【文章內(nèi)容簡介】 用各種光源照亮工作和生活場所或個別物體的措施。利用太陽和天空光的稱 “ 天然采光 ”； 利用人工光源的稱 “ 人工照明 ”。 照明的首要目的是創(chuàng)造良好的可見度和舒適愉快的環(huán)境。 可見，“照明”是一種措施，它包含“天然采光”和“人工照明”。 （摘自－－《辭?！罚? 照明以人為本，應為人的視覺生理需求和視覺心理感受 作 為照明的出發(fā)點， 這是 照明的宗旨。照明的目的是人們通過視感覺，認識世界、改造世界，進而為人類生存、生活、勞作 服務。 因此，無論是從事照明產(chǎn)品的研究和生產(chǎn)，還是照明工程的設(shè)計和安裝，都應有“以人為本”的思想理念。 在照明產(chǎn)品、照明設(shè)計以及照明工程實施過程中，注重照明的功效性、照明的安全性、照明的舒適性，以此達到人們視覺生理需求和良好的心理感受，營造出有利于人們生活、工作、活動的光環(huán)境。那些單純追求 “ 亮起來 ” ，忽視照明功效和藝術(shù)品位的現(xiàn)象 。盲目追求 “ 大氣 ” 、 “ 越亮越好 ” ，忽視節(jié)能與環(huán)境保護，浪費電能造成光污染的現(xiàn)象 。忽視或不重視照明功能和照明安全的現(xiàn)象 。忽視或不重視照明舒適和光生態(tài)環(huán)境保護，進而影響人們的身心健康的光污染 現(xiàn)象 。某些盲目追求“ 政績 ” 、 “ 面子 ” 、 “ 形象 ” 工程等等現(xiàn)象，應該堅決克服和糾正。讓我們的照明能提供人們更加健康和提升生活質(zhì)量的視覺光環(huán)境 [3]。 照明的方式選擇 燈具按其安裝部位或使用功能而構(gòu)成的基本形式稱為照明方式。它分為一般照明、分區(qū)一般照明、局部照明和混合照明四種。 7 一般照明 為照亮整個場地而均勻設(shè)置，使整個場地水平照度基本均勻的一種照明方式稱為一般照明。它不考慮特殊局部需要。下列情況宜采用單獨裝設(shè)一般照明。 ⑴ 受生產(chǎn)技術(shù)條件限制，不適宜裝設(shè)局部照明或采用混合照明不合理時。 ⑵ 工作 位置密度很大，而對光照方向無特殊要求的場所。 一般照明在工廠的車間、辦公室、體育館、教室等廣泛采用。 分區(qū)一般照明 根據(jù)需要為提高特定區(qū)域照度的一般照明稱為分區(qū)一般照明。它根據(jù)工作面布置的實際情況，將燈具集中或分區(qū)集中均勻布置在工作區(qū)上方，使室內(nèi)不同被照面上產(chǎn)生不同的照度，從而有效地節(jié)約電能。當某一區(qū)域需要高于一般照明照度時，可采用分區(qū)一般照明。此種照明常以工作對象為重點，按工作區(qū)布置燈具 [7]。 局部照明 為滿足某些部位 (僅限于工作面上某個局部 )的特殊需要而設(shè)置的照明稱為局部照明。其優(yōu)點是 : ⑴ 按視覺對象的照度需求，給每個必要的對象進行照明，易于單獨地控制。 ⑵ 通過給某一對象特別高的照度，有效地突出對象。 它只限于照亮一個有限的工作區(qū)，通常采用從最適宜的方向裝設(shè)臺燈、射燈或反射型燈，為了防止眼睛適應亮度的過度變化，應同時采用至少為局部照明照度 20%以上的一般照明 [7]。 混合照明 以上各種方法并用。 照明光源的選擇 ⑴ 白熾燈、鹵素燈 將燈絲通電加熱到白熾狀態(tài)，利用熱輻射發(fā)出可見光的電光源。 所有用電的照明燈具中，白熾燈的效率是最低的，它所消耗的電能只有很小的部分，即 12％－ 18％ 可轉(zhuǎn)化為光能，而其余部分都以熱能的形式散失了。至于照明時間，這種電燈的使用壽命通常不會超過 1000 小時。在這一點上， 鹵素 燈就比一般的白熾燈要長很多。鹵素燈的外形一般都是一個細小的石英玻璃管，和白熾燈相比，其特殊性就在于鎢絲可以 “ 自我再生 ” 。 8 實際上，在這種燈的燈絲和玻璃外殼中充有一些鹵族元素，如碘和溴。當燈絲發(fā)熱時，鎢原子被蒸發(fā)向玻璃管壁方向移動。在它們接近玻璃管時，鎢蒸氣被 “ 冷卻 ” 到大約800℃ 并和鹵素原子結(jié)合在一起，形成鹵化鎢（碘化鎢、溴化鎢）。鹵化鎢向玻璃管中央移動，又落到被腐蝕的燈絲上。因為鹵化 鎢 很不 穩(wěn)定，遇熱后就會分解成鹵素蒸氣和鎢，這樣鎢又在燈絲上沉積下來，彌補了被蒸發(fā)的部分。如此循環(huán)，燈絲的使用壽命就會延長很多。所以，鹵素燈的燈絲就可以做的相對較小，燈體也很小巧。鹵素燈一般用在需要光線集中照射的地方，比如用于寫字臺或居室局部的照明 [8]。 ⑵ 熒光燈 熒光燈即低壓汞燈，它是利用低氣壓的汞蒸氣在放電過程中輻射紫外線，從而使熒光粉發(fā)出可見光的原理發(fā)光，因此它屬于低氣壓弧光放電光源。熒光燈內(nèi)裝有兩個燈絲。燈絲上涂有電子發(fā)射材料三元碳酸鹽（碳酸鋇、碳酸鍶和碳酸鈣），俗稱電子粉。在交流電壓作用下，燈絲交替地 作為陰極和陽極。燈管內(nèi)壁涂有熒光粉。管內(nèi)充有 400Pa500Pa壓力的氬氣和少量的汞。通電后，液態(tài)汞蒸發(fā)成壓力為 Pa 的汞蒸氣。在電場作用下，汞原子不斷從原始狀態(tài)被激發(fā)成激發(fā)態(tài)，繼而自發(fā)躍遷到基態(tài)，并輻射出波長 和 185nm 的紫外線 (主峰值波長是 ， 約占全部輻射能的 7080％ ；次峰值波長是185nm，約占全部輻射能的 10％ )，以釋放多余的能量。熒光粉吸收紫外線的輻射能后發(fā)出可見光。熒光粉不同，發(fā)出的光線也不同，這就是熒光燈可做成白色和各種彩色的緣由。由于熒光燈所消耗的電能大 部分用于產(chǎn)生紫外線，因此，熒光燈的發(fā)光效率遠比白熾燈和鹵鎢燈高，是目前最節(jié)能的電光源 [8]。 ⑶ LED LED（ Light Emitting Diode）， 發(fā)光二極管 ，是一種固態(tài)的 半導體 器件，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。 LED 的心臟是一個半導體的 晶片 ，晶片的一端附在一個支架上，一端是負極，另一端連接電源的正極，使整個晶片被環(huán)氧樹脂封裝起來。半導體晶片由兩部分組成，一部分是 P 型半導體，在它里面空穴占主導地位，另一端是 N 型半導體，在這邊主要是電子。但這兩種半導體連接起來的時候，它們之間就形成一個 “ PN 結(jié) ” 。當電流通過導線作用于這個晶片的時候，電子就會被推向 P 區(qū)，在 P 區(qū)里電子跟空穴復合，然后就會以光子的形式發(fā)出能量，這就是 LED 發(fā)光的原理。而光的波長也就是光的顏色，是由形成 PN 結(jié)的材料決定的。普通照明用的白熾燈和 鹵鎢燈 雖價格便宜，但光效低（燈的熱效應白白耗電），壽命短，維護工作量大，但若用白光 LED 作照明，不僅光效高， 9 而且壽命長（連續(xù)工作時間 100000 小時以上），幾乎無需維護。目前，德國 Hella 公司利用白光 LED 開發(fā)了飛機閱讀燈；澳大利亞首都 堪培拉 的一條街道已用了白光 LED 作路燈 照明 ；我國的城市交通管理燈也正 用白光 LED 取代早期的交通秩序指示燈?？梢灶A見不久的將來，白光 LED 定會進入家庭取代現(xiàn)有的照明燈。 LED 光源具有使用低壓電源、耗能少、適用性強、穩(wěn)定性高、響應時間短、對環(huán)境無污染、多色發(fā)光等的優(yōu)點，雖然價格較現(xiàn)有照明器材昂貴，仍被認為是它將不可避免地現(xiàn)有照明器件 [8]。 ⑷ 其他燈具 沼氣燈是把沼氣的化學能轉(zhuǎn)變?yōu)楣饽艿囊环N燃燒裝置。它和沼氣灶具一樣，是廣大農(nóng)村沼氣用戶重要的沼氣用具。特別是在偏僻、邊遠無電力供應的地區(qū)，用沼氣進行照明，其優(yōu)越性尤為顯著。 鈉燈是 利用鈉蒸氣放電產(chǎn)生可見光的電光源 ， 鈉燈又分低壓鈉 燈和高壓鈉燈 [8,9]。 燈具的選用 燈具是附件和燈罩的總稱。燈罩的作用首先是提高光源所發(fā)出的光通量的利用率，用燈具效率幾表征。燈罩使光源光通量重新分布，并把它分配在需要的范圍內(nèi) 。其次是保護視覺，避免或減輕光源高亮度的刺激 。燈罩對光源也起著一定的保護作用 。燈具本身對房間而言，可以成為一件很好的裝飾品。燈具有很多種分類方式，其中一種較好的分類方法是根據(jù)安裝方式分類，可以分為 :暗裝燈具、吸頂燈具、懸吊燈具、壁燈具、合燈具等。 暗裝燈具 這種燈具暗裝在室內(nèi)頂棚上，適合于低矮頂棚的房間，可以得到光線的多樣性變化。由于正常視線看不到光源，因此眩光極小，適合于對眩光要求嚴格限制的場所。這種燈具光線的利用率不高、經(jīng)濟效果較差。 吸頂燈具 這種燈具安裝在室內(nèi)頂棚上，多數(shù)情況下用于一般照明，使整個房間感到明亮，適合于低矮空間并且要求空間亮度高的場所。 懸吊燈具 這種燈具是用管子、鏈子或軟線將燈具從頂擁上垂吊下來，燈具的結(jié)構(gòu)可以靈活多變，可在三維空間內(nèi)組合燈具。有些燈具可以將開關(guān)設(shè)在燈具上，使用和安裝都很方便。適用于局部照明或提高照度的分區(qū)一般照明。 壁燈具 這種燈具可根據(jù)需要安裝在墻壁的不同地 方，在墻面上可以得到美麗的光分布藝術(shù)效果。設(shè)計安裝時可以與室內(nèi)一般照明統(tǒng)一考慮。為了避免眩光，壁燈最好 10 采用小功率的光源。 臺燈具 臺燈可以隨時移動，可將光線的重點放在室內(nèi)的任意地方。在室內(nèi)一般照明形成的氣氛下，用臺燈可以創(chuàng)造一個局部安靜的明亮小區(qū)，滿足照度較高的視覺要求。 在選用燈具，除了考慮照明設(shè)計和燈具的效率外，還須考慮到配光問題，而且要研究燈具的安裝位置。照明設(shè)計是設(shè)計一個房間或區(qū)域根據(jù)其行為內(nèi)容而需要的光環(huán)境和確定所需的照明方式，而燈具的配光、安裝位置等是實現(xiàn)相應光環(huán)境的重要因素。不同的燈具配 光曲線不同，應根據(jù)光環(huán)境的要求選用不同的配光曲線。以居住功能為主考慮安裝位置，可以有效地利用光源，節(jié)約能耗，提高經(jīng)濟性。生活中如果進行實際活動的范圍是離開燈具的安裝位置，為了得到必要的亮度，就必然消耗過多的能源。在頂棚上安裝燈具時，一般其直射下面最亮，在其周圍照度逐漸降低，自然會創(chuàng)造出中心感。選用燈具時還應注意燈具外觀與室內(nèi)裝飾、家具協(xié)調(diào)，有助于提高整個房間的美感 [2,6]。 智能照明控制系統(tǒng) 智能照明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和組成 智能照明控制系統(tǒng)按網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)，大致有以下兩種型式，總線式和以星形結(jié)構(gòu)為主的混合式。前者靈活性較強，易于擴展，控制相對獨立，成本較低。后者可靠性較高，故障診斷和排除簡單，存取協(xié)議簡單，傳輸速度較高。 一般智能照明控制系統(tǒng)都為數(shù)字式照明系統(tǒng)，他又系統(tǒng)單元，輸入單元和輸出單元三部分組成。除了電源以外，每一個但愿設(shè)置有唯一的單元地址，地址由軟件設(shè)定。通過輸出單元來控制各個負載回路 [10]。 系統(tǒng)單元 提供工作電源，系統(tǒng)時鐘和系統(tǒng)節(jié)扣，各種接口和網(wǎng)絡(luò)橋。主系統(tǒng)指對各區(qū)域?qū)嵤┫嗤目刂坪托盘柌蓸拥木W(wǎng)絡(luò)。而子系統(tǒng)則是對各分區(qū)實施不同的具體控制的網(wǎng)絡(luò)。主、子系統(tǒng)之間互相連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù) 傳輸和主被動控制。 輸入單元 用于將外部控制信號變換成為網(wǎng)絡(luò)傳輸信號，實現(xiàn)可編程控制（如開關(guān)、調(diào)光、定時、軟啟動關(guān)斷等功能）輸入開關(guān)、紅外線接受開關(guān)以及多功能的控制面板（提供 LCD 頁面顯示和控制方式，更高級的可提供可觸摸顯示 LCD 頁面顯示控制，以圖像、蚊子、圖片等來作為軟按鍵，可進行多點控制、時許控制、存儲多種場景模式等），各種功能的傳感器（如紅外線傳感器、亮度傳感器等）通過對周圍環(huán)境的亮度的監(jiān) 11 測，調(diào)整光源的亮度，使周圍環(huán)境保持舒適的光照度，以達到有效利用光源，節(jié)省能源的目的。 輸出單元 智能照 明控制系統(tǒng)的輸出單元是用于接受來在網(wǎng)絡(luò)傳輸信號，控制相應回路的輸出以實現(xiàn)控制的部分。輸出單元有各種繼電器、模擬量輸出單元、照明燈具調(diào)光接口、紅外輸出模塊等。 系統(tǒng)一般采用集總控制和管理，分散執(zhí)行的方式。即配置中央監(jiān)控中心和智能照明控制面板，前者有控制計算機、主通信控制器設(shè)備，用于對整個系統(tǒng)進行控制和管理工作，通過網(wǎng)絡(luò)將控制命令與各職能控制面板的可編程控制器進行通信聯(lián)絡(luò)，同時接受來自智能控制面板內(nèi)可編程控制器的有關(guān)自動和手動狀態(tài)，并在一場情況下采取處理措施 [10,11]。 智能照 明體統(tǒng)的系統(tǒng)功能 智 能照明控制系統(tǒng)具有以下的功能： 智能系統(tǒng)設(shè)有中央監(jiān)控裝置，對整個系統(tǒng)實施中央監(jiān)控，以便隨時調(diào)節(jié)照明效果。 具有場景預設(shè)、亮度調(diào)節(jié)、定時、時許控制及軟啟動、軟關(guān)斷功能。隨著系統(tǒng)的進一步開發(fā)和完善，其功能將進一步得到增強 具有燈具啟動時間，累計記錄，和燈具使用壽命的統(tǒng)計功能 具有燈具異常啟動和自動保護的功能 在供電故障的情況下，具有自啟動應急照明燈組的功能 系統(tǒng)設(shè)有自動 /手動轉(zhuǎn)換開關(guān)，以便必要時對各燈組開、關(guān)進行手動操作 系統(tǒng)設(shè)置有與其他系統(tǒng)連接的接口，如建筑樓宇自控系統(tǒng)（ BA 系統(tǒng)） [2,6] DALI 智能照明系統(tǒng) DALI 系統(tǒng)的介紹 數(shù)字化可尋址調(diào)光接口（簡稱 DALI）， 1994年列入 IEC60929標準，得到國際主要芯片、燈具、鎮(zhèn)流器和夾具制造商的支持， 1999年 Philips公司對 DALI協(xié)議做了進一步的完善工作，并在漢諾威國際燈展上推出了基于 DALI 的系列產(chǎn)品 。 DALI定義標準時，旨在建立一個結(jié)構(gòu)清晰的簡單系統(tǒng)，用于室內(nèi)的智能、高性能照明管理，受控對象明確為鎮(zhèn)流器。 DALI是一個數(shù)據(jù)傳輸?shù)膮f(xié)議，它定義了電子 鎮(zhèn) 流器與設(shè)備控制器之間的通信方式，它不是一種新的總 線，但它支持開放式系統(tǒng)，設(shè)計應用 DALI最初目標是為了優(yōu)化一個智 12 能型的燈光控制系統(tǒng)，企圖制定一個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、操作容易、功能良好的燈光控制系統(tǒng)，可用于一個房間內(nèi)的燈光控制，還可以與大樓管理系統(tǒng)（ BMS）接口。典型的 DALI 協(xié)議數(shù)字調(diào)光鎮(zhèn)流器由兩部分組成：日光燈調(diào)光模塊和 DALI 通信控制模塊。日光燈調(diào)光模塊大多選用功率半導體國際整流公司生產(chǎn)的專用 IC，如 IR2156，IR21511， IR2159。通信模塊則選用 Microchip公司生產(chǎn)的 PIC16F628， PIC