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　　授课教师：任爽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。照明方式和种类

　　⑴一般照明：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。⑵局部照明：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。⑶混合照明：一般照明与局部照明共同组成的照明。按照明的功能可分：⑴工作照明；⑵事故应急照明；⑶值班照明；⑷警卫照明；⑸障碍照明；⑹广告艺术照明。

　　二、光源（发光器件）1、白炽光源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：320nm~2500nm,所以任何光敏元件都能和它配合接收到光信号。

　　特点：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。2、气体放电光源

　　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589nm，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。构成：由半导体PN结构成。特点：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。

　　可见光的波长近似地在7×10-7m以下，所以制作可见光区的发光二极管，其材料的kb体育官方网站 kb体育登录禁带宽度至少应大于hc/=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GaAs1-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，使在550～900nm间变化。一智能照明控制系统的优点1．良好的节能效果1)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。2)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。3)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。一智能照明控制系统的优点2．延长光源的寿命1)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。2)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。3)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。4)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。一智能照明控制系统的优点3．改善工作环境，提高工作效率1)良好的工作环境是提高工作效率的一个必要条件。2)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。3)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。4)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、头昏脑胀、眼睛疲劳的感觉。一智能照明控制系统的优点4．实现多种照明效果1)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。2)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。一智能照明控制系统的优点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。一智能照明控制系统的优点6．有较高的经济回报率1)仅从节电和省灯这两项做过一个估算，用三至五年的时间，业主就可基本收回智能照明控制系统所增加的全部费用。2)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。二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。二智能照明控制系统的功能

　　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，如图所示。二智能照明控制系统的功能

　　2．照明控制系统的性能（1）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。（2）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。（3）根据工作（作息）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。二智能照明控制系统的功能

　　2)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。

　　3)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。二智能照明控制系统的功能

　　充分利用来自门窗的自然光（太阳光）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％一100％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。二智能照明控制系统的功能

　　（6）人体传感器的控制厕所、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。（7）路灯控制对一般的智能楼宇，有一定的绿化空间，草坪、道路的照明均要定点、定时控制。二智能照明控制系统的功能（8）泛光照明控制

　　2)但还要考虑节能，因此，在时间上、亮度变化上进行控制。三照明控制系统的主要控制内容

　　（1）时钟控制通过时钟管理器等电气元件，实现对各区域内用于正常工作状态的照明灯具时间上的不同控制。（2）照度自动调节控制通过每个调光模块和照度动态检测器等电气元件，实现在正常状态下对各区域内用于正常工作状态的照明灯具的自动调光控制，使该区域内的照度不会随日照等外界因素的变化而改变，始终维护在照度预设值左右。（3）区域场景控制通过每个调光模块和控制面板等电气元件，实现在正常状态下对各区域内用于正常工作状态照明灯具的场景切换控制。三照明控制系统的主要控制内容

　　（4）动静探测控制通过每个调光模块和动静探测器等电气元件，实现在正常状态下对各区域内用于正常工作状态的照明灯具的自动开关控制。（5）应急状态减量控制通过每个对正常照明控制的调光模块等电气元件，实现在应急状态下对各区域内用于正常工作状态的照明灯具的减免数量和放弃调光等控制。（6）手动遥控器通过红外线遥控器，实现在正常状态下对各区域内用于正常工作状态的照明灯具的手动控制和区域场景控制。三照明控制系统的主要控制内容

　　（7）应急照明的控制这里的控制主要是指智能照明控制系统对特殊区域内的应急照明所执行的控制，包含以下两项控制：

　　1）正常状态下的自动调节照度和区域场景控制,同调节正常工作照明灯具的控制方式相同。

　　2）应急状态下的自动解除调光控制实现在应急状态下对各区域内用于应急工作状态的照明灯具放弃调光等控制，使处于事故状态的应急照明达到100％。智能照明控制系统的基本结构智能照明控制系统包括：分组控制的多组灯单元，它们都具有各自的控制装置，根据照度调节相关亮度，实现对所有灯具的自动控制。采用总线形式实现计算机与灯单元之间的通信联络；协调控制系统与灯单元之间的信息交流(见图4-20)。对每组灯单元中的控制包括：①与数据传输相耦合的通信控制卡，它从上位机接收信号，并将灯单元的反馈信号送到上位机；②与各组灯的通信控制卡设置鉴别装置，用来确定每组灯与上位机的联系；③识别来自上位机信号的装置，它与灯通信控制器相耦合；④为上述识别装置产生反馈信号的装置。智能照明控制系统框图

　　上位机设置有：①与数据传输系统相耦合的通信控制卡，用来接收来自每组灯单元的信，并将发出豹信号进到每组灯单元；②外围电路解决选择，并确定被控灯的装置和识别来自灯单元是否响应上位机信号的装置。四办公室照明系统监控

　　办公室照明的一个显著特点是白天工作时间长，因此，办公室照明要把天然光和人工照明协调配合起来，达到节约电能的目的。当天然光较弱时，根据照度监测信号或预先设定的时间调节，增强人工光的强度。当天然光较强时，减少人工光的强度，使天然光线与人工光线始终动态地补偿。照明调光系统通常是由调光模块和控制模块组成。调光模块安装在配电箱附近，控制模块安装在便于操作地方，如下图所示。四办公室照明系统监控

　　调光模块是一种数字式调光器，具有限制电压波动和软启动开关的作用；开关模块有开关作用，是一种继电输出；调光方法可分为照度平衡型和亮度平衡型；照度平衡是使离窗口近处的工作面与远离窗口处工作面上的照度达到平衡，尽可能均匀一致；亮度平衡型是使室内人工照明亮度与窗口处的亮度比例达到平衡，消除物体的影像；因此，在实际工程中，应根据对照明空间的照明质量要求，实测的室内天然光照度分布曲线，选择调光方式和控制方案。五楼梯、走廊等照明监控

　　楼梯、走廊等照明监控以节约电能为原则，防止长明灯，在下班以后，一般走廊、楼梯照明灯及时关闭。因此照明系统的DDC监控装置依据预先设定的时间程序自动地切断或打开照明配电盘中相应的开关。六障碍照明监控

　　高空障碍灯的装设应根据该地区航空部的要求来决定，一般装设在建筑物或构筑物凸起的顶端，采用单独的供电回路，同时还要设置备用电源，利用光电感应器件通过障碍灯控制器进行自动控制障碍灯的开启和关闭，并设置开关状态显示与故障报警。七建筑物立面照明监控

　　大型的楼、堂、馆、所等建筑物，常需要设置供夜间观赏的立面照明（景观照明）。目前立面照明通常选用投光灯，根据建筑物的功能和特点，通过光线的协调配合，充分表现出建筑物的风格与艺术构思，体现出建筑物的动感和立体感，给人以美的享受。投光灯的开启与关闭由预先编制的时间程序进行自动控制，并监视开关状态，故障时能自动报警。八应急照明的启／停控制

　　当正常电网停电或发生火灾等事故时，事故照明、疏散指示照明等应能自动投入工作。监控器可自动切断或接通应急照明，并监视工作状态，故障时报警。应急照明系统主要由中央监测型应急灯，信号转换装置和中央监测仪组成。该系统应用微处理器和总线技术把在楼宇内各自分散独立运行的应急照明灯具组成了一个实时、高效、分布式控制的网络系统。系统中每盏中央监测型应急灯都内置高能蓄电池和微处理器，并通过数据总线经信号转换器与中央监测仪相连接。中央监测仪利用其功能测试和应急测试功能，并通过其内豁的微处理器经由数据总线与各个应急灯内的微处理器逐一以“询问／回答”的方式进行对话，并由中央监测仪将应急灯内微处理器回应的数据进行分析并得出结论，由中央监测仪显示屏显示或由其内置打印机打印出来。通过逐一的巡伺检测对话，中央监测仪可以监控整个应急照明系统，不仅能够判别应急灯的各种故障，还可以监视电源和数据总线的工作情况，若有故障，中央监测仪都会及时得到报告。同时，每盏中央监测型应急灯上都设有LED指示灯，可随时做出应急灯的如下工作状态指示：①灯具工作状态指示；②光源工作状态指示；③电池工作状态指示；④灯具或安装故障指示；⑤线路工作状态指示。中央监测仪还具有灵活的编程功能，系’统不仅可以实时自动也可以按编程要求自动进行功能测试和应急测试，得到整个系统的工作情况报告；测试也可以通过手动方式来完成。为了保证中央监测仪与应急灯之间的通信，每64盏应急灯需设一个信号转换器。并通过信号转换器与中央监测仪相连接，信号转换器同时也起着故障隔离的作用。把信号转换器及其下端连接的应急灯这一物理上的连接区域称为“物理分区”。同时，为了迅速而有效地控制整个系统的正常工作，应急照明系统采用了一种类似于计算机网络中虚拟组网的技术，将系统进行假设的分区称之为“虚拟分区”。虚拟分区就是指在物理连接上可以由不同电源供电或处在不同物理分区中，但在系统监控上可以按同一程序编排进行控制的应急灯所构成的假设分区，不同虚拟分区也可以按同一程序编排进行控制。虚拟分区中的应急灯数量同样不得超过64盏。

　　在提供虚拟分区技术的同时，中央监测型应急照明系统还提供了一种非常实用的“休眠”功能。当节假日，需要关闭系统的供电电源或是因为系统维护及其他原因需要暂停系统中某一部分的供电时，可以由中央监测仪输入指令关闭整个系统或系统中某一分区中应急灯的自动应急功能，使整个系统或系统的一部分进入休眠状态。此时，协断电源，处于休眠状态的应急灯也不会点亮，这样就避免了应急灯内置蓄电池的电能损耗，延长了电池的寿命。当童新恢复供电时，应急照明系统自动恢复正常功能。如果再需要使系统进入休眠状态，则需要重新输入指令。

　　中央监测型应急照明系统除具有以上丰富的功能之外，还为自身系统的扩展和与其他系统的通信提供了条件。系统的中央监测仪提供了三个通信接口：CNl，CN2，CN3。其中CNl是系统本身的扩展接口，可连接另外一个中央监测仪，以扩展容量来适应智能楼宇的需要。CN2和CN3是标准的RS-232接口，为系统的外部通信接口。通过CN2、CN3接口，应急照明系统的中央监测仪就可以和消防系统或楼宇自动化系统的主机进行通信。消防系统主机可以实时获取应急照明系统的运行资料，并可以按程序要求对应急照明系统实施联动控制；同时也可以使应急照明系统作为自动化系统的一个子系统，接受智能楼字设备自动化系统的统一管理和监控。系统中的中央监测仪也可以通过调制鳃调器与远程主机进行通信。自然光导照明系统超级反光的光导管，集中自然光，并可调节弯头，使光导管能够自然的弯曲，将自然光准确的导入你需要的地方。从黎明到黄昏，甚至是阴雨天气，都能让无法从窗户透进自然光的地方明亮起来。光导照明系统（也称为管道式日光照明系统）是一种新型照明装置，其系统原理是通过采光罩高效采集自然光线导入系统内重新分配，再经过特殊制作的导光管传输和强化后由系统底部的漫射装置把自然光均匀高效的照射到任何需要光线的地方，得到由自然光带来的特殊照明效果。光导照明系统与传统的照明系统相比，存在着独特的优点，有着良好的发展前景和广阔的应用领域，是真正节能、环保、绿色的照明方式。该套装置主要分为以下几个部分：采光装置、导光装置、漫射装置。（1）采光罩由PC聚炭酸脂及一定量的UV材料注塑而成。经UV材料处理过的采光罩表面平整光亮、硬度高、耐摩擦、抗冲击性好（局部抗冲击达三百公斤压力）、抗老化、不易出现划痕、离火自熄，且具有防水性能好、无异味、采光效率高、降低紫外线等优点。材料不存在溶剂挥发因素，是既安全又不污染环境的绿色产品。其采光罩有钻石型、半球型和平板型；

　　采光罩的性能特点透光性透光性能好，在阳光下暴晒不易产生黄变、雾化等耐候性表面有防紫外线的共挤层，可防止太阳光紫外线照射引起的变黄，表面共挤层具有化学键吸收紫外线并转化为可见光，对植物的生长有一定的好处（极适合保护贵重艺术品及展品，使其不受紫外线破坏）抗冲击性无火滴，无毒气，耐温性在-40℃—120℃温度范围内不会引起变形等品质劣化，隔音性隔音效果好，对于建筑采光有很好的用途

　　（2）导光管光在不同反射率材料制成的光导管内传输时，其传输效果是不一样的，经过多次反射后，反射率高的光导管其光强剩余量大。所以选择高反射率的材料制作光导管与弯管，其传输效率相对比较高。另外，对于材料的全反射率稳定性也有一定的要求，光在光导管中传输时，光线主要分成两部分：反射光线和透射光线。所以光导管的材料必须满足全反射率比较高，且相对稳定。由于自然光线之间，自然光线在光导管中传输时，全反射率高且相对稳定，从而达到自然光的全光谱反射,将真正的自然光传输到室内。管道直径有230mm、300mm、530mm、750mm、1000mm、1500mm和2m等规格甚至更大。

　　（3）漫射器漫射器采用高透光率高扩散性的材料制作而成，外型美观、透光性强，光线柔和不产生眩光。封闭性结构可防止灰尘和飞虫进入，并具有极好的隔热和隔音功能。桑帕普（sunpipe）光导照明系统的特点：

　　桑帕普系统区别于常规电力照明系统，不需要庞大、复杂的配电系统支持，每天可提供八小时以上的自然光线%白天用电量，节约能源，创造效益！

　　桑帕普系统照明光源直接取自自然光线，采光柔和、均匀，光量可以根据场合和个人的需要进行实时调节，全频谱、无闪烙、无眩光、无污染，并通过采光罩表面的防紫外线涂层，滤除有害辐射，能最大限度的保护您的身心健康。

　　桑帕普系统工作不依赖于电源，不需要配电设备和传导线路，且整个系统设计先进、工艺考究、防火、防盗、隔音、隔热，其含有陶瓷材料的漫射器能耐火两小时，漫射装置下还可以加装新型的由多层玻璃和陶瓷构成、具有良好防火、隔音效果的透光板，能够耐火四个小时，且透光性不受影响！让你轻轻松松享受自然！

　　桑帕普系统秉承自然理念，全力打造健康和谐的办公、居住环境。科学研究证明，自然光线照明具有更好的视觉效果和心理作用，并且可以清除室内霉气，抑制微生物生长，促进体内营养物质的合成和吸收，改善居住环境。现实生活中，人工电力照明系统中广泛采用日光灯照明，其工作原理是高电压击穿汞蒸气产生紫外线，再被灯壁上的荧光粉吸收、激发、跃迁产生可见光，由此产生的大量的紫外线和短波辐射时刻危害着人体的健康，并且荧光粉中含有汞、砷、锶等重金属离子，一旦破损，对环境危害巨大。

　　桑帕普系统外观时尚、大方，使作为不竭能源的自然光线与人工建筑完美结合，创造了低耗能、高舒适度的健康居住环境，有利于建筑装饰艺术创作，多变的自然光，加上阳光丰富的色彩，材质感更加明显，显示出自然光的无穷魅力！

　　此外，桑帕普系统工作不受地域、气候的影响，不依赖于电力能源，安装方便、操作简单，不破坏原有的建筑结构，防水、防尘、密封性好，不需要专人定时维护，其安全寿命期可长达25～30年。

　　内容总结智能照明系统。⑶混合照明：一般照明与局部照明共同组成的照明。②与各组灯的通信控制卡设置鉴别装置，用来确定每组灯与上位机的联系。办公室照明的一个显著特点是白天工作时间长，因此，办公室照明要把天然光和人工照明协调配合起来，达到节约电能的目的。当天然光较强时，减少人工光的强度，使天然光线与人工光线始终动态地补偿。调光方法可分为照度平衡型和亮度平衡型。照度平衡是使离窗口近处的工作面与远离窗口处工作面上的照度达到平衡，尽可能均匀一致。亮度平衡型是使室内人工照明亮度与窗口处的亮度比例达到平衡，消除物体的影像。当正常电网停电或发生火灾等事故时，事故照明、疏散指示照明等应能自动投入工作。该套装置主要分为以下几个部分：采光装置、导光装置、漫射装置。其采光罩有钻石型、半球型和平板型

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