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照明技术论文发表

导读:摘要:智能建筑中的智能照明控制系统,不仅可以满足和实现不同的灯光效果要求,实现照明的高层次智能管理,改善工作环境,提高工作效率,还可节约能源,延长灯具寿命,减少用户维护费用。本文论述了智能照明控制系统是现代智能建筑中的重要组成部分,分析了

  摘要:智能建筑中的智能照明控制系统,不仅可以满足和实现不同的灯光效果要求,实现照明的高层次智能管理,改善工作环境,提高工作效率,还可节约能源,延长灯具寿命,减少用户维护费用。本文论述了智能照明控制系统是现代智能建筑中的重要组成部分,分析了智能调光照明控制系统在智能建筑中凸显出的特点优势,介绍了智能调光照明控制系统在智能建筑中的技术要求和相关结构,研究了智能调光照明控制系统在智能建筑中的应用效果,同时指出了在智能建筑中智能照明行业及市场的发展前景乐观。

  1.引言

  一个真正设计合理的现代照明系统不仅要求能为人们的工作、学习生活提供良好的视觉条件,而且要能利用灯具造型和光色协调营造出具有一定风格和美感的室内环境,以满足人们的心理和生理要求,除此之外,还必须做到充分利用和节约能源,需要营造快乐、便捷、安全、高效的照明环境和气氛,这些要求促进照明控制系统向高效节能和智能化的方向发展。

  2.现代照明概述

  现代照明主要分为一般照明、局部照明和混合照明。一般照明是指在整个场所或场所的某部分照度基本上均匀的照明。对于工作位置密度很大而对光照方向又无特殊要求,或工艺上不适宜装设局部照明装置的场所,宜单独使用一般照明。局部照明主要局限于工作部位的固定的或移动的照明。对于局部地点需要高照度并对照射方向有要求时,宜采用局部照明。混合照明是指一般照明与局部照明共同组成的照明。按照明的功能可分:工作照明、事故应急照明、值班照明、警卫照明、障碍照明、广告艺术照明。最为普通的是用钨丝通电加热作为光辐射源。一般白炽灯的辐射光谱是连续的,发光范围320-2500nm,所以任何光敏元件都能和它配合接收到光信号。其特点是寿命短而且发热大、效率低、动态特性差,但对接收光敏元件的光谱特性要求不高,是可取之处。

  利用电流通过气体产生发光现象制成的灯即气体放电灯,光谱是不连续的,光谱与气体的种类及放电条件有关。改变气体的成分、压力、阴极材料和放电电流大小,可得到主要在某一光谱范围的辐射。汞灯、氢灯、钠灯、镉灯、氦灯是光谱仪器中常用的光源,统称为光谱灯。低压汞灯的辐射波长为254nm,钠灯的辐射波长为589mn,可被用作单色光源。光谱灯涂以荧光剂,由于光线与涂层材料的作用,荧光剂可以将气体放电谱线转化为更长的波长,通过对荧光剂的选择可以使气体放电发出某一范围的波长,如照明日光灯。气体放电灯消耗的能量为白炽灯1/2-1/3。

  现代照明系统中,还被经常使用到的有发光二极管。发光二极管主要是由半导体PN构成,其特点是工作电压低、响应速度快、寿命长、体积小、重量轻,因此获得了广泛的应用。当加正向电压时,势垒降低,电子由N区注入到P区,和P区里的空穴复合;空穴则由P区注入到N区,和N区里的电子复合,这种电子空穴对的复合同时伴随着光子的放出,因而发光。电子和空穴复合,所释放的能量等于PN结的禁带宽度(即能量间隙)Eg。所放出的光子能量用hv表示,有可见光的波长l近似地在7×10-7m以下,所以制作可见光区的发光二极管,其材料的禁带宽度至少应大于he/l=1.8eV。普通二极管是用硅或锗制造的,这两种材料的禁带宽度Eg分别为1.12eV和0.67eV,不能使用。通常用砷化镓和磷化镓两种材料固溶体,写作GaAsl-xPx,x代表磷化镓的比例,当x>0.35时,可得到Eg≥1.8eV的材料。改变x值还可以决定发光波长,使l在550-900nm间变化。

  3.智能照明系统的优点

  3.1良好的节能效果

  采用智能照明控制系统的主要目的是节约能源,智能照明控制系统借助各种不同的“预设置”控制方式和控制元件,对不同时间不同环境的光照度进行精确设置和合理管理,实现节能。这种自动调节照度的方式,充分利用室外的自然光,只有当必需时才把灯点亮或点到要求的亮度,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。智能照明控制系统中对荧光灯等进行调光控制,由于荧光灯采用了有源滤波技术的可调光电子镇流器,降低了谐波的含量,提高了功率因数,降低了低压无功损耗。

  3.2延长光源的寿命

  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,降低了照明系统的运行费用,管理维护也变得简单了。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。智能照明控制系统能成功地抑制电网的浪涌电压,同时还具备了电压限定和扼流滤波等功能,避免过电压和欠电压对光源的损害。采用软启动和软关断技术,避免了冲击电流对光源的损害。通过上述方法,光源的寿命通常可延长2~4倍。

  3.3改善工作环境,提高工作效率

  良好的工作环境是提高工作效率的一个必要条件。良好的设计,合理地选用光源、灯具及优良的照明控制系统,都能提高照明质量。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,这种控制方式所采用的电气元件也解决了频闪效应,不会使人产生不舒适、头昏脑涨、眼睛疲劳的感觉。

  3.4实现多种照明效果

  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,照明不单纯地为满足人们视觉上的明暗效果,更应具备多种的控制方案,使建筑物更加生动,艺术性更强,给人丰富的视觉效果和美感。

  3.5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,照明预置场景的参数存储在E2PRPM中,这些信息的设置和更换十分方便,使大楼的照明管理和设备维护变得更加简单。

  3.6有较高的经济回报率

  仅从节电和省灯这两项做过一个估算,用3~5年的时间,业主就可基本收回智能照明控制系统所增加的全部费用。智能照明控制系统可改善环境,提高员工工作效率以及减少维修和管理费用等,也为业主节省下一笔可观的费用。   4.智能照明控制系统的功能

  楼宇自动化系统采用了分布式、集散型方式,即各个控制子系统相对独立,自成一体,实施具体的控制,楼宇管理信息系统对各控制子系统只是起一个信号收集和监测的作用。目前,智能照明控制系统按网络的拓扑结构分,大致有以下两种形式,即总线状和以星状结构为主的混合式。总线状灵活性较强一些,易于扩充,控制相对独立,成本较低。混合式可靠性较高一些,故障的诊断和排除简单,存取协议简单,传输速率较高。

  4.1基本结构

  智能照明控制主系统应是一个由集中管理器、主干线和信息接口等元件构成,对各区域实施相同的控制和信号采样的网络。子系统是一个由各类调光模块、控制面板、照度动态检测器及动静探测器等元件构成的,对各区域分别实施不同的具体控制的网络,主系统和子系统之间通过信息接口等元件来连接,实现数据的传输。

  4.2照明控制系统的性能

  以单回路的照明控制为基本性能,不同地方的控制终端均可控制同一单元的灯。单个开关可同时控制多路照明回路的点灯、熄灯、调光状态,并根据设定的场面选择相应开关。根据工作时间的前后、休息、打扫等时间段,执行按时间程序的照明控制,还可设定日间、周间、月间、年间的时间程序来控制照明。

  4.3适当的照度控制

  照明器具的使用随着燃点灯的亮度下降,照度随器具污染逐步降低。在设计照明照度时,应预先估计出保养率。新器具开始使用时,其亮度会高出设计照度的20-30%,通过减光调节到设计照度。随着使用时间进行调光,使其维持在设计的照度水平,以达到节电的目的。

  4.4利用昼光的窗际照明控制

  充分利用来自门窗的自然光来节约人工照明,根据日光的强弱进行连续多段调光控制,一般使用电子调光器时可采用0-100%或25-100%两种方式的调光,预先在操作盘内记忆检知的昼光量,根据记忆的数据进行相适应的调光控制。厕所、电话亭等小的空间,不特定的短期间利用的区域,配有人体传感器,检知人的有无,自动控制的通、断,排除了因忘记关灯造成的浪费。对一般的智能楼宇,有一定的绿化空间,草坪、道路的照明均要定点、定时控制。

  5.结束语

  由此可见,随着科技的发展和人民生活水平的提高,人民对居住方面的要求越来越高,照明技术也是其中之一。智能楼宇是城市的标志性建筑,晚间艺术照明会给城市增添几分亮丽。但在智能照明的同时,还应考虑节能,并在时间上、亮度变化上进行控制,这是我们必须不断研究的问题。

  作者:邱峻 , 杨凌