人在自然进化过程中,由于受到自然光的影响形成了24小时动态昼夜节律特点。学生正处于身心发育阶段,因此室内照明光环境对其影响尤为重要,国际照明委员会发布公告:不同时间正确使用灯光。本课题依据最新光生物非视觉效应研究进展,建立符合人体生理节律的动态教室光环境,突破现有我国教室固定的静态照明模式,尝试将外界自然的动态太阳光映射到教室空间中,抽取太阳光光视觉、非视觉动态因子,并根据现有教室照明标准,建立教室非视觉动态光模型。本课题着重进行了自然光的光生物效应研究,并将研究成果与现有教室照明标准进行结合,设计出适合人体生理节律变化,有助于学生身心健康发展的动态教室光环境参数,在光生物效应研究基础上利用PWM调光调色技术,建立一个动态LED照明系统,最后将其研究结果应用到具体教室空间中,设计出面向人体生理节律的动态教室光环境。本文共分为六章:第一章:绪论。调研并归纳了教室照明的国内外研究进程和主要研究方向。分析了国内外光生物效应领域的研究方向与进展,归纳出基于光生物效应特性的教室光环境设计的研究意义与创新价值。第二章:教室照明与光生物效应的研究基础。给出了教室照明中的基本参数概念,对现有教室照明要求、标准进行归纳、对比与分析,同时对人眼、大脑的视觉通道与非视觉通道进行归纳总结,重点叙述了光生物效应的研究与应用优势。第三章:光生物效应评价方法。介绍现有的光生物评价方法并做以对比分析,通过搭建自然光测试系统并对实验结果进行数据处理分析,制定出面向人体生理节律的教室光环境设计参数。第四章:动态照明。将传统的静态照明方式与动态照明方式进行对比,并简述了现有动态照明的设计应用案例。利用PWM调光技术搭建了动态LED照明系统,对该系统中的驱动电路、系统软件等部分分别作了详细的设计说明。第五章:以大连工业大学为动态光环境改造对象,对各类型教室做前期调研,并利用DIALux仿真模拟所需时段的教室光环境效果,将所得数据与自然光动态模型所得各项数据进行分析,进而实现一整套面向人体生理节律的教室光环境设计方案。第六章:总结与展望。总结了课题的研究内容、实施方案及研究成果,并展望了未来的发展趋势。