室內智能控制照明系統研究的論文
摘 要：針對目前各種理想室內空間照明中存在的諸多不合理現象及照明系統的發(fā)展狀況，為了使照明能更好地滿(mǎn)足人的視覺(jué)活動(dòng)和生理、心理需求，提出了以“亮度空間”理論為基礎及線(xiàn)索，側重強調了室內造型設計為主題的“間接照明”技術(shù)，通過(guò)具體空間造型與燈具的有機結合，達到了以人的視覺(jué)活動(dòng)為參照的多種“情景模式”的要求。筆者設計了一套實(shí)用的室內智能控制照明系統，從而達到節約能源，改善人們工作、生活的光環(huán)境質(zhì)量，提高工作效率的效果。
關(guān)鍵詞：亮度空間； 視覺(jué)活動(dòng) ；情景模式； 間接照明
1. 引言
當今社會(huì )，隨著(zhù)科技的日益發(fā)展和人們的物質(zhì)與精神生活水平的迅速提高，在針對于空間的物質(zhì)功能與精神功能開(kāi)發(fā)的同時(shí)，科學(xué)、有效地進(jìn)行空間的照明設計受到了更多專(zhuān)業(yè)人士的關(guān)注。照明設計的關(guān)鍵，是使人能夠清晰識別物體的形象，同時(shí)還要把使人心情舒暢的空間作為適合的場(chǎng)景凸顯出來(lái)。對于使用設施與環(huán)境的人來(lái)說(shuō)，所謂舒適的光環(huán)境，其最佳的目標體現在用和諧的光線(xiàn)勾畫(huà)出美麗宜人的景色，給人以身處其中的情緒上協(xié)調與美感，從而起到渲染環(huán)境、制造氣氛、突出某種情調的作用。通過(guò)對照明的控制及室內造型設計達到室內光效隨各種空間場(chǎng)景視覺(jué)功能的需求變化而變化，這就是智能照明系統。而找到依據，并且在室內設計中實(shí)現這樣的依據，是本文要探討的核心問(wèn)題。
2. 室內智能照明系統研究的基本思路
2.1 室內空間照明系統概念
所謂室內空間照明系統[1-2]，是相對于室內環(huán)境自然采光而言的。它是依據不同建筑室內空間環(huán)境中所需求的照明亮度，選用合適的照明方式與燈具類(lèi)型來(lái)為人們提供更好的光照條件，以便人們在建筑室內空間環(huán)境中能夠獲得最佳的視覺(jué)效果，同時(shí)還能夠獲得某種氣氛和意境，從而達到增強其建筑室內空間表現效果和審美感的一種設計處理手法。
2.2 室內照明系統的三大要素
室內照明系統主要由光源、照明燈具和照明控制系統三個(gè)方面組成的。其中，光源的物理性能及參數變化，照明燈具的樣式及其與光源或空間的關(guān)系實(shí)現了照明效果的多樣性，而通過(guò)控制系統實(shí)現人對光環(huán)境的選擇性和智能調控。
2.3 智能控制系統的技術(shù)特點(diǎn)
智能控制系統[3]的技術(shù)先進(jìn)性體現在以下4個(gè)方面：線(xiàn)路系統、控制方式、照明方式和管理方式。
首先從線(xiàn)路系統方面上看，智能照明系統的電路可以分為總線(xiàn)式單控電路和總控式雙控電路兩種�？偩�(xiàn)式智能照明系統單控電路特點(diǎn)為：① 負載回路連接到輸出單元的輸出端，控制開(kāi)關(guān)是用 EIB 總線(xiàn)與輸出單元相連的。當負載容量較大時(shí)，僅考慮加大輸出單元容量即可，控制開(kāi)關(guān)不受影響；② 當開(kāi)關(guān)距離比較遠時(shí)，只需要加長(cháng)控制總線(xiàn)的長(cháng)度，以節省大截面電纜用量；③ 可以通過(guò)軟件設置多種功能（例如，開(kāi)/關(guān)、調光、定時(shí)等）�？偩�(xiàn)式智能照明系統雙控電路特點(diǎn)為：① 當實(shí)現雙控時(shí)，只需簡(jiǎn)單地在控制總線(xiàn)上并聯(lián)在一個(gè)開(kāi)關(guān)；②而進(jìn)行多點(diǎn)控制時(shí)，依次并聯(lián)多個(gè)開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)之間僅用一條總線(xiàn)連接，線(xiàn)路安裝簡(jiǎn)單、省事。
傳統的控制方式采用手動(dòng)開(kāi)關(guān)，必須保持每一路地開(kāi)或關(guān)不同，而智能照明控制一般采用低壓 2 次小信號控制，控制功能強、方式多、范圍廣、自動(dòng)化程度高，通過(guò)實(shí)現場(chǎng)景的預設置和記憶功能，操作使用時(shí)只須按一下控制面板上某一個(gè)特定鍵即可啟動(dòng)一個(gè)燈光場(chǎng)景（各個(gè)照明回路不同的亮暗程度搭配組成一種燈光效果），各照明回路隨即自動(dòng)變換到相應的場(chǎng)景狀態(tài)。上述功能也可以通過(guò)其他界面如遙控器等實(shí)現[4]。
2.4 智能照明系統的分析
室內空間光效通過(guò)控制系統來(lái)應對使用過(guò)程中的各種場(chǎng)景變化，從而使亮度空間達到最佳的預定照明設計效果。這個(gè)控制是通過(guò)對場(chǎng)景的調光和照明模式的切換來(lái)實(shí)現的。
1．室內空間自然光線(xiàn)強度的變化
智能照明系統中的光線(xiàn)感應開(kāi)關(guān)通過(guò)測定工作面的照明度，與設定值作比較，以此來(lái)控制照明開(kāi)關(guān)，這樣不僅可以最大限度地利用自然光，達到節能的.目的，而且可提供一個(gè)不受季節與外部氣候環(huán)境影響的相對穩定的視覺(jué)環(huán)境。通常越靠近窗自然光照度較高，那么所需人工照明提供的照明度就低，然而合成的照明度須維持在設計照明度值。依據視覺(jué)需要，在不同情景模式之間轉換的時(shí)候，將亮度空間維持在預設的設計照度值水平。
2．空間光效的衰減
通常情況下照明設計師對新建的建筑物進(jìn)行室內照明設計時(shí)，均會(huì )考慮到隨著(zhù)時(shí)間的推移，燈具的效率及房間墻面反射率都會(huì )不斷衰減[5]。因此，在設置初始照明度時(shí)，都設置得較高，這種設計不僅造成建筑物使用期的照度不一致，而且由于照度偏高設計無(wú)法達到節能效果．而采用智能照明系統后，雖然照明度還是偏高設計，但是通過(guò)智能調光，系統將依據預置的標準亮度使照明區域保持恒定的照明度，而不會(huì )受燈具效率降低及墻面反射率衰減的影響，這也是智能照明控制系統可節約能源原因之一。
3．室內空間活動(dòng)內容的轉換
在室內空間的活動(dòng)內容發(fā)生變化時(shí)，作業(yè)的照明條件也應發(fā)生相應變化，這是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過(guò)程，因此，同一套照明裝置必須滿(mǎn)足在不同的時(shí)刻有著(zhù)不同的表現要求。采用智能照明控制系統不僅可滿(mǎn)足便捷控制[6]、燈光效果等要求，而且由于可觀(guān)的節能效果（節電可達到 25﹪～55﹪）及燈具壽命的延長(cháng)（燈具壽命延長(cháng) 3～4 倍），又能在降低運行費用中得到經(jīng)濟回報，還能省去常規照明所需的大部分配電控制設備，從而大大簡(jiǎn)化和節省穿管布線(xiàn)工作量。另外，智能照明系統還存在著(zhù)潛在價(jià)值，例如智能照明控制系統由于可提供人們最舒適的工作狀態(tài)，從而保證了人們的身心健康，提高了工作效率。
3. 照明系統設計規劃與室內空間中的應用
3.1 系統設計、安裝流程圖
3.2 室內空間的實(shí)際應用
以會(huì )議室智能照明系統設計為例，根據此案例給定的裝修方案和亮度空間的要求，一般可以劃分為以下四種情景模式，如“入場(chǎng)”、“主持”、“討論”、“休息”，預期照明效果如圖所示。
情景模式一：“入場(chǎng)”
當會(huì )議室門(mén)口智能感應探頭探測到會(huì )議室有人來(lái)開(kāi)會(huì )時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)會(huì )議室全部照明，使會(huì )議室處于一個(gè)全亮狀態(tài)，以示歡迎大家前來(lái)開(kāi)會(huì )，同時(shí)，高亮度的照明更能清晰地顯示會(huì )議室開(kāi)始前的氣氛。
情景模式二：“主持”
當主持人宣布會(huì )議開(kāi)始或領(lǐng)導發(fā)言時(shí)，會(huì )議室周邊區域燈光自動(dòng)調暗，只保留主持人上方的燈光照明，以主持人區域為重點(diǎn)，著(zhù)重體現燈光亮度，容易起到集中注意，重點(diǎn)突出的作用，使與會(huì )者更容易進(jìn)入會(huì )議氛圍。
情景模式三：“休息”
如果會(huì )議進(jìn)程很長(cháng)，中間需要休息調整，則調暗會(huì )議桌區域的燈光，調亮休息區域的燈光。
情景模式四：“討論”
會(huì )議進(jìn)程中，需要與會(huì )者一起討論某件事，此時(shí)，會(huì )議桌區域的燈光調至最亮，調暗會(huì )議室周邊區域的燈光，著(zhù)重體現與會(huì )者及會(huì )議桌的亮度。
4. 結論
通過(guò)實(shí)例的驗證，該智能照明系統不僅能提供不同情景模式之間的空間照明效果變換，而且滿(mǎn)足人的視覺(jué)活動(dòng)要求，達到節能效果。
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