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现代化学校照明的控制
——智能照明控制系统在广州大学城华南理工大学校区的应用实例

1 前言

　　教学环境不仅要有足够的工作照明，更需要舒适的视觉环境。照明已经成为直接影响师生学习和工作效率的主要因素，因此，已经引起人们的高度重视。做好照明设计，加强照明控制设计，已成为建设现代化学校的重要内容。据国内外有关资料介绍，照明用电量约占整幢大楼能耗的１/３，学校照明设备的费用（包括照明器件和配布线工程费）约占电气工程费用的１０％。因此，选择合理的照明方案，配置先进的控制系统，不仅能大大简化穿管布线的工作量，而且能有效节约能源，降低用户运行费用，提高学校管理水准，具有极大的经济效益和社会效益。在一些发达国家，照明系统的智能化控制已成为智能化学校必不可少的组成部分，而且已经广泛普及。

智　　能照明控制系统的技术，随着现代建筑技术的发展而不断更新，以适应各种建筑结构及灯具的选配，实现多样化的控制模式。由于这是一个开放式的系统，采用标准接口可以方便地与其他系统（如楼控、安保、消防等）相互连接完成系统集成，同时利用系统配备的监控软件，学校管理工作人员借助“友好”的用户界面，能方便地遥控、监控学校所有控制设备的工作状态。

　　本文作者有幸参与了广州大学城华南理工大学校区智能照明控制系统的电气设计，由于受到项目预算资金的限制，实际完成的项目中仍然有小部分区域未能实现智能照明控制。为了给读者一个全面的参考，本文以最初的完整设计思路为主线来展开介绍。

　　2 现代化学校照明的特点

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现代化学校的照明控制系统应该具备以下功能：

　　（１）通过科学的管理（在需要的时候，需要的区域把灯点亮到合适的照度）节约能源和降低运行费用，同时便于操作和管理，提高学校管理水平；

　　（２）为师生提供一个舒适的工作环境，以保证人员具有较高的工作效率。

真正有效的照明控制系统，以上两方面应该同时满足。

　　3 实例介绍

　　３．１　按照明需求划分功能区域

　　现代化学校照明区域分为教学楼（实验楼）、办公行政楼、图书馆、礼堂（学术交流中心）、体育场（馆）、宿舍区、餐厅、园林区（见图1）。

　　３．２　智能照明控制系统的解决方法

　　3.2.1　教学楼内部照明

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　（1）教师办公区

　　由于办公区面积大，可以将整个办公区分成若干独立照明区域，采用可编程开关，根据需要开启相应区域的照明。由于出入口多，所以办公室内可多点控制，方便操作。在每个出入口都可以开启和关闭整个办公区所有的灯，这样可根据需要方便地控制办公区域的照明。还可以根据时间进行控制，比如平时在晚８点自动关灯，如有人加班，可切换为手动开关灯。这样，不仅方便使用人员操作，而且减少了电能的浪费，延长了灯具的使用寿命（如图5所示）。

　　（2）院系领导办公室

　　采用多种可调光源，可根据需要预设照明回路搭配不同亮暗效果，使得领导办公室始终保持最柔和优雅的灯光环境且操作简单，只需按动某一个场景按键即可调用所需的灯光场景。例如：领导上班时，只需按一下门口控制面板上的“办公”按键，房间内的吊灯、写字台背后带红色过滤镜片的射灯、写字台正前方的嵌入式日光灯以及位于柱边、墙边的定向射灯能分别自动和缓地调2０％~8０％的照度，营造一种安静、明快而又不乏庄严的效果。领导入座后，如有客人来访，领导只需拿起手边的遥控器按一下“会客”按键，吊灯自动调暗，写字台背后的射灯、正前方的冷光源日光灯、柱边、墙边的定向射灯以及位于房间中央的低压射灯、灯槽内的洗墙灯都分别调亮2０％~8０％，衬托出房间的气派和明亮，显示出友好和欢迎；午休时，只需按一下“休闲”场景按键，房间内的主照明全部调暗，灯槽内的洗墙灯、写字台背后的射灯以及柱边、墙边的定向射灯分别调暗至２０％的亮度，烘托出温馨、舒适的氛围；经理离开时，按一下“ＯＦＦ”按键，房间内的灯光延时数秒钟或数分钟后缓慢调暗至熄灭（如图6所示）。

　　（3）阶梯教室

　　阶梯教室作为学校教学楼的一个重要组成部分，采用智能照明控制系统通过对各照明回路进行调光控制，可预先精心设计多种灯光场景，使得阶梯教室在不同的使用场合都能有适合的灯光效果，工作人员可以根据需要手动选择或实现定时控制。

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灯适当开启，以不影响发言人为原则；听众席以筒灯（亮度８０％）为主，方便与会人员记录，壁灯全部开启。

　　投影模式：主席台上讲解人所在位置筒灯的亮度为５０％；听众席以筒灯由前至后逐渐增亮，壁灯全部开启。投影模式时可增加对投影仪的红外控制。

　　研讨模式：所有灯光全部开启，亮度为９０％~１００％。

　　入场模式：听众席灯槽、筒灯和立柱壁灯全部开启，亮度为１００％，主席台筒灯亮度为５０％。

　　退场模式：听众席灯槽、筒灯和立柱壁灯全部开启，亮度为１００％。

　　备场模式：主席台筒灯与听众席筒灯亮度均为７０％。

　　以上所有场景模式的变换，均设置淡入淡出时间１~１００s，保持场景切换不影响会议进程和视觉效果。

　　为方便工作人员进出，在礼堂外设置两键开关，当需要进入时只需点击“进入”开关，室内自动打开部分灯光，满足可视效果；当清场结束，只需点击“清场”开关，即可关闭所有照明。

　　同时，在投影模式时可增加对投影仪的红外控制。

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４．２　照明方式

　　传统控制方式单一，只有开和关。

　智能照明控制系统采用“调光模块”，通过对灯光的调节在不同场合产生不同的灯光效果，营造出不同的氛围。

　　４．３　管理方式

　　传统控制对照明的管理是人工管理。

　　智能控制系统可实现能源管理自动化，通过分布式网络，只需一台计算机就可实现对整幢大楼的管理。

　　４．４　节省能源，降低维护成本

　　智能照明系统由于使用自动化照明控制手段，减少了不必要的耗电开支，也降低了相当的运行维护费用，智能照明控制系统比传统开关控制可节电２０%~５０％以上。

　　４．５　保护灯具

　　由于电网冲击电压和浪涌电压，用传统开关控制灯具容易损坏灯具。

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降低照度，节省能耗。车辆较少时只开车道灯，如需观察车辆，可就地开启局部照明，经延时后关闭。Ｌoading Ｄock区域采用智能移动探测传感器，当有人或车移动时开启相应的局部照明，车停好后或人、车离开后灯延时关闭。当有车移动时可以通过主机显示出来。方便保安和管理人员的管理。根据实际照明及车辆的使用情况，可将一天的照明分为几个时段，比如上午、中午、下午、晚上、深夜五个时段，通过软件的设置，在这些时段内，自动控制灯具开闭的数量。对各控制区域采取不同的照度方式以供照明，这样使灯光既得到了有效的利用，又大大减少了电能的浪费，保护了灯具，延长了灯具的使用寿命。如有特殊需要，可在管理室用按键开关，手动开启或关闭照明。当符合自动控制的要求时，系统会自动恢复到自动运行的状态，无需手动复位（如图10所示）。

　　（2）建筑物泛光照明

　　校区室外泛光照明的每条照明回路之间的距离较远，每条回路的功率较大。如采用普通照明，控制起来非常麻烦，很难做到按时开关。室外泛光照明采用定时控制，例如晚18点开启整个景观照明的灯具，23点关闭部分景观照明的灯具，24点以后只留必要的照明，具体时间还可根据一年四季昼夜长短的变化和节假日自动进行调整。如有特殊情况可改为特殊照明控制状态，配合需要进行变化。同时还设有就地控制开关，方便维修或特殊情况时手动就地控制。

　　（3）园林照明

　　室外泛光照明的每条照明回路之间的距离较远，每条回路的功率较大。如采用普通照明，控制起来非常麻烦，很难做到按时开关。室外泛光照明采用定时控制，例如晚18点开启整个景观照明的灯具，23点关闭部分景观照明的灯具，24点以后只留必要的照明，具体时间还可根据一年四季昼夜长短的变化和节假日自动进行调整。如有特殊情况可改为特殊照明控制状态，配合需要进行变化。同时还设有就地控制开关，方便维修或特殊情况时手动就地控制。

　　4 智能照明控制系统的优势