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简介
在过去 20 年内，电子和计算机技术对人们生活的大部分地区的发展产生了深远的影响。 建筑也不例外，恰恰相反，楼宇不仅是这些技术的藏身之所，更是它们的亲身实践者。 随着社会的进步，建筑设计也向着更舒适、安全和节省能源的方向发展。 发展过程中的部分变化与设计和材料有关，最大的一个变化就是引入了基于智能微处理器的控制系统。

使用这种智能控制技术的最重要成果就是智能照明控制系统的出现。 这些控制系统提供了更大的灵活性，能够更好地管理照明设备。 使用这些系统，人们不仅可以营造更美的场景，同时还实现了节能。

智能照明控制系统
所谓智能照明控制系统，其实就是根据某一区域的功能、每天不同的时间、室外光亮度或该区域的用途来自动控制照明。 其中最重要的一点就是可进行预设，即具有将照明亮度转变为一系列设置的功能。 这些设置也称为场景，可由调光器系统或中央建筑控制系统自动调用。 在家庭内使用时，可以采用集成中央控制器的形式，并可能带有一个触屏界面。 实际上，这种系统取代了完整的建筑管理系统 (BMS)，后者在商用环境下使用。

照明控制系统分为独立式、特定于房间式或大型的联网系统，在联网系统中，调光设备安装在电气柜中，由诸如传感器和控制面板组成的外部设备网络来操作。 联网系统的优势是可从许多点来控制不同的房间或区域。 在家庭中，可以在靠近主进口的墙上安装一个控制面板，以此作为多个房间的主控制点。

联网系统还具有标准的串行端口，这样就可以更容易地集成到中央控制器中。 这些接口通常是双向的，因此，中央控制器可以请求亮度变化然后确认操作。 从照明系统得到的信息还可以用来确定电能消耗或在屋子空着时模拟将来的实际场景。 独立的调光器也可以通过红外遥控器与中央控制器通信，但只能进行单向操作，无法确定请求的操作是否已发生。

照明控制系统的优势
智能照明控制系统相对于手动控制有许多优势，例如操作方便、利于营造气氛、提高设计灵活性、节能、降低换灯成本并确保安全。

便利性和气氛控制
使用智能照明系统，可以根据使用情况和建筑物内的日光亮度等其它因素来预设回路。 可在回路中实现灯具的单独控制或成组控制。 每个回路或灯具都可设置为不同的亮度级别。 这些级别存储为“场景”，可以理解为一个房间或某一区域的完整“面貌”。 常用的场景数是八个，部分系统可能有更多。

设置场景后，即可方便地使用墙上的控制面板或遥控器手动调用。 可以根据定时器、日光传感器或使用情况自动调用这些场景。 选择一个新场景后，灯光将以预先确定的速率逐渐变暗，直到达到新的亮度级别。

节能
对灯进行调光时，可节省的电能高达未用电能的 98%。 由于人眼对光强的感受是非线性的，因此，就有可能将亮度级降低 10% 以上而人却觉察不到亮度的变化。 这样，就可以节省近 10% 的电能。 如果将调光级别降低 50%，则可以节省约 40% 的电能。

智能调光器可将灯渐调到预设级别。 这在第一次开灯时尤其重要。 白炽灯无法做到这一点，因为冷的灯丝会受到热冲击。 将灯渐调到设定级别，也称为“软启动”，这可以极大地延长灯的使用寿命。 使用 10% 的调光级别可将灯的使用寿命延长两倍，而 50% 调光级别可延长 20 倍。更贵一些的系统上还具有稳压功能，可保护灯管不受主电路中的尖峰电压损害。

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在使用空调的夏季和温暖气候中，可通过降低照明系统的热负荷来节能。 固态调光器与以前的变阻型调光器不同，它不是通过电阻性负载将多余的电能转变为热能来对照明系统进行调光。 取而代之的是，它以一秒钟 100 次的速率接通和断开电能，开关之间的时间延迟与要释放的电能成正比。 * 请参阅调光器的工作原理。

并不是所有的灯都是可调光的，像紧湊型荧光灯就只能打开或关闭。 但是，如果这种灯可在不需要时自动关闭，仍可实现节能。 例如，在晴朗的日子里，就可将窗边的灯关掉，而没必要让它们像往常一样开着。 用来测量日光的传感器可向控制器提供输入值，控制器将随时间评估这些值并根据所得信息将照明回路打开或调光到预定级别。

节能还可通过对使用情况进行检测来实现。 具体方法是在房间里安装传感器，以检测房间或某一区域内是否仍有活动。 传感器将检测到的信息反馈给控制器，后者接着算出有多长时间没有检测到活动。 每次检测到活动时，该计数值都复位。 当在预设的时间长度内没有检测到活动时，可关闭该房间或区域内的照明或将其调节到低能耗状态。 如果在更长时间内没有活动，则可将其完全关闭。

安全性
无论财产是否在用，照明系统在保证安全、防止盗窃方面都扮演着重要的角色。 可以编程设定低亮度级别以便晚上在特定房间或走廊中应用。 如果房子空着，则可将亮度级别设置为与正常使用情况相同。 具体时间可按时钟或通过选择一个假期模式来指定。 低亮度或有选择地改变亮度级别可以节能，与保持照明系统打开或设置定时器相比，这种方法的效率更高。

照明设备
钨灯

最流行的照明设备是常见的家用白炽灯。 虽然最常用，但这种灯也是效率最低且寿命最短的照明设备。 它使用可变热并发光的电阻性钨丝。 钨会气化，灯丝逐渐变细，并使灯泡内部变黑。

卤钨灯
钨灯的改良型是卤钨灯。 卤素有助于气化的钨重新附到灯丝上，从而将灯的使用寿命延长了 2 至 3 倍。 此外，灯光的颜色也得到改善，全亮时灯光更白，进行调光时，光呈黄色和桔色。 以上两种类型的灯都可在主电压下工作，且都可以进行调光。

低压卤钨灯
低压灯一般在家庭中用作聚光灯、向下照明灯和现代台灯。 这种灯具有各种尺寸和光束角度，瓦数也从 5 瓦到 50 瓦不等。 它们都要求 12 伏的电压，这种电压需要使用适用于该灯瓦数的变压器来获得。

变压器的输入端连接至主电源（或调光器的频道输出端），输出的是适用于灯具的 12 伏电压。 这种灯提供了完整的照明层次并可以更好地呈现色彩。 它们的能效更高，使用寿命比钨灯长 5 倍。

荧光灯
荧光灯的尺寸各异，最常见的是荧光灯管和紧凑型荧光灯。 后者在家庭中通常用作低能灯来代替一般灯泡。

荧光灯的操作原理是，形成一个紫外线弧，该弧激发灯内的荧光涂层，从而发出荧光，这也是其名称的由来。 中断扼流圈（也称为镇流器）的电源可启动紫外线电极。 荧光灯比白炽灯的能效高得多，且有不同的色温。 家用紧湊型荧光灯不可调光，但可以作为场景或程序的一部分而关闭或打开。 不过，管状荧光灯可以使用高频可调光镇流器实现调光。 镇流器可充当持续电源，一般提供 1 到 10 伏的控制电压。 大多数智能照明控制器都具有一个接口卡，该卡提供控制信号，以通知镇流器要调节到的水平。 一般情况下，根据镇流器制造商的不同，荧光灯的光可调低至 5% 到 10%。 通过调光节省的电能是所用调光级别的 1.1 倍。

冷阴极氖灯
最常用于信号系统以及内嵌在建筑物的天花板内供照明。 这种灯通常需要定制，使用不同的气体和灯管涂层，以发出不同颜色的光。 它们使用的供电设备是 3 到 6 千伏的高压低电流变压器。 这些变压器可在主电源一侧通过一些控制器来实现调光。 最低调光级别一般是 10%，具体取决于灯和变压器的特征。 进行调光即实现了节能，虽然灯的使用寿命并未延长。

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照明系统中调光器的工作原理
照明控制系统的原理是进行调光或根据需要关闭或打开照明。 主电源由交流电组成，这种电流先沿着电缆向一个方向流动，然后转向另一个方向，速度是每秒 50 或 60 回路，用频率单位赫兹 (Hz) 计。 频率值为 50Hz 还是 60Hz 取决于所在国家的电源系统。

如果我们观察交流电的波形，会发现它的一侧呈拉伸的 S 形。 在波形图中间画一条线，这就是所谓的零交叉点。 调光的实现方式就是将固态开关或三端双向可控硅开关关闭，然后在通过零交叉点一段时间后再次打开。 这段时间越长，通过三端双向可控硅开关和流入照明灯的电能就越少，光线就越暗。 每次到达主电流的交叉点（半相）时，三端双向可控硅开关都将打开或关闭，速度为每秒 100 次。

某些控制器同时使用微处理器以及上面所述的由模拟电路处理的定时功能来控制开关。 更高级的系统称为数字调光器，它直接从微处理器来操作开关。 这种系统的优点是可靠性更高、操作过程更安静、成本更低且控制器件更小。

总结
智能照明控制系统能够改善我们的生活质量并扩大具体空间的用途。 它不仅节省成本，而且使用方便。

随着改进性能的研发工作的进行以及制造成本的降低，智能照明控制系统必将成为我们日常生活的重要部分。