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【摘 要】 随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，电能的需要量正在大幅度的增加，供电及能源需求的矛盾日益加剧。本文从照明节能光源、高效灯具的选择、照明智能化控制等进行分析，阐述了照明设计与能源节约的技术。
【关键词】 照明；设计；智能控制
近年来随着我国的经济迅速发展，人民的生活质量的不断提高，照明的用电量大增，而供电不足和照明用电低效率、照明用电浪费的现象依然存在。如何以科学的发展观为指导，科学、合理的用电，是每个用电消费者应该认真对待的问题，也是每个电气设计人员必须认真思考和解决的问题。
一、关于照明光源的选择
1.采用高效节能的光源，办公室、教室、会议室采用光效高、寿命长、显色性好的细管径直管形三基色荧光灯管。因为直管型灯管效率优于弯曲灯管，且灯管管径越细，光效越高，节电效果越好。直管型荧光灯管按管径大小分为T12等多种规格（T=l/8英寸，数字代表T的个数），一般应采用T8以下（<26mm）的细管径直管形荧光灯。另外，由红、绿、蓝三种基色混色组合成为暖白色光的三基色荧光灯管光色接近太阳光，灯光舒适，且发光效率高，符合优质光源的条件，因而采用细管径直管形三基色荧光灯管。
2.采用新型绿色光源半导体发光二极管（LED，Lighting Emitting Diode）的固态照明被称为第四代新型绿色光源，不仅光效高、功耗低、相同照明效果比传统光源节能80%以上，而且本身不含汞、铅等有害物质，废弃物可回收，光谱中没有紫外线和红外线，在生产和使用中不会产生对外界的污染，是符合绿色照明节能、环保要求的优质光源。目前越来越多地应用到信号标识照明、建筑物中的诱导灯和勾勒轮廓的立面照明、庭园灯光多色彩的照明和城市夜景等领域，将逐步代替白炽灯和荧光灯进入普通照明领域，是未来发展的趋势。
二、关于高效灯具的选择
灯具的选择，一般应根据视觉条件的需要、综合考虑灯具的照明技术特性及其长期运行的经济性等原则进行。
1.灯具的效率，条件允许时，优先选用直接开启式灯具。对室内荧光灯和高强度气体放电灯的开启式灯具效率不应低于75%。当灯具装有遮光格栅时要注意遮光格栅保护角对降低灯具效率的影响，灯具效率不应低于60%使用率。
2.灯具的材质，应选用变质速度较慢的材料，如玻璃灯罩或搪瓷反射罩制成的灯具，以减少光能衰减率；采用易清洁、防静电且不吸尘材质制造的灯具。同时，优选光通量利用系数高的灯具。
3.根据灯具的照明技术特性，可采用有一定光分布的灯具，它具有减弱工作区反射眩光的特点，在一定的照度下，能够大大改善视觉条件，因而可获得较高的效能。
4.灯具的附件，应注重光源附件的能效指标，采用节能的配套附件。T8直管型荧光灯，应选用电子镇流器或节能型电感镇流器，T5（>14W）荧光灯应采用电子镇流器，大功率高压钠灯、金属卤化物灯应采用节能型电感镇流器，小功率金属卤化物灯选用电子镇流器，高压钠灯、金属卤化物在电压偏差大的场所，为了节能和保持光输出稳定，延长光源寿命，宜配用恒功率镇流器。
三、关于照明控制
由于对能源节约的迫切要求和电子控制器件的开发应用，使照明控制变得越来越重要了，为此，照明控制作为节能措施三大方面：优化照明设计方法及应用、发展新的节能照明装置、改进照明控制系统的组成部分，合理地选用照明控制系统就显得非常重要。照明控制分为通/断控制和调光控制两个类别：
1.通/断控制：主要有照明接触器、多极照明接触器（极数可达12极）、定时控制器、传感器（光电传感器、超声波传感器、声音传感器、有源红外线传感器）等，可通过可编程序控制器及BA建筑设备自动控制系统实现节能管理。BA照明系统主要解决公共区照明控制问题：一是监视接触器触点的状态；二是通过时间设定接触器触点的分合；三是通过系统提供的控制信号控制接触器触点的分合，以节能管理，提高管理效率。BA系统通常是一个集散型或者是分布的开放型系统，目前楼宇设备管理系统采用分层分布式结构，第一层中央计算机系统，第二层区域智能分站（DDC控制器），DDC系统由被控对象、检测变送器、执行器和计算机组成。时钟模块DDC控制器可承担照明系统定时任务和复杂逻辑处理。照明系统监控设计可实现下列控制功能：庭园灯控制、泛光照明控制门厅、楼梯及走道照明控制、停车场照明控制。第三层由数据采样与控制终端组成。照明数据采样前端设备有光照度传感器、开关状态、故障报警信号等。智能分站与楼宇设备自控系统（BA）以现场总线方式进行通讯，BA中分散的智能分站的操作运行应是高度自治的，并不依赖BS监控软件。当系统通信故障时，智能分站仍然具有正常完成监测和控制的能力，同时也应采用分布式系统结构的原则，使各智能分站更具有分布性，也可减少各监控工作站与智能分站之间的通讯量。
2.调光控制包括调光装置（数字、智能调光器）、计算机，微处理器调光控制装置等。调光控制智能地利用自然光、自动控光调光以及自动实现合理的能源管理等功能，可节电20%～70%以上，实现照明管理智能化，对推动具有世界现代绿色照明效果的城市建设，有着极大的经济意义。中央智能照明管理系统，它是分布式智能照明控制系统，将专用的微处理器置入各类模块，使它们具有数字计算和数字通信能力，采用五类双绞线电缆进行可联网组成总线，不需要通过计算机就直接设置输出输入单元间的逻辑程序，并且可在网络中随时添加新的控制单元，具有分布控制的特点和开放性.并可以和其它建筑管理系统（BMS）、楼宇自控系统（BA）、保安、消防系统结合起来，其软件的可编程性和硬件的灵活结构可大大节省投资成本，可任意实现单点、双点、多点、区域、群组逻辑控制，定时开关、亮度手/自动调节、红外线监控、遥控、场景组合、电话拨打等多种照明控制功能，实现照明的智能化管理，不但可以展现丰富的灯光效果，而且能节约能源。系统可对低压卤素灯（电子变压器）、荧光灯（电子镇流器）、石英灯等多种光源调光，满足各种环境对照明的要求，如体育场馆、图书馆、市政工程、广场、公园、景观等户内外公共场合照明一利用群组开关可控制整个区域的灯光以及多种亮灯模式，无须考虑开关容量问题，分时启动，定时开关，利用局域网进行远程监控。抑制电网冲击电压和浪涌电压并可采用软启动和软关断技术，保护灯具，延长灯具寿命。对于卤素灯、钠灯等大功率光源，目前应用较多的SLC系列智能节能照明控制器以微处理技术和现代电力电子先进技术为基础，有效地实行降压及限压功能，延长灯具寿命。网络通信配RS485接口实现与上位机之间的信息传输，通过上位机设定、修改参数。在软、硬件上采用抗干扰技术、防雷技术、防浪涌技术，适用于大功率节能电感式镇流器，其控制功能有灵活的可编程控制功能，开关灯时间任意设定。控制模式可选时控、光控、时光混合控制，上位机远程控制及根据使用地点的经纬度自动控制。实现全夜灯及半夜灯控制，且有后半夜再降压调流功能，节能效果更加理想。
总之，智能照明系统提供了我们工程设计人员及业主一种更为先进的照明控制方式，也为我们的设计提供了更多的选择余地。我们合理地使用这个系统，会使我们的设计更完善，照明系统更加节能高效。
参考文献：
[1]俞丽华，罗红，陈德悦，智能照明控制综述.中国长三角照明科技论坛论文集，2007.
[2]王曉，前沿和后沿相位控制调光.光源与照明，2010，（01）.
[3]张海峰，汪至中.基于电力线载波的可调光电子镇流器.光源与照明，2006，（02）.
[4]汪鲁才，戴瑜兴，基于图像处理技术的智能照明控制研究.照明工程学报，2008，（03）.
【关键词】 照明；设计；智能控制
近年来随着我国的经济迅速发展，人民的生活质量的不断提高，照明的用电量大增，而供电不足和照明用电低效率、照明用电浪费的现象依然存在。如何以科学的发展观为指导，科学、合理的用电，是每个用电消费者应该认真对待的问题，也是每个电气设计人员必须认真思考和解决的问题。
一、关于照明光源的选择
1.采用高效节能的光源，办公室、教室、会议室采用光效高、寿命长、显色性好的细管径直管形三基色荧光灯管。因为直管型灯管效率优于弯曲灯管，且灯管管径越细，光效越高，节电效果越好。直管型荧光灯管按管径大小分为T12等多种规格（T=l/8英寸，数字代表T的个数），一般应采用T8以下（<26mm）的细管径直管形荧光灯。另外，由红、绿、蓝三种基色混色组合成为暖白色光的三基色荧光灯管光色接近太阳光，灯光舒适，且发光效率高，符合优质光源的条件，因而采用细管径直管形三基色荧光灯管。
2.采用新型绿色光源半导体发光二极管（LED，Lighting Emitting Diode）的固态照明被称为第四代新型绿色光源，不仅光效高、功耗低、相同照明效果比传统光源节能80%以上，而且本身不含汞、铅等有害物质，废弃物可回收，光谱中没有紫外线和红外线，在生产和使用中不会产生对外界的污染，是符合绿色照明节能、环保要求的优质光源。目前越来越多地应用到信号标识照明、建筑物中的诱导灯和勾勒轮廓的立面照明、庭园灯光多色彩的照明和城市夜景等领域，将逐步代替白炽灯和荧光灯进入普通照明领域，是未来发展的趋势。
二、关于高效灯具的选择
灯具的选择，一般应根据视觉条件的需要、综合考虑灯具的照明技术特性及其长期运行的经济性等原则进行。
1.灯具的效率，条件允许时，优先选用直接开启式灯具。对室内荧光灯和高强度气体放电灯的开启式灯具效率不应低于75%。当灯具装有遮光格栅时要注意遮光格栅保护角对降低灯具效率的影响，灯具效率不应低于60%使用率。
2.灯具的材质，应选用变质速度较慢的材料，如玻璃灯罩或搪瓷反射罩制成的灯具，以减少光能衰减率；采用易清洁、防静电且不吸尘材质制造的灯具。同时，优选光通量利用系数高的灯具。
3.根据灯具的照明技术特性，可采用有一定光分布的灯具，它具有减弱工作区反射眩光的特点，在一定的照度下，能够大大改善视觉条件，因而可获得较高的效能。
4.灯具的附件，应注重光源附件的能效指标，采用节能的配套附件。T8直管型荧光灯，应选用电子镇流器或节能型电感镇流器，T5（>14W）荧光灯应采用电子镇流器，大功率高压钠灯、金属卤化物灯应采用节能型电感镇流器，小功率金属卤化物灯选用电子镇流器，高压钠灯、金属卤化物在电压偏差大的场所，为了节能和保持光输出稳定，延长光源寿命，宜配用恒功率镇流器。
三、关于照明控制
由于对能源节约的迫切要求和电子控制器件的开发应用，使照明控制变得越来越重要了，为此，照明控制作为节能措施三大方面：优化照明设计方法及应用、发展新的节能照明装置、改进照明控制系统的组成部分，合理地选用照明控制系统就显得非常重要。照明控制分为通/断控制和调光控制两个类别：
1.通/断控制：主要有照明接触器、多极照明接触器（极数可达12极）、定时控制器、传感器（光电传感器、超声波传感器、声音传感器、有源红外线传感器）等，可通过可编程序控制器及BA建筑设备自动控制系统实现节能管理。BA照明系统主要解决公共区照明控制问题：一是监视接触器触点的状态；二是通过时间设定接触器触点的分合；三是通过系统提供的控制信号控制接触器触点的分合，以节能管理，提高管理效率。BA系统通常是一个集散型或者是分布的开放型系统，目前楼宇设备管理系统采用分层分布式结构，第一层中央计算机系统，第二层区域智能分站（DDC控制器），DDC系统由被控对象、检测变送器、执行器和计算机组成。时钟模块DDC控制器可承担照明系统定时任务和复杂逻辑处理。照明系统监控设计可实现下列控制功能：庭园灯控制、泛光照明控制门厅、楼梯及走道照明控制、停车场照明控制。第三层由数据采样与控制终端组成。照明数据采样前端设备有光照度传感器、开关状态、故障报警信号等。智能分站与楼宇设备自控系统（BA）以现场总线方式进行通讯，BA中分散的智能分站的操作运行应是高度自治的，并不依赖BS监控软件。当系统通信故障时，智能分站仍然具有正常完成监测和控制的能力，同时也应采用分布式系统结构的原则，使各智能分站更具有分布性，也可减少各监控工作站与智能分站之间的通讯量。
2.调光控制包括调光装置（数字、智能调光器）、计算机，微处理器调光控制装置等。调光控制智能地利用自然光、自动控光调光以及自动实现合理的能源管理等功能，可节电20%～70%以上，实现照明管理智能化，对推动具有世界现代绿色照明效果的城市建设，有着极大的经济意义。中央智能照明管理系统，它是分布式智能照明控制系统，将专用的微处理器置入各类模块，使它们具有数字计算和数字通信能力，采用五类双绞线电缆进行可联网组成总线，不需要通过计算机就直接设置输出输入单元间的逻辑程序，并且可在网络中随时添加新的控制单元，具有分布控制的特点和开放性.并可以和其它建筑管理系统（BMS）、楼宇自控系统（BA）、保安、消防系统结合起来，其软件的可编程性和硬件的灵活结构可大大节省投资成本，可任意实现单点、双点、多点、区域、群组逻辑控制，定时开关、亮度手/自动调节、红外线监控、遥控、场景组合、电话拨打等多种照明控制功能，实现照明的智能化管理，不但可以展现丰富的灯光效果，而且能节约能源。系统可对低压卤素灯（电子变压器）、荧光灯（电子镇流器）、石英灯等多种光源调光，满足各种环境对照明的要求，如体育场馆、图书馆、市政工程、广场、公园、景观等户内外公共场合照明一利用群组开关可控制整个区域的灯光以及多种亮灯模式，无须考虑开关容量问题，分时启动，定时开关，利用局域网进行远程监控。抑制电网冲击电压和浪涌电压并可采用软启动和软关断技术，保护灯具，延长灯具寿命。对于卤素灯、钠灯等大功率光源，目前应用较多的SLC系列智能节能照明控制器以微处理技术和现代电力电子先进技术为基础，有效地实行降压及限压功能，延长灯具寿命。网络通信配RS485接口实现与上位机之间的信息传输，通过上位机设定、修改参数。在软、硬件上采用抗干扰技术、防雷技术、防浪涌技术，适用于大功率节能电感式镇流器，其控制功能有灵活的可编程控制功能，开关灯时间任意设定。控制模式可选时控、光控、时光混合控制，上位机远程控制及根据使用地点的经纬度自动控制。实现全夜灯及半夜灯控制，且有后半夜再降压调流功能，节能效果更加理想。
总之，智能照明系统提供了我们工程设计人员及业主一种更为先进的照明控制方式，也为我们的设计提供了更多的选择余地。我们合理地使用这个系统，会使我们的设计更完善，照明系统更加节能高效。
参考文献：
[1]俞丽华，罗红，陈德悦，智能照明控制综述.中国长三角照明科技论坛论文集，2007.
[2]王曉，前沿和后沿相位控制调光.光源与照明，2010，（01）.
[3]张海峰，汪至中.基于电力线载波的可调光电子镇流器.光源与照明，2006，（02）.
[4]汪鲁才，戴瑜兴，基于图像处理技术的智能照明控制研究.照明工程学报，2008，（03）.