【文章內(nèi)容簡介】 用各種光源照亮工作和生活場(chǎng)所或個(gè)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(yīng)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(diǎn)， 這是 照明的宗旨。照明的目的是人們通過視感覺，認(rèn)識(shí)世界、改造世界，進(jìn)而為人類生存、生活、勞作 服務(wù)。 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(jì)和安裝，都應(yīng)有“以人為本”的思想理念。 在照明產(chǎn)品、照明設(shè)計(jì)以及照明工程實(shí)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(dá)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(dòng)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(hù)，浪費(fèi)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(hù)，進(jìn)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(yīng)該堅(jiān)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(gè)場(chǎng)地而均勻設(shè)置，使整個(gè)場(chǎng)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(dú)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(shí)。 ⑵ 工作 位置密度很大，而對(duì)光照方向無特殊要求的場(chǎng)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(shí)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(dāng)某一區(qū)域需要高于一般照明照度時(shí)，可采用分區(qū)一般照明。此種照明常以工作對(duì)象為重點(diǎn)，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(gè)局部 )的特殊需要而設(shè)置的照明稱為局部照明。其優(yōu)點(diǎn)是 : ⑴ 按視覺對(duì)象的照度需求，給每個(gè)必要的對(duì)象進(jìn)行照明，易于單獨(dú)地控制。 ⑵ 通過給某一對(duì)象特別高的照度，有效地突出對(duì)象。 它只限于照亮一個(gè)有限的工作區(qū)，通常采用從最適宜的方向裝設(shè)臺(tái)燈、射燈或反射型燈，為了防止眼睛適應(yīng)亮度的過度變化，應(yīng)同時(shí)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?zé)? 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(shí)間，這種電燈的使用壽命通常不會(huì)超過 1000 小時(shí)。在這一點(diǎn)上， 鹵素 燈就比一般的白熾燈要長很多。鹵素?zé)舻耐庑我话愣际且粋€(gè)細(xì)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(shí)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(dāng)燈絲發(fā)熱時(shí)，鎢原子被蒸發(fā)向玻璃管壁方向移動(dòng)。在它們接近玻璃管時(shí)，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(dòng)，又落到被腐蝕的燈絲上。因?yàn)辂u化 鎢 很不 穩(wěn)定，遇熱后就會(huì)分解成鹵素蒸氣和鎢，這樣鎢又在燈絲上沉積下來，彌補(bǔ)了被蒸發(fā)的部分。如此循環(huán)，燈絲的使用壽命就會(huì)延長很多。所以，鹵素?zé)舻臒艚z就可以做的相對(duì)較小，燈體也很小巧。鹵素?zé)粢话阌迷谛枰饩€集中照射的地方，比如用于寫字臺(tái)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(gè)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(chǎng)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(yuǎn)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(dǎo)體 器件，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。 LED 的心臟是一個(gè)半導(dǎo)體的 晶片 ，晶片的一端附在一個(gè)支架上，一端是負(fù)極，另一端連接電源的正極，使整個(gè)晶片被環(huán)氧樹脂封裝起來。半導(dǎo)體晶片由兩部分組成，一部分是 P 型半導(dǎo)體，在它里面空穴占主導(dǎo)地位，另一端是 N 型半導(dǎo)體，在這邊主要是電子。但這兩種半導(dǎo)體連接起來的時(shí)候，它們之間就形成一個(gè) “ PN 結(jié) ” 。當(dāng)電流通過導(dǎo)線作用于這個(gè)晶片的時(shí)候，電子就會(huì)被推向 P 區(qū)，在 P 區(qū)里電子跟空穴復(fù)合，然后就會(huì)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(jià)格便宜，但光效低（燈的熱效應(yīng)白白耗電），壽命短，維護(hù)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(shí)間 100000 小時(shí)以上），幾乎無需維護(hù)。目前，德國 Hella 公司利用白光 LED 開發(fā)了飛機(jī)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(yù)見不久的將來，白光 LED 定會(huì)進(jìn)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(qiáng)、穩(wěn)定性高、響應(yīng)時(shí)間短、對(duì)環(huán)境無污染、多色發(fā)光等的優(yōu)點(diǎn)，雖然價(jià)格較現(xiàn)有照明器材昂貴，仍被認(rèn)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(xué)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(yuǎn)無電力供應(yīng)的地區(qū)，用沼氣進(jìn)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(hù)視覺，避免或減輕光源高亮度的刺激 。燈罩對(duì)光源也起著一定的保護(hù)作用 。燈具本身對(duì)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(duì)眩光要求嚴(yán)格限制的場(chǎng)所。這種燈具光線的利用率不高、經(jīng)濟(jì)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(gè)房間感到明亮，適合于低矮空間并且要求空間亮度高的場(chǎng)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(jì)安裝時(shí)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(tái)燈具 臺(tái)燈可以隨時(shí)移動(dòng)，可將光線的重點(diǎn)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(tái)燈可以創(chuàng)造一個(gè)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(jì)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(jì)是設(shè)計(jì)一個(gè)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(shí)現(xiàn)相應(yīng)光環(huán)境的重要因素。不同的燈具配 光曲線不同，應(yīng)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(jì)性。生活中如果進(jìn)行實(shí)際活動(dòng)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(shí)，一般其直射下面最亮，在其周圍照度逐漸降低，自然會(huì)創(chuàng)造出中心感。選用燈具時(shí)還應(yīng)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(gè)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?fù)浣Y(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(qiáng)，易于擴(kuò)展，控制相對(duì)獨(dú)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(gè)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(gè)負(fù)載回路 [10]。 系統(tǒng)單元 提供工作電源，系統(tǒng)時(shí)鐘和系統(tǒng)節(jié)扣，各種接口和網(wǎng)絡(luò)橋。主系統(tǒng)指對(duì)各區(qū)域?qū)嵤┫嗤目刂坪托盘?hào)采樣的網(wǎng)絡(luò)。而子系統(tǒng)則是對(duì)各分區(qū)實(shí)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(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù) 傳輸和主被動(dòng)控制。 輸入單元 用于將外部控制信號(hào)變換成為網(wǎng)絡(luò)傳輸信號(hào)，實(shí)現(xiàn)可編程控制（如開關(guān)、調(diào)光、定時(shí)、軟啟動(dòng)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(jí)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(jìn)行多點(diǎn)控制、時(shí)許控制、存儲(chǔ)多種場(chǎng)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(duì)周圍環(huán)境的亮度的監(jiān) 11 測(cè)，調(diào)整光源的亮度，使周圍環(huán)境保持舒適的光照度，以達(dá)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(hào)，控制相應(yīng)回路的輸出以實(shí)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(jì)算機(jī)、主通信控制器設(shè)備，用于對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)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(jìn)行通信聯(lián)絡(luò)，同時(shí)接受來自智能控制面板內(nèi)可編程控制器的有關(guān)自動(dòng)和手動(dòng)狀態(tài)，并在一場(chǎng)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(duì)整個(gè)系統(tǒng)實(shí)施中央監(jiān)控，以便隨時(shí)調(diào)節(jié)照明效果。 具有場(chǎng)景預(yù)設(shè)、亮度調(diào)節(jié)、定時(shí)、時(shí)許控制及軟啟動(dòng)、軟關(guān)斷功能。隨著系統(tǒng)的進(jìn)一步開發(fā)和完善，其功能將進(jìn)一步得到增強(qiáng) 具有燈具啟動(dòng)時(shí)間，累計(jì)記錄，和燈具使用壽命的統(tǒng)計(jì)功能 具有燈具異常啟動(dòng)和自動(dòng)保護(hù)的功能 在供電故障的情況下，具有自啟動(dòng)應(yīng)急照明燈組的功能 系統(tǒng)設(shè)有自動(dòng) /手動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)，以便必要時(shí)對(duì)各燈組開、關(guān)進(jìn)行手動(dòng)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(biāo)準(zhǔn)，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(duì) DALI協(xié)議做了進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)時(shí)，旨在建立一個(gè)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(duì)象明確為鎮(zhèn)流器。 DALI是一個(gè)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(jì)應(yīng)用 DALI最初目標(biāo)是為了優(yōu)化一個(gè)智 12 能型的燈光控制系統(tǒng)，企圖制定一個(gè)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(gè)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(dǎo)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