现代家庭智能照明系统Word文档格式.docx

现代家庭智能照明系统Word文档格式.docx

《现代家庭智能照明系统Word文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《现代家庭智能照明系统Word文档格式.docx（57页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

我国电力主要是来自燃煤，照明节电就意味着减少CO2,SO2,NO2等有害气体排放，可减少对大气环境的污染。

此外，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，提高了功率因子，降低了低压无功损耗。

④延长光源寿命

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。

智能调光器慢慢地把灯调亮到一个设定的水平。

刚打开灯时，这是相当重要的。

在这一点上，白炽灯由于冷扮的热冲击易于失败。

通过把灯慢慢地调亮到设定的水平，也被称为“软启动”，避免了冲击电流对光源的损害，可以相当多的延长灯泡的寿命。

降低灯泡的亮度也可以延长灯泡的寿命。

减低10%的亮度，灯泡可以延长一倍的寿命，而减少50%,可以延长到20倍。

还可以实现“软关断”，灯光慢慢地熄火。

当切换场景时，灯光的变化是渐变的，使人们不会有突然变化的感觉，充分考虑到人眼对灯光的亮暗适应性。

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，可以降低照明系统的运行费用，管理维护也变得简单。

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。

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，照明预置场景的信息存储在内存中，这些信息的设置和更换十分方便，使建筑物的照明管理和设备维护变得更加简单。

例如办公楼可以根据工作的前后、休息、打扫等不同时间段，执行时间照明控制程序，对办公室、过道、走廊的灯光进行统一的管理，即节约能源，又便于管理。

例如在起居室中，可根据时间设定晚上11点后，场景照明自动切换到睡前场景照明。

睡觉前还可以从集中显示器中查看各房间的灯是否关闭。

1.2智能照明系统研究的内容及意义

从住宅照度标准、照明方式的选择、光源的选择、灯具的选用等几个方面，分析怎样体现舒适、节能的住宅照明设计思想。

在以上分析的基础上，提出住宅内各房间的典型照明设计方法。

特别提出在进行任何的照明环境的设计时，首先分析各功能房间内进行的各种活动，依据其特点，确定每种活动所需的视觉信息，并且决定它们的重要性。

探讨智能照明控制器常用的控制方式，并分别分析了它们的控制原理，优、缺点、使用的场合，以及在使用中应注意的事项;

然后针对现今智能照明系统的优点和不足。

提出住宅智能照明控制系统的系统功能设计目标，根据这个目标，对硬件进行合理的选择和设计，既能实现本系统的功能，有一定的资源余量以备系统功能扩展使用，又尽量节约硬件成本。

研究系统的软件设计、软件的优化设计、系统的抗干扰设计、系统功能扩展等四部分。

分析计算室内照度的几种方法及其适用范围，并且指出任何一种计算方法都有一定的误差，有一定的局限性。

采用照明计算软件包对进深5.3m,横宽4.5m的房间自动布置灯具以及计算照度。

在实际起居室中进行了灯光布置，对计算值与测量值进行了比较，并分析了它们之间产生差异的原因。

提出采用5点法计算起居室主要活动区域的平均照度，由此确定调光器的最佳设置方式，使系统实现智能调光。

本课题是研制住宅智能照明控制系统。

住宅智能照明控制系统的研究不仅可为目前国际上前沿研究课题----智能照明控制系统研究积累有益的经验，而且还提高了住宅照明光环境质量和住宅价值，以及为节约能源和保护环境提供了可靠途径，这也是实现人居环境可持续发展的关键技术之一，并且具有极为广阔的应用前景。

具体研究意义如下:

①提高住宅照明光环境质量。

在住宅的照明光环境设计中除充分考虑到视觉作业、合适的照度、亮度分布、视觉舒适性、眩光控制、显色性、照明装置的外观以及使用者或参观者的主观感觉等8个因素外，还考虑到人体因受到季节光照减少而产生“季节性情感紊乱（SAD）”因素和根据含不同光谱成分光源对褪黑素分泌的抑制能力强弱不同，视具体的情况采用不同的光源.

②体现以人为本的照明控制思想，根据人们的行为模式和住宅的光环境决定照明的控制规律，创造一个个性化、艺术化、舒适、高雅的家庭光环境。

好的照明光环境使人心情愉快，工作效率提高;

而好的照明控制系统不仅能实现好的照明光环境，而且节能、维护管理方便，真正实现绿色照明。

③构成智能住宅系统的一部分。

智能照明控制系统可以独立运行，实现对光环境的合理控制;

同时，其具有通信功能以及可扩展性，可把住宅智能照明系统作为智能住宅的子系统，并与家居自动控制系统、电视、多媒体系统、探测、警报系统共同构成家庭智能化网络系统。

1.3智能照明系统的应用前景及发展方向

1、智能照明的应用前景:

①家居领域—提供舒适的生活空间

传统的一开一关的控制方式，制约了现代人快节奏的生活方式。

随着科技的发展和人民生活水平的提高，人们对家庭的照明系统提出了新的要求，除了要控制照明光源的发光时间、亮度，还要与家居子系统配合，对不同的应用场合营造相应的灯光场景，更要考虑管理智能化和操作简单化以及灵活性来适应未来照明布局和控制方式变更等要求。

一个优秀的智能照明系统可以提升家庭环境的品质，确保家庭生活的舒适和健康。

所以，网络开关代替传统开关，智能照明系统代替传统照明系统，是家居智能化过程中的必然一步。

在家居生活中，智能化照明设备通过预设及储存不同的灯光场景，来调节房间内的灯光变化，迎合房间主人不同的需要。

例如在客人探访、聚会时，可能需要较明亮的灯光，而在欣赏古典音乐或轻音乐时，则用柔和的灯光；

而要把客厅变为家庭影院观看精彩影片时，灯光更需要调得暗淡，这一切，都可以安坐在沙发上从容操作，省却以往费事费力逐一开灯关灯的麻烦。

一键在手，梦幻灯光随心创造。

照明控制的智能化，使室内所有灯可以按照预先设置的方式工作，这些预设的状态会按设定的程序循环地工作。

打个比方，当我们预设灯光在7点钟打开（或者说按照到家的时间设置），在7点以后你到家时，灯光系统就会自动进入你设置好的工作状态，而且会根据不同的方式缓慢地调节屋内的灯光。

我们还可以通过编程，随意改变各区域的光照度，以适应各种屋内主题和主人心情的需要。

重要的是，智能化照明系统还可以很好地利用自然光照明，根据天气的不同而变化，调整照度到最合适的水平。

智能照明系统使人们生活在最舒适的状态，而与室内面积无关。

随着智能照明系统在市场中的推广，其越来越显示出优势，在这样的系统带来各种各样的功能的同时，还给主人更舒适的生活空间。

②办公领域——在节能中提高效率

大气而美观的办公环境，明亮而舒适的灯光；

走进会议室，聪明的灯光自动打开，通过预先编程的照明系统自动控制灯光的照度和数量，将室内的灯光调整到最合适的开会状态；

会议结束离开房间，灯光自动关闭；

当窗外的自然光线在变化，室内的灯光也随之自动调整，自动自觉节约电能......如此先进的办公照明环境，如今已经开始在各大型的办公楼里呈现。

办公场所代表了一个公司的形象。

而智能化、便捷的工作环境能让办公室的员工更加舒适。

在快节奏的今天，办公人员每日忙于处理繁忙的事务，简便、灵活、舒适的办公环境，能让他们心情愉悦，工作效率有效地提高。

智能化的办公室照明为办公室带来了便捷、人性化的设计，比如，在会议室采用的智能自动调光系统有多种预先场景设置，简单的一个按钮就可以切换出不同的照明模式，为办公人员提供所需的最佳舒适度的灯光，使员工处于最佳的工作状态。

同时，良好的节能意识也能在智能化办公照明完美体现。

智能化系统的自动感应控制装置可以有效的利用自然光，使照明环境保持恒照度，更可以自动关闭没有人员的区域的照明设备，将不必要的能耗降到最低，最高可以达到75%的节能效果。

总之，舒适先进的灯光犹如美妙的音乐，于潜移默化之中影响人们的工作状态。

随着日常商务事务的日渐繁忙，人们在办公室呆的时间也越来越长，对工作环境的关注也愈加重视，高品质的智能化办公照明进驻办公室，将提升人们的工作效率。

③公共设施领域——绿色安全环保

智能化照明在公共设施中的应用也是非常重要的。

随着科技的发展，可以在一些路桥隧道内，用智能路灯代替传统路灯，这种“精明”的路灯不仅可以全天候亮灯，而且还能随着太阳光线的强弱而自动调节桥下灯光的强弱，既人性化又节能。

目前，很多桥洞最普遍的问题就是桥下光线太暗，极易发生事故。

随着智能化照明开始在桥下试用，这种状况也慢慢得到了改变。

例如应用了目前国际上普遍推广的LED智能无级控制灯系统，可使隧道灯的发光强度早晨随着太阳的升起而渐渐增强，午后又会随着太阳的偏西而渐渐减弱，直至关闭白天的照明。

2、智能照明的发展方向：

①品牌集成将是智能照明的发展趋势

品牌集成将是智能照明的发展趋势。

将不同品牌的产品集中到一个平台上的最大好处，就是可以将各品牌的最好产品集中到一个项目中来，从而完善家居的智能化。

事实上，市场上照明产品种类繁多，如果要求所有的设备都是同一厂家的产品，或一个系统只能用同一个厂家的所有产品配套，也是不现实的。

而且，客户在性能和价格上也缺乏自主权--要么全盘接受，要么只能全部放弃。

统一的控制平台则能很好地兼顾各方利益，客户可以选择任意产品，只要它在性能上也符合要求，这样，客户在预算上也会有很大的主动性。

②走向以人为本的科学化照明

智能化照明将从纯粹的智能功能的发展转向更注重人的行为的智能照明。

以人的行为、视觉功效、视觉生理心理研究为基础，开发更具有科学含量的，以人为本的高效、舒适、健康的智能化照明。

③满足个性化、层次化的照明

智能技术与照明的结合使照明更进一步地满足不同个体、不同层次群体的照明需求，是使照明从满足一般人的需求到满足个体、个性需求的必不可少的技术手段。

这也应该是智能照明的发展方向。

④智能技术与新光源及新照明技术的结合，创造崭新的照明文化

智能技术和电子镇流器等新照明光源和照明技术的结合，将构筑崭新的照明技术平台，其应用领域从智能家居照明到智能化的城市照明，有无限广阔的前景，并且正在创造一种崭新的高技术和高科学思想含量的照明文化。

2照明设计的原则和方法

进行室内照明设计时，应在考虑使用功能的同时，利用不同的人工照明方式、光照亮度的变化、光影的分布来美化环境，烘托气氛，增强空间感觉。

照明作为一种装饰手段，在具有艺术性的同时，也应注重实用性。

居室中的各个不同功能的房间，对照明的要求会有所不同。

设计师首先要考虑照明设计是否能满足居室的功能要求，切不可为追求所谓的艺术效果，而忽略了实用功能，也不可只为追求灯具的高档豪华的外观，而忽视其光学性能和照明质量。

因为只有恰当、合理的照度，才能满足人们视觉和生理的要求。

所以，在室内设计中，掌握一定的照明设计方法原则是十分必要的。

2.1照明目的

照明的目的就是给周围的各种对象以适宜的光分布，通过视觉，达到以下两个方面的要求:

①易正确识别人们所预知的对象;

②易确切了解人们所处的周围的状况。

周围对象可分为:

①视觉工作对象:

直接与正在进行的工作目的有关的对象;

②环境:

不太有意识地注意的对象。

视觉工作对象不只限于一种，有最主要的和次要的视觉工作。

在对照明进行设计时，首先分析各功能房间内进行的各种活动，依据其特点，确定每种活动所需的视觉信息，并且决定它们的重要性。

一般将照明的目的大致地分为:

以功能为主的明视照明和以舒适感为主的气氛照明。

作为照明目的，明视性虽然重要，而舒适感、高兴、心情舒畅也是非常重要的。

前者与视觉工作对象的关系密切，而后者与环境的关系大。

例如办公室、工厂主要以明视照明为主，而家庭中的卧室、起居室主要以气氛照明为主。

2.2住宅照度标准

不同的视觉作业需要的照度不同，为了满足各种视觉需求，各个国家均制定或推荐本国的照度标准值，因此各个国家所提出的照度标准值也有许多差别。

国内外住宅照度标准值比较见表2-1。

从表中可以看出中国的住宅照度标准值偏低。

建设部公布的住宅十大标准中提出应将照明水平在现有国内标准基础上提高1-2个等级。

表2-1国内外住宅照度标准值（lx）比较

类别

国内标准

（1991年）

国际照明协会

（1983年）

英国

（1984年）

日本

（1977年）

起居室

卧室

一般作业

20～30～50

50

30～50～75

书写、阅读

150～200～300

200～300

150，300

300～500～750

床头阅读

75～100～150

150～200

150

精细作业

200～300～500

300～500

300

750～1000～1500～2000

餐

厅

餐桌面

100～200

厨房

一般照明：

50～75～100

烹调台、餐桌

卫生间

10～15～20

100

浴室

一般照明

洗脸、化妆

楼梯、通道

5～10～15

2.3照明方式的选择

选择照度是照明设计的重要问题。

照度太低，会损害工作人员的视力，影响产品质量和生产效率。

不合理的高照度则会浪费电力。

选择照度必须与所进行的视觉工作相适应。

2.3.1照明方式的分类

灯具按其安装部位或使用功能而构成的基本形式称为照明方式。

它分为一般照明、分区一般照明、局部照明和混合照明四种。

1、一般照明

为照亮整个场地而均匀设置，使整个场地水平照度基本均匀的一种照明方式称为一般照明。

它不考虑特殊局部需要。

下列情况宜采用单独装设一般照明。

①受生产技术条件限制，不适宜装设局部照明或采用混合照明不合理时。

②工作位置密度很大，而对光照方向无特殊要求的场所。

一般照明在工厂的车间、办公室、体育馆、教室等广泛采用。

2、分区一般照明

根据需要为提高特定区域照度的一般照明称为分区一般照明。

它根据工作面布置的实际情况，将灯具集中或分区集中均匀布置在工作区上方，使室内不同被照面上产生不同的照度，从而有效地节约电能。

当某一区域需要高于一般照明照度时，可采用分区一般照明。

此种照明常以工作对象为重点，按工作区布置灯具。

3、局部照明

为满足某些部位（仅限于工作面上某个局部）的特殊需要而设置的照明称为局部照明。

其优点是:

①按视觉对象的照度需求，给每个必要的对象进行照明，易于单独地控制。

②通过给某一对象特别高的照度，有效地突出对象。

它只限于照亮一个有限的工作区，通常采用从最适宜的方向装设台灯、射灯或反射型灯，为了防止眼睛适应亮度的过度变化，应同时采用至少为局部照明照度20%以上的一般照明.

4、混合照明

以上各种方法并用。

2.3.2照明方式的确定

要在满足照明舒适性的前提下节约能源，住宅中必须根据照明的功能目的采取合理的照明方式，一般照明结合局部照明便可获得良好的照明光环境。

例如卧室，卧室主要是休息场所，当进行一般的活动（整理床铺、折迭衣服、交谈）时，可只打开一般照明，照度为50lx左右。

但当坐在梳妆台前化妆时，如只打开卧室中央的吸顶灯，灯光可能从背后或侧面射来，脸上不能获得应有的照度，显得脸色晦暗。

如果在梳妆台上方设置局部照度（3001x），并控制眩光的角度，不让光线直射入眼，就可以达到很好的效果，不用时可以关闭，灵活、方便。

一般人睡觉前会有床上阅读的习惯，可在床两侧的床头柜上设置台灯，或在床的上方设置壁灯，并可单独控制。

在满足标准照度的条件下，为节约电力，应恰当地选用一般照明、局部照明和混合照明三种方式，当一种光源不能满足显色性要求时，可采用两种以上光源混合照明的方式，这样既提高了光效，又改善了显色性。

另外，充分利用自然光，正确选择自然采光，也能改善工作环境，使人感到舒适，有利于健康。

充分利用室内受光面的反射性，也能有效地提高光的利用率，如白色墙面的反射系数可达70－80％，同样能起到节电的作用。

总之，在需要高照度的场所，尽量采用局部照明。

尤其住宅中是以气氛照明为主，如果都以高照度的标准设置室内的平均照度，不仅浪费有限的资源，而且达不到应有的照明要求。

2.4光源的选择

从装饰和观感的意义来说，光源的选择十分重要。

选择光源时通常可以从以下几个角度考虑。

①从光源的发光效率角度

光源发出的光通量是以流名（lm）来度量的，而每瓦电能所能发出的光通量就是光源的发光效率，简称光效。

因为普通白炽灯、普通荧光灯的光效大大低于高效节能电光源（节能白炽灯、紧凑型荧光灯、高效直管荧光灯），为节约能源，应尽量采用节能电光源。

②从光源的色温角度

光源的色温:

与所研究的光源色品度相同或最接近完全辐射体的温度，用绝对温度K表示，是将一标准黑体加热，温度升高至某一程度时颜色开始由红→浅红→橙黄→白→蓝白→蓝，逐渐改变，利用光色的这种变化特性，某光源的光色与黑体在某一温度下呈现的光色相同时，将黑体的绝对温度称为该光源的色温光源。

研究表明，高色温的灯光令人紧张和活跃;

低色温的灯光则使人放松和舒缓。

因此一般工作照明宜采用高色温光源，而睡觉前的照明宜采用低色温光源。

在照明中，不同的光源具有不同的色温，它们引起不同的外观效果。

在照明设计中，应考虑季节变化，夏季宜采用高色温光源，冬季宜采用低色温光源。

2.5灯具的选择

在选用灯具，除了考虑照明设计和灯具效率外，还须考虑配光，而且要研究灯具的安装位置。

在此有必要先介绍灯具。

灯具：

附件和灯罩的总称。

灯罩的作用首先是提高光源所发出的光通量的利用率，用灯具效率η表征。

灯罩使光源光通量重新分布，并把它分配在需要的范围内;

其次是保护视觉，避免或减轻光源高亮度的刺激;

灯罩对光源也起着一定的保护作用;

灯具本身对房间而言，可以成为一件很好的装饰品。

灯具有很多种分类方式，其中一种较好的分类方法是根据安装方式分类，按照这种方法，灯具主要分为以下五种：

①暗装灯具。

这种灯具暗装在室内顶棚上，适合于低矮顶棚的房间，可以得到光线的多样性变化。

由于正常视线看不到光源，因此眩光极小，适合于对眩光要求严格限制的场所。

这种灯具光线的利用率不高、经济效果较差。

②吸顶灯具。

这种灯具安装在室内顶棚上，多数情况下用于一般照明，使整个房间感到明亮，适合于低矮空间并且要求空间亮度高的场所。

③悬吊灯具。

这种灯具是用管子、链子或软线将灯具从顶棚上垂吊下来，灯具的结构可以灵活多变，可在二维空间内组合灯具。

有些灯具可以将开关设在灯具上，使用和安装都很方便。

适用于局部照明或提高照度的分区一般照明。

④壁灯具。

这种灯具可根据需要安装在墙壁的不同地方，在墙面上可以得到美丽的光分布艺术效果。

设计安装时可以与室内一般照明统一考虑。

为了避免眩光，壁灯最好采用小功率的光源。

⑤台灯具。

台灯可以随时移动，可将光线的重点放在室内的任意地方。

在室内一般照明形成的气氛下，用台灯可以创造一个局部安静的明亮小区，满足照度较高的视觉要求。

照明设计是设计一个房间或区域根据其行为内容而需要的光环境和确定所需的照明方式，而灯具的配光、安装位置是实现相应光环境的要素。

不同的灯具配光曲线不同，应根据光环境的要求选用不同的配光曲线。

以居住功能为主考虑安装位置，可以有效地利用光源，节约能耗，提高经济性。

生活中如果进行实际活动的范围是离开灯具的安装位置，为了得到必要的亮度，就必然消耗过多的能源。

在顶棚上安装灯具时，一般其直射下面最亮，在其周围照度逐渐降低，自然会创造出中心感。

选用灯具时还应注意灯具外观与室内装饰、家具协调，有助于提高整个房间的美感。

2.6各个房间照明设计方法

在住宅里对房间的全部面积一般不是均等使用的，除了极窄的房间以外，如果在房间内用均匀的照度进行照明，往往显得呆板，容易失掉住宅房间的安静的居住功能。

因此要创造照明的重点，突出中心感，而且照明的中心感应与室内装饰的重点一致，这样才不致失掉房间的统一性，破坏居住功能。

不仅如此，用均匀的照度进行照明，可能不仅达不到要求的视觉环境，而且浪费能源。

例如卧室，有时也会在睡觉前躺在床上看书（这时的书多带有休闲、娱乐的性质），这时书面上所需的照度较高（注意书面的反射不能很高，有些彩色画面的反射一般较高），但是，卧室的照度设计不能以这个作为平均照度设计。

卧室主要是休息场所，营造一个温馨、宁静、朦胧的气氛是最重要的。

当进行任何的照明环境的设计时，首先分析各功能房间内进行的各种活动，依据其特点，确定每种活动所需的视觉信息，并且决定它们的重要性。

每种活动可以根据其发生的频率，它的相对重要性，活动的区域，参与活动的人员，以及是否在同一区域和其它活动同时发生等进行分级。

在大多数的空间里，需要进行很多的活动，而每一种活动都有一个最佳的照明配置。

因此，一个合适的照明系统要么高度复杂，拥有很多局部效应，要么很灵活，在开关和调光器的结合控制下产生很多