室內智能控制照明系統研究論文

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展狀況，為了使照明能更好地滿足人的視覺活動和生理、心理需求，提出了以“亮度空間”理論為基礎及線索，側重強調了室內造型設計為主題的“間接照明”技術，通過具體空間造型與燈具的有機結合，達到了以人的視覺活動為參照的多種“情景模式”的要求。筆者設計了一套實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、生活的光環境質量，提高工作效率的效果。

關鍵詞：亮度空間； 視覺活動 ；情景模式； 間接照明

1. 引言

當今社會，隨着科技的日益發展和人們的物質與精神生活水平的迅速提高，在針對於空間的物質功能與精神功能開發的同時，科學、有效地進行空間的照明設計受到了更多專業人士的關注。照明設計的關鍵，是使人能夠清晰識別物體的形象，同時還要把使人心情舒暢的空間作為適合的場景凸顯出來。對於使用設施與環境的.人來説，所謂舒適的光環境，其最佳的目標體現在用和諧的光線勾畫出美麗宜人的景色，給人以身處其中的情緒上協調與美感，從而起到渲染環境、製造氣氛、突出某種情調的作用。通過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景視覺功能的需求變化而變化，這就是智能照明系統。而找到依據，並且在室內設計中實現這樣的依據，是本文要探討的核心問題。

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]，是相對於室內環境自然採光而言的。它是依據不同建築室內空間環境中所需求的照明亮度，選用合適的照明方式與燈具類型來為人們提供更好的光照條件，以便人們在建築室內空間環境中能夠獲得最佳的視覺效果，同時還能夠獲得某種氣氛和意境，從而達到增強其建築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係實現了照明效果的多樣性，而通過控制系統實現人對光環境的選擇性和智能調控。

2.3 智能控制系統的技術特點

智能控制系統[3]的技術先進性體現在以下4個方面：線路系統、控制方式、照明方式和管理方式。

首先從線路系統方面上看，智能照明系統的電路可以分為總線式單控電路和總控式雙控電路兩種。總線式智能照明系統單控電路特點為：① 負載迴路連接到輸出單元的輸出端，控制開關是用 EIB 總線與輸出單元相連的。當負載容量較大時，僅考慮加大輸出單元容量即可，控制開關不受影響；② 當開關距離比較遠時，只需要加長控制總線的長度，以節省大截面電纜用量；③ 可以通過軟件設置多種功能（例如，開/關、調光、定時等）。總線式智能照明系統雙控電路特點為：① 當實現雙控時，只需簡單地在控制總線上並聯在一個開關；②而進行多點控制時，依次並聯多個開關，開關之間僅用一條總線連接，線路安裝簡單、省事。

傳統的控制方式採用手動開關，必須保持每一路地開或關不同，而智能照明控制一般採用低壓 2 次小信號控制，控制功能強、方式多、範圍廣、自動化程度高，通過實現場景的預設置和記憶功能，操作使用時只須按一下控制面板上某一個特定鍵即可啟動一個燈光場景（各個照明迴路不同的亮暗程度搭配組成一種燈光效果），各照明迴路隨即自動變換到相應的場景狀態。上述功能也可以通過其他界面如遙控器等實現[4]。

2.4 智能照明系統的分析

室內空間光效通過控制系統來應對使用過程中的各種場景變化，從而使亮度空間達到最佳的預定照明設計效果。這個控制是通過對場景的調光和照明模式的切換來實現的。

1．室內空間自然光線強度的變化

智能照明系統中的光線感應開關通過測定工作面的照明度，與設定值作比較，以此來控制照明開關，這樣不僅可以最大限度地利用自然光，達到節能的目的，而且可提供一個不受季節與外部氣候環境影響的相對穩定的視覺環境。通常越靠近窗自然光照度較高，那麼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。依據視覺需要，在不同情景模式之間轉換的時候，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築物進行室內照明設計時，均會考慮到隨着時間的推移，燈具的效率及房間牆面反射率都會不斷衰減[5]。因此，在設置初始照明度時，都設置得較高，這種設計不僅造成建築物使用期的照度不一致，而且由於照度偏高設計無法達到節能效果．而採用智能照明系統後，雖然照明度還是偏高設計，但是通過智能調光，系統將依據預置的標準亮度使照明區域保持恆定的照明度，而不會受燈具效率降低及牆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．室內空間活動內容的轉換

在室內空間的活動內容發生變化時，作業的照明條件也應發生相應變化，這是一個動態的過程，因此，同一套照明裝置必須滿足在不同的時刻有着不同的表現要求。採用智能照明控制系統不僅可滿足便捷控制[6]、燈光效果等要求，而且由於可觀的節能效果（節電可達到 25﹪～55﹪）及燈具壽命的延長（燈具壽命延長 3～4 倍），又能在降低運行費用中得到經濟回報，還能省去常規照明所需的大部分配電控制設備，從而大大簡化和節省穿管佈線工作量。另外，智能照明系統還存在着潛在價值，例如智能照明控制系統由於可提供人們最舒適的工作狀態，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 室內空間的實際應用

以會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”、“主持”、“討論”、“休息”，預期照明效果如圖所示。

情景模式一：“入場”

當會議室門口智能感應探頭探測到會議室有人來開會時，自動啟動會議室全部照明，使會議室處於一個全亮狀態，以示歡迎大家前來開會，同時，高亮度的照明更能清晰地顯示會議室開始前的氣氛。

情景模式二：“主持”

當主持人宣佈會議開始或領導發言時，會議室周邊區域燈光自動調暗，只保留主持人上方的燈光照明，以主持人區域為重點，着重體現燈光亮度，容易起到集中注意，重點突出的作用，使與會者更容易進入會議氛圍。

情景模式三：“休息”

如果會議進程很長，中間需要休息調整，則調暗會議桌區域的燈光，調亮休息區域的燈光。

情景模式四：“討論”

會議進程中，需要與會者一起討論某件事，此時，會議桌區域的燈光調至最亮，調暗會議室周邊區域的燈光，着重體現與會者及會議桌的亮度。

4. 結論

通過實例的驗證，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，而且滿足人的視覺活動要求，達到節能效果。