<>的安全属性。
通过表3和表4两次实验结果比较表明, 本文设计的工具和插件可以完成安全需求的自动化验证。
4结语
【《照明工具的研究》教学设计】推荐阅读：
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