满足光舒适的教室照明节能评价模型及照明系统控制算法技术方案

本申请满足光舒适的教室照明节能评价模型及照明系统控制算法，依托全尺寸可调照明实验舱，在该实验舱中通过布置照明模块、隔墙搭建以及场景布置，还原教室照明环境，并召集被试者进行照明环境主观评价实验，针对不同光照强度与相关色温进行黑板面阅读、桌面阅读、投影面阅读的视觉舒适度主观评价实验。实验过程中准确记录各工况下的主要光环境参数以及被试者的视觉舒适度评分情况。依据评价模型对光环境参数进行预测分类，通过matplotlib进行模型分类界面可视化，提取满足舒适度等级下实现节能的光环境参数值，拟合成多项式函数作为智能照明算法。

【技术实现步骤摘要】
满足光舒适的教室照明节能评价模型及照明系统控制算法
本专利技术属于建筑照明领域，特别是涉及一种满足光舒适的教室照明节能评价模型及照明系统控制算法。
技术介绍
人工照明能耗约占公共建筑总能耗的20％-30％，照明节能措施成为当今建筑设计必须考虑的因素之一。但是降低照明能耗不能以牺牲视觉舒适度和视觉功效为代价，必须在保证照明环境中具有合适的照度、相关色温、照度均匀度的前提下进行节能，尤其对于光环境要求较高的教室建筑，其光环境的优劣直接影响学生的视觉健康和学习效果。因此室内照明中如何权衡照明能耗和照明质量，成为教室照明设计的关键。目前与本申请最接近的现有专利如下：(1)一种无线照明控制系统及智能照明装置(CN201410065432.0)，包括初始化控制器、智能照明网桥和智能照明装置；在智能照明网桥内设置一个TCP/IPWebserver微控制单元并连接至路由器，将智能照明网桥作为TCP/IP的网络服务器；同时将ZigBee协调器微控制单元置于智能照明网桥内，集成度高；更为关键的是增加一个初始化控制器，此设备可在ZigBee信号覆盖范本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种能够满足教室光环境舒适度的照明节能评价模型，其特征是：/n(1)所述能够满足教室光环境舒适度的照明节能评价模型共包含三个视看位置的评价模型，分别为黑板面光环境评价模型，桌面光环境评价模型，投影面光环境评价模型；/n其中，所述黑板面光环境评价模型以黑板垂直面照度和相关色温作为评价模型的输入变量，黑板面舒适度等级为评价模型的输出变量；/n桌面光环境评价模型以桌面照度和相关色温作为评价模型的输入变量，桌面舒适度等级为评价模型的输出变量；/n投影面光环境评价模型以白色投影照度与环境照度差和环境照明相关色温作为评价模型的输入变量，投影面舒适度等级为评价模型的输出变量；/n(2)所述能够满足教室光...

【技术特征摘要】
1.一种能够满足教室光环境舒适度的照明节能评价模型，其特征是：
(1)所述能够满足教室光环境舒适度的照明节能评价模型共包含三个视看位置的评价模型，分别为黑板面光环境评价模型，桌面光环境评价模型，投影面光环境评价模型；
其中，所述黑板面光环境评价模型以黑板垂直面照度和相关色温作为评价模型的输入变量，黑板面舒适度等级为评价模型的输出变量；
桌面光环境评价模型以桌面照度和相关色温作为评价模型的输入变量，桌面舒适度等级为评价模型的输出变量；
投影面光环境评价模型以白色投影照度与环境照度差和环境照明相关色温作为评价模型的输入变量，投影面舒适度等级为评价模型的输出变量；
(2)所述能够满足教室光环境舒适度的照明节能评价模型模型可视化，以二维平面分区图来给出不同参数所对应的舒适度等级，平面的横纵坐标为模型输入变量，平面内不同颜色区域代表不同舒适度等级，不同舒适度等级对应不同的模型输入变量参数范围；
(3)对任意给定的教室黑板面在0～500lx范围内的照度和在2700～6700K范围内的相关色温组合，黑板面光环境评价模型可给出其所对应的光环境舒适度；对任意给定的教室桌面在0～1100lx范围内的照度和在2700～6700K范围内的相关色温组合，桌面面光环境评价模型可给出其所对应的光环境舒适度；对任意给定的在200～800lx范围内的教室白色投影照度与环境照度差和环境照明在2700～6700K范围内的相关色温组合，投影面光环境评价模型可给出其所对应的光环境舒适度。


2.根据权利要求1所述的一种能够满足教室光环境舒适度的照明节能评价模型，其特征是：
所述二维平面分区图有四个不同区域，棕色区域代表极不舒适，红色区域代表较不舒适，黄色区域代表较舒适，浅黄色区域代表最佳舒适，黑板面光环境评价模型的二维平面分区图的横坐标为相关色温，纵坐标为黑板垂直面照度；桌面光环境评价模型的二维平面分区图的横坐标为相关色温，纵坐标为桌面照度；投影面光环境评价模型的二维平面分区图的横坐标为环境相关色温，纵坐标为白色投影照度与环境照度差。


3.根据权利要求1所述的一种能够满足教室光环境舒适度的照明节能评价模型，其特征是：所述模型的获取方法如下：
(1)搭建建筑空间，根据光环境参数范围设定实验工况，采用中心布点法测量工作面实际光参数；
(2)召集被试者进行主观问卷评价，搜集实验数据；
(3)运用python编程语言进行有效数据的筛选和数据挖掘处理，去除异常值，并结合分类形式设定分类标签；
(4)利用python编程语言搭建C-SVC(支持向量机)模型，用实验数据训练集对模型进行训练，用测试集对分类模型进行可靠性验证，形成光环境评价模型。


4.一种基于教室光环境舒适度的照明节能控制系统算法，其特征是：
(1)所述基于教室光环境舒适度的照明节能控制系统算法分为三个视看位置的控制算法：黑板面照明控制算法，桌面照明控制算法，投影面照明控制算法；
所述黑板面照明控制算法是黑板面照度y和相关色温x的关系函数：



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【专利技术属性】
技术研发人员：党睿，常锁，刘刚，高子昂，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12