智能照明控制系统介绍

智能照明控制系统照明在人们的日常生活和工作中扮演了重要的角色,照明对人们的视觉、视觉心理等都起到很重要的作用,所以有人说,看一个国家发展程度,白天可以看街上跑的汽车,晚上可以看城市照明的应用,这不无道理。

1） 智能照明控制技术的发展和现状

照明控制系统作为建筑的组成部分之一，与照明技术一直是同步向前发展的。随着智能建筑的兴起而迅速发展,成为照明技术发展的一个重要方向。自从爱迪生发明电灯而产生灯光照明以来,照明控制也自然产生了。电灯不可能是24小时全打开的,必须进行最基本的开关控制,这就是照明控制系统的最初形式。

随着照明系统应用场合的不断变化、应用情况的逐步复杂和丰富多彩,仅仅靠简单的开关控制已经不能完成所需要的控制。因此,照明控制系统也必须不断发展、变化以满足实际应用的要求,达到能够完全实现照明系统设计的控制要求。尤其是现代计算机技术、微电子技术和自动控制技术的发展,使得照明控制技术进入了智能化控制的新阶段。作为建筑智能化组成部分之一的智能照明控制系统随着建筑智能化的发展而迅速发展。

近年来,随着我国经济的快速发展,能源需求大幅增加,能源供需矛盾越发突出,能源的短缺已严重制约着国民经济的发展。为保持国家经济的可持续发展,建设节约型社会,节约能源、降低能源消耗率已成为我国经济社会发展的必然趋势。2004年11月国家发改委与建设部联合发布了《关于加强城市照明管理,促进节约用电工作的意见》,2005年8月建设部再次发出《关于进一步加强城市照明节电工作的通知》等一系列文件。响应国家的战略要求,在进行工业与民用建筑设计时,照明节能成为每位建筑电气设计人员的重要内容,因此必须进行智能照明设计并应用智能照明控制系统。

智能照明控制系统通过与建筑结合提高了建筑照明光环境质量和建筑价值,以及为节约能源和保护环境提供了可靠途径。智能照明控制系统是实现人居环境可持续发展的重要技术之一,具有极为广阔的应用前景。

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提高建筑照明光环境质量。在建筑的照明光环境设计中除充分考虑到视觉作业、合适的照度、亮度分布、视觉舒适性、眩光控制、显色性、照明装置的外观、使用者或参观者的主观感觉等8个因素外,还考虑到人体受到季节光照减少而生产“季节性情感紊乱”(SAD)因素和根据含不同光谱分成光源对褪黑素分泌的抑制能力强弱不同,视具体的情况采用不同的光源。

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体现以人为本的照明控制思想。根据人们的行为模式和建筑的光环境决定照明的控制规律,创造个性化、艺术化、舒适、高雅的工作光环境。好的照明光环境使人心情愉快,工作效率提高;而好的照明控制系统不仅能实现好的照明环境,而且节能,维护管理方便,真正实现绿色照明。

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构成智能建筑系统的一部分。智能照明控制系统可以独立运行,实现对光环境的合理控制;同时,其具有通信功能以及可扩展性,可把建筑智能照明控制系统作为智能建筑系统的子系统,并与家居自动控制系统、电视和多媒体系统、探测和警报系统共同构成建筑智能化网络系统。

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节能环保。随着全球能源价格上涨,各地节能减排政策出台,以及人们环保意识的加强,如何有效地减少能源消耗、提高能源利用率、降低二氧化碳排放,越来越成为人们关注的问题。

随着智能建筑特别是智能办公大厦的出现,使得建筑要求、设计方法与传统的办公楼相比大为不同。照明作为建筑不可缺少的部分,随着国际上智能建筑的大量出现,与之配套的智能照明技术也迅速地发展,并成为21世纪照明技术发展的一个重要方向。预计21世纪,人工智能技术在建筑与照明中的应用趋势将会进一步扩大。正如英国Glasgow市报指出:“Glasgow正在成为一个研究和发展太空时代智能建筑的国际组织的神经中枢。在智能建筑中的智能照明、供热、空调、通信及办公设备将全部由电子计算机进行控制与管理”。

近年来,随着计算机技术、通信技术、控制技术、信号检测技术和微电子技术的迅速发展和互相渗透,照明控制技术也有长足的进步,并且已进入了智能化控制的新纪元。实现照明系统控制的根本目的在于两个:一是提高系统的控制、管理水平,减少系统的维护成本;二是节省能源,减少系统的运营成本。

2） 智能照明控制系统的基本概念和作用

智能照明控制系统是利用计算机技术、网络通信技术、自动控制技术、微电子技术等现代化的科学技术,实现可根据环境变化、客观要求、用户预定需求等条件而自动采集系统中的各种信息,并可对所采集的信息进行相应的逻辑分析、推理、判断,同时对结果按特定的形式进行存储、显示、传输、反馈控制等处理,以达到最佳的实际照明控制效果。智能照明控制系统对电气照明实行自动控制,提供适合照明光环境的同时，降低照明系统电能消耗和其他使用费用。智能照明控制系统与手动照明控制系统相比有很多优点,包括创造环境气氛、改善工作环境、提高工作效率、良好的节能效果、延长光源寿命、管理维护方便等。

(1) 创造环境气氛

多种照明控制方式可以使同一建筑物具备多种艺术效果,为建筑增色不少。现代建筑物中,照明不单纯为满足人们视觉上的明暗效果,更应具备多种控制方案,使建筑物更加生动,艺术性更强,给人以丰富的视觉效果和美感。建筑物内的展厅、报告厅、大堂、中庭等,如果配以智能照明控制系统,按其不同时间、不同用途、不同效果,采用相应的预设置场景进行控制,可以达到丰富的艺术效果。

(2) 改善工作环境,提高工作效率

智能照明控制系统以调光模块控制面板代替传统的平开关控制灯具,可以有效地控制各房间内整体的照度值,从而提高照度均匀性。同时,这种控制方式有效地解决了频闪效应,不会使人产生不舒服、头昏脑涨、眼睛疲劳等感觉。

(3) 绿色环保,节约能源

利用最少的能源保证所要求的照度水平,节电效果十分明显,一般可达30％以上。当今节能和保护环境已成为世界各国普遍关注的社会问题,并直接关系到社会的持续发展。在我国,照明用电占总发电量的10％以上;在英国,应用在照明上的能量大约占总消耗能量的5％。如果有效地利用照明用电,这个数量可以减少。我国电力主要是来自燃煤,照明节电就意味着减少CO2、SO2、NO2等有害气体排放,可减少对大气环境的污染。

此外,智能照明控制系统能对荧光灯进行调光控制,由于荧光灯采用了有源滤波技术的可调光电子整流器,降低了谐波的含量,提高了功率因素,减低了低压无功损耗。

(4) 延长光源寿命

智能照明控制系统可以有效地抑制电网的浪涌电压,同时还具备电压限定和交流滤波等功能,避免过电压和欠电压对光源的损害。智能调光器能慢慢地把灯调亮到一个设定的水平。刚打开灯时,这是相当重要的。在这一点上,白炽灯由于冷丝的热冲击易于失败。通过把灯慢慢地调亮到设定的水平,也被称为“软启动”。降低灯泡的亮度也可以延长灯泡的寿命。减低10％的亮度,灯泡可以延长1倍的寿命,而减低50％,可以延长到20倍。还可以实现“软关断”,使灯光慢慢地熄灭。当切换场景时,灯光的变化是渐变的,使人们不会有突然变化的感觉,充分考虑到人眼对灯光的亮暗适应性。

延长光源寿命不仅可以节省大量资金,而且大大减少更换灯管的工作量,可以降低照明系统的运行费用,管理维护也变得简单。无论是热辐射光源,还是气体放电光源,电网电压的波动是光源损坏的一个主要原因。因此,有效地抑制电网电压的波动可以延长光源的寿命。

(5) 管理维护方便

智能照明控制系统对照明的控制是以模块式的自动控制为主,手动控制为辅,照明预置场景的信息存储在内存中。这些信息的设置和更换十分方便,使建筑物的照明管理和设备维护变得更加简单。例如办公楼可以根据工作时间的前后、休息、打扫等不同时间段,执行时间照明控制程序,对办公室、过道、走廊的灯光进行统一的管理,既节约能源,又便于管理。例如在起居室中,可设定晚上11时后,场景照明自动切换到睡前场景照明，睡觉前还可以从集中显示器中查看各房间的灯是否关闭。

智能照明控制系统已在下列领域得以应用:

(1) 影视舞台的灯光控制,其特点是突出系统的集中控制功能，由灯光师在灯光控制室操作调光台,对成百上千的舞台灯具进行控制。

(2) 多媒体会议系统,以会议系统作为控制对象,包括音频、视频、灯光甚至环境等设备和系统。

(3) 智能建筑灯光环境控制,是专门针对建筑物的照明控制设计，有时可作为前面两类应用的补充和延伸,如景观亮化工程、主题公园灯光控制等。