徐 華（清華大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院）

照明控制技術(shù)是隨著建筑和照明技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展的，在實(shí)施綠色照明工程的過(guò)程中，照明控制是一項(xiàng)很重要的內(nèi)容，照明不僅僅是滿足人們視覺(jué)上明亮的要求，還要滿足藝術(shù)性要求，要?jiǎng)?chuàng)造出豐富多彩的意境，給人們以視覺(jué)享受，要求照明控制做到安全、可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)。

一、照明控制的作用

照明控制有如下作用：①節(jié)能效果顯著 ②延長(zhǎng)光源壽命 ③改善工作環(huán)境，提高照明質(zhì)量 ④實(shí)現(xiàn)多種照明效果

二、照明控制原則

照明控制原則是安全、可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)。安全基本要求；靈活建筑空間布局經(jīng)常變化，照明控制要適應(yīng)和滿足這種變化；經(jīng)濟(jì)性能價(jià)格比好，要考慮投資效益 ；可靠越簡(jiǎn)單，越可靠。

三、照明控制方式

1. 蹺板開(kāi)關(guān)控制

蹺板開(kāi)關(guān)設(shè)置于門(mén)口，對(duì)于面積較大的房間燈具較多時(shí)，采用雙聯(lián)、三聯(lián)、四聯(lián)開(kāi)關(guān)或多個(gè)開(kāi)關(guān)，其原理接線圖見(jiàn)圖1-1。

對(duì)于樓道和樓梯照明，多采用雙控方式（有的長(zhǎng)樓道采用三地控制），在樓道和樓梯入口安裝雙控蹺板開(kāi)關(guān)，其特點(diǎn)是在任意入口處都可以開(kāi)閉照明裝置。其原理接線圖見(jiàn)圖1-2。

2. 定時(shí)開(kāi)關(guān)或聲光控開(kāi)關(guān)控制住宅樓、公寓樓樓梯間多采用定時(shí)開(kāi)關(guān)或聲光控開(kāi)關(guān)控制，其原理接線圖見(jiàn)圖1-3。

消防電源Ｌｅ由消防值班室控制或與消防泵聯(lián)動(dòng)。對(duì)于住宅、公寓樓梯照明開(kāi)關(guān)采用紅外移動(dòng)探測(cè)加光控較為理想。

采用智能定時(shí)器，在沒(méi)有采光或者不能利用采光時(shí)。按照工作時(shí)間及非工作時(shí)間不同的時(shí)間段切換不同的燈光組合，在滿足需要的前提下，投入最少的燈。見(jiàn)圖1-4。

3．場(chǎng)景控制

在一定場(chǎng)所或整個(gè)樓宇，用戶預(yù)設(shè)多種場(chǎng)景，按動(dòng)一個(gè)按鍵，即可調(diào)用要的場(chǎng)景。圖1-5至1-8為場(chǎng)景變換狀態(tài)。

4．動(dòng)靜探測(cè)控制

在一定場(chǎng)所或整個(gè)樓宇，根據(jù)人員走動(dòng)情況進(jìn)行開(kāi)關(guān)燈的一種方式。見(jiàn)圖1-9。

5．恒照度控制

根據(jù)探頭探測(cè)到的照度來(lái)控制照明場(chǎng)所內(nèi)相關(guān)燈具的開(kāi)啟或關(guān)閉，保持場(chǎng)所的照度恒定。見(jiàn)圖1-10。

四、照明控制要求

照明控制方案應(yīng)根據(jù)建筑物性質(zhì)、規(guī)模、照明環(huán)境要求而定。

1．建筑物功能照明的控制

①體育場(chǎng)館比賽場(chǎng)地應(yīng)按比賽要求分級(jí)控制，大型場(chǎng)館宜做到單燈控制。

②候機(jī)廳、候車廳、港口等大空間場(chǎng)所應(yīng)采用集中控制，并按天然采光狀況及具體需要采取調(diào)光或降低照度的控制措施。
③影劇院、多功能廳、報(bào)告廳、會(huì)議室及展示廳等宜采用調(diào)光控制。

④博物館、美術(shù)館等功能性要求較高的場(chǎng)所應(yīng)采用智能照明集中控制，使照明與環(huán)境要求相協(xié)調(diào)。

⑤賓館、酒店的每間（套）客房應(yīng)設(shè)置節(jié)能控制型總開(kāi)關(guān)。

⑥大開(kāi)間辦公室、圖書(shū)館、廠房等宜采用智能照明控制系統(tǒng)，在有自然采光區(qū)域宜采用恒照度控制，靠近外窗的燈具隨著自然光線的變化，自動(dòng)點(diǎn)燃或關(guān)閉該區(qū)域內(nèi)的燈具，保證室內(nèi)照明的均勻和穩(wěn)定。

⑦高級(jí)公寓、別墅宜采用智能照明控制系統(tǒng)。

2．走廊、門(mén)廳等公共場(chǎng)所的照明控制

①公共建筑如學(xué)校、辦公樓、賓館、商場(chǎng)、體育場(chǎng)館、影劇院、候機(jī)廳、候車廳和工業(yè)建筑的走廊、樓梯間、門(mén)廳等公共場(chǎng)所的照明，宜采用集中控制，并按建筑使用條件和天然采光狀況采取分區(qū)、分組控制措施。

②住宅建筑等的樓梯間、走道的照明，宜采用節(jié)能自熄開(kāi)關(guān)，節(jié)能自熄開(kāi)關(guān)宜采用紅外移動(dòng)探測(cè)加光控開(kāi)關(guān)，應(yīng)急照明應(yīng)有應(yīng)急時(shí)強(qiáng)制點(diǎn)亮的措施。

③旅館的門(mén)廳、電梯大堂和客房層走廊等場(chǎng)所，采用夜間定時(shí)降低照度的自動(dòng)調(diào)光裝置。

④醫(yī)院病房走道夜間應(yīng)采取能關(guān)掉部分燈具或降低照度的控制措施。

3．道路照明和景觀照明的控制

①道路照明應(yīng)根據(jù)所在地區(qū)的地理位置和季節(jié)變化合理確定開(kāi)關(guān)燈時(shí)間, 并應(yīng)根據(jù)天空亮度變化進(jìn)行必要修正。宜采用光控和時(shí)控相結(jié)合的智能控制方式。

②道路照明采用集中遙控系統(tǒng)時(shí)，遠(yuǎn)動(dòng)終端宜具有在通訊中斷的情況下自動(dòng)開(kāi)關(guān)路燈的控制功能，采用光控、時(shí)控、程控等智能控制方式，并具備手動(dòng)控制功能。同一照明系統(tǒng)內(nèi)的照明設(shè)施應(yīng)分區(qū)或分組集中控制。

③道路照明采用雙光源時(shí)，在半夜應(yīng)能關(guān)閉一個(gè)光源；采用單光源時(shí)，宜采用恒功率及功率轉(zhuǎn)換控制，在半夜能轉(zhuǎn)換至低功率運(yùn)行。

④景觀照明應(yīng)具備平日、一般節(jié)日、重大節(jié)日開(kāi)燈控制模式。

4．根據(jù)照明部位的燈光布置形式和環(huán)境條件選擇合適的照明控制方式

1）房間或場(chǎng)所裝設(shè)有兩列或多列燈具時(shí)，宜按下列方式分組控制：

①所控?zé)袅信c側(cè)窗平行；

②生產(chǎn)場(chǎng)所按車間、工段或工序分組；

③電化教室、會(huì)議廳、多功能廳、報(bào)告廳等場(chǎng)所，按靠近或遠(yuǎn)離講臺(tái)分組。

2）有條件的場(chǎng)所，宜采用下列控制方式：

①天然采光良好的場(chǎng)所，按該場(chǎng)所照度自動(dòng)開(kāi)關(guān)燈或調(diào)光；

②個(gè)人使用的辦公室，采用人體感應(yīng)或動(dòng)靜感應(yīng)等方式自動(dòng)開(kāi)關(guān)燈。

3）對(duì)于小開(kāi)間房間，可采用面板開(kāi)關(guān)控制，每個(gè)照明開(kāi)關(guān)所控光源數(shù)不宜太多，每個(gè)房間燈的開(kāi)關(guān)數(shù)不宜少于2個(gè)（只設(shè)置 1 只光源的除外）。

五、照明控制技術(shù)發(fā)展

隨著照明技術(shù)的發(fā)展，建筑空間布局經(jīng)常變化，照明控制要適應(yīng)和滿足這種變化，如果用傳統(tǒng)控制方式，勢(shì)必到處放置蹺板開(kāi)關(guān)，既不美觀，也不方便。對(duì)于較高級(jí)的樓宇，一般設(shè)有建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（BA 系統(tǒng)）,利用 BA 系統(tǒng)控制照明已為大家所接受，基本上是DDC控制，由于 BA系統(tǒng)不是專為照明而做，有局限性，一是很難做到調(diào)光控制，二是沒(méi)有專用控制面板，完全在計(jì)算機(jī)上控制，靈活性較差，對(duì)于值班人員素質(zhì)要求也較高。目前不少公司生產(chǎn)的專用智能照明控制系統(tǒng)基于總線控制技術(shù)，系統(tǒng)功能強(qiáng)大，一般有場(chǎng)景控制、定時(shí)控制、紅外線控制、就地控制、集中控制、群組組合控制、遠(yuǎn)程控制、圖示化監(jiān)控等。其主要功能有：

1）場(chǎng)景控制功能: 用戶預(yù)設(shè)多種場(chǎng)景，按動(dòng)一個(gè)按鍵，即可調(diào)用需要的場(chǎng)景。多功能廳、會(huì)議室、體育場(chǎng)館、博物館、美術(shù)館、高級(jí)住宅等場(chǎng)所多采用此種方式。

2) 恒照度控制功能: 根據(jù)探頭探測(cè)到的照度來(lái)控制照明場(chǎng)所內(nèi)相關(guān)燈具的開(kāi)啟或關(guān)閉。寫(xiě)字樓、圖書(shū)館等場(chǎng)所，要求恒照度時(shí)，靠近外窗的燈具宜根據(jù)天然光的影響進(jìn)行開(kāi)啟或關(guān)閉。

3) 定時(shí)控制功能: 根據(jù)預(yù)先定義的時(shí)間，觸發(fā)相應(yīng)的場(chǎng)景，使其打開(kāi)或關(guān)閉。一般情況下，系統(tǒng)可根據(jù)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)緯度，自動(dòng)推算出當(dāng)天的日出日落時(shí)間，根據(jù)這個(gè)時(shí)間來(lái)控制照明場(chǎng)景的開(kāi)關(guān)。特別適用于夜景照明、道路照明。

4）就地手動(dòng)控制功能：正常情況下，控制過(guò)程按程序自動(dòng)控制，在系統(tǒng)不工作時(shí)，可使用控制面板來(lái)強(qiáng)制調(diào)用需要的照明場(chǎng)景模式。

5）群組組合控制：一個(gè)按鈕，可定義為打開(kāi)/關(guān)閉多個(gè)箱柜（跨區(qū)）中的照明回路，可一鍵控制整個(gè)建筑照明的開(kāi)關(guān)。

6)應(yīng)急處理功能：在接收到安保系統(tǒng)、消防系統(tǒng)的警報(bào)后，能自動(dòng)將指定區(qū)域照明全部打開(kāi)。

7)遠(yuǎn)程控制：通過(guò)英特網(wǎng)（Internet）對(duì)照明控制系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，能實(shí)現(xiàn)：

①對(duì)系統(tǒng)中各個(gè)照明控制箱的照明參數(shù)進(jìn)行設(shè)定、修改；②對(duì)系統(tǒng)的場(chǎng)景照明狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視；③對(duì)系統(tǒng)的場(chǎng)景照明狀態(tài)進(jìn)行控制。

8)圖示化監(jiān)控：用戶可以使用電子地圖功能，對(duì)整個(gè)控制區(qū)域的照明進(jìn)行直觀的控制。可將整個(gè)建筑的平面圖輸入系統(tǒng)中，并用各種不同的顏色來(lái)表示該區(qū)域當(dāng)前的狀態(tài)。

9)日程計(jì)劃安排：可設(shè)定每天不同時(shí)間段的照明場(chǎng)景狀態(tài)。可將每天的場(chǎng)景調(diào)用情況記錄到日志中，并可將其打印輸出，方便管理。

但不同公司控制系統(tǒng)兼容性引起大家重視，系統(tǒng)及產(chǎn)品兼容會(huì)降低造價(jià)和成本，為此，歐洲眾多廠商滿足歐洲安裝總線（EIB）標(biāo)準(zhǔn)，為產(chǎn)品的互換性提供了方便。

數(shù)字式可尋址燈光接口（Digital Addressahle Lighting Interface）簡(jiǎn)稱 DALI，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)備控制器之間的數(shù)字通信方式，它不是一種新的總線， DALI系統(tǒng)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便、操作容易、
功能良優(yōu)的燈光控制系統(tǒng)，不僅可用于一個(gè)房間內(nèi)的燈光控制，還可以與大樓管理系統(tǒng)BMS接口。DALI系統(tǒng)與BMS或者 EIB、LON 總線系統(tǒng)不同，不是將它擴(kuò)展成具有各種復(fù)雜控制功能的系統(tǒng)，而僅僅是作為一個(gè)燈光控制子系統(tǒng)，通過(guò)網(wǎng)關(guān)（gateway）接口集成于 BMS 中，可接受 BMS 控制命令，或回收子系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)。DALI 系統(tǒng)軟件可對(duì)連在同一條控制線上的每個(gè)熒光燈的亮度分別進(jìn)行調(diào)光，一個(gè)單段DALI數(shù)據(jù)控制線上可對(duì) 64 個(gè)鎮(zhèn)流器分別編址，每個(gè)鎮(zhèn)流器內(nèi)可設(shè)置16個(gè)燈光場(chǎng)景，同一個(gè)鎮(zhèn)流器還可以編在一組或在多個(gè)組，最大編數(shù)組為16。因此，DALI系統(tǒng)被定義為：

- 最多64個(gè)設(shè)備在一條DALI線路上（獨(dú)立地址）

- 最多16個(gè)分組（組地址）

- 最多16個(gè)場(chǎng)景（場(chǎng)景值）

由于DALI是分部式智能化系統(tǒng)，許多參數(shù)可以通過(guò)設(shè)置在鎮(zhèn)流器中

1. 獨(dú)立地址

2. 組地址

3. 燈光場(chǎng)景值

4. 漸變時(shí)間

5. 應(yīng)急照明燈光亮度值

6. 上電時(shí)燈光亮度

由于 DALI 的整流器和變壓器是內(nèi)設(shè)芯片, 許多通過(guò)整流器或變壓器的參數(shù)可實(shí)時(shí)反饋回系統(tǒng)

7. 輸入實(shí)時(shí)電壓及類型

8. 輸入實(shí)時(shí)電流值

9. 輸出實(shí)時(shí)電壓及類型

10. 輸出實(shí)時(shí)電流值

11. 電壓波動(dòng)頻率

12. 電流波動(dòng)頻率

滿足DALI協(xié)議的產(chǎn)品，控制更為靈活，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但造價(jià)較高。

六、智能照明控制典型案例

以下為廣州河?xùn)|電子公司的 HDL-BUS 系統(tǒng)和銳高公司的 DALI 系統(tǒng)典型案例，供參考。

1． HDL-BUS系統(tǒng)

HDL-BUS系統(tǒng)為廣州河?xùn)|電子公司生產(chǎn)的智能照明控制系統(tǒng)，不僅有上述功能，該系統(tǒng)采用開(kāi)放性及高擴(kuò)展性協(xié)議，能使照明系統(tǒng)與樓宇控制系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、保安系統(tǒng)、舞臺(tái)燈光系統(tǒng)等實(shí)現(xiàn)無(wú)縫聯(lián)接。其接線示意圖見(jiàn) 1-11、1-12、1-13。

2. DALI系統(tǒng)

DALI控制系統(tǒng)有如下的優(yōu)越性：

1) 設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單易行

傳統(tǒng)模擬控制在設(shè)計(jì)階段需要考慮通過(guò)不同分組來(lái)實(shí)現(xiàn)不同場(chǎng)景的控制，因此在設(shè)計(jì)中需要許多單獨(dú)的控制回路，布線復(fù)雜且布線成本較高。且在控制區(qū)域需要重新布局分隔時(shí)，需要重新布線和設(shè)計(jì)。LuxCONTROL 的數(shù)字控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便，設(shè)計(jì)中只要通過(guò)數(shù)字信號(hào)接口相互連接，并聯(lián)到 2 芯控制線上。所有分組和場(chǎng)景均可在安裝調(diào)試時(shí)通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件編程，不僅節(jié)約了布線成本，對(duì)于設(shè)計(jì)修改、重新布局和分隔也只需更改軟件設(shè)置而不需重新布線，非常簡(jiǎn)單易行。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1-17。

2) 安裝簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)

安裝 DALI 接口有 2 條主電源線，二條控制線，對(duì)線材無(wú)特殊要求，安裝時(shí)也無(wú)極性要求，只要求主電源線與控制線隔離開(kāi)，控制線無(wú)需屏蔽，要注意的是當(dāng)控制線上電流在 250mA，線長(zhǎng) 300 米時(shí)壓降不超過(guò) 2V。控制線和電源線可并行，無(wú)需另外敷線。設(shè)計(jì)緊湊的控制組件無(wú)需專門(mén)的控制柜，因此安裝簡(jiǎn)便且經(jīng)濟(jì)。接線原理見(jiàn)圖1-18。

3) 操作簡(jiǎn)單方便

DALI鎮(zhèn)流器內(nèi)部是智能型的，可自動(dòng)處理燈絲預(yù)熱，點(diǎn)燃，調(diào)光、開(kāi)關(guān)，故障檢測(cè)等功能，對(duì)用戶界面是十分友好的，用戶無(wú)需對(duì)此理解很深就能操作控制，如發(fā)送一個(gè)改變現(xiàn)行場(chǎng)景的命令，各個(gè)相關(guān)鎮(zhèn)流器根據(jù)現(xiàn)行亮度與場(chǎng)景要求亮度之差，各自計(jì)算調(diào)光速率以達(dá)到所有鎮(zhèn)流器都同步調(diào)光到要求的場(chǎng)景亮度，如發(fā)送查詢命令就可回收各鎮(zhèn)流器的運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)。

４）數(shù)字控制精確可靠

ＤＡＬＩ和ＤＳＩ均為數(shù)字信號(hào)，不同于模擬信號(hào)，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)擾動(dòng)控制，不會(huì)因長(zhǎng)距離壓降而使得控制信號(hào)失真，因此即使 DALI數(shù)字信號(hào)控制線與強(qiáng)電線同走一條線管也不會(huì)受干擾。ＤＡＬＩ信號(hào)是雙向傳輸，不但可前向傳輸控制命令，也會(huì)將鎮(zhèn)流器和燈管的狀態(tài)、故障信息、開(kāi)關(guān)，實(shí)際亮度值的信息反饋回系統(tǒng)。

５）通信結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠

DALI接口通信協(xié)議由196bit位數(shù)組成，第 1位是起始位，第 2到第 9位是地址位，第10到第17位是數(shù)據(jù)，第 18、19位停止位。采用獨(dú)特的曼徹斯特編碼避免出現(xiàn)誤碼，傳輸速率1200波特可保證設(shè)備之間通訊不被干擾，控制線上高電平為16V。控制線上的每個(gè)控制器在通信中作為 MASTER 功能，而控制線上的像鎮(zhèn)流器這樣的控制電器只是響應(yīng) MASTER 的命令起 SLAVE的作用，系統(tǒng)具有分布式智能功能。

６）應(yīng)用范圍廣泛

DALI接口已不僅僅限用于熒光燈鎮(zhèn)流器調(diào)光，各種鹵鎢燈電子變壓器，氣體放電燈電子鎮(zhèn)流器，LED 也采用了 DALI接口調(diào)光；控制設(shè)備還包括：無(wú)線電接收器、繼電器開(kāi)關(guān)輸入接口。各種按鍵控制面板、包括 LED 顯示面板都已具有DALI接口，這將使DALI的應(yīng)用越來(lái)越廣，控制器從最小的一間辦公室擴(kuò)大到多間房間的辦公大樓，從單個(gè)商店擴(kuò)大到大的賓館。

總之，照明控制技術(shù)的發(fā)展較快，在實(shí)施綠色照明工程中作用明顯，應(yīng)該引起重視。

參考文獻(xiàn)：

1．《照明設(shè)計(jì)手冊(cè)第二版》 北京照明學(xué)會(huì)照明設(shè)計(jì)專業(yè)委員會(huì) 編 中國(guó)電力出版社 2006.12

2．全國(guó)民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施節(jié)能專篇（2007）電氣 中國(guó)計(jì)劃出版社 2007.3

（作者：徐華）

徐華個(gè)人簡(jiǎn)介：

中國(guó)照明學(xué)會(huì) 理事 ；

中國(guó)照明學(xué)會(huì)咨詢工作委員會(huì) 副主任；

全國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)專家委員會(huì) 委員；

北京照明學(xué)會(huì) 常務(wù)理事、副秘書(shū)長(zhǎng)；

北京照明學(xué)會(huì)室內(nèi)照明專業(yè)委員會(huì) 主任；

北京照明學(xué)會(huì)青年工作委員會(huì) 主任；

全國(guó)建筑物電氣裝置標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì) 委員；

全國(guó)智能建筑技術(shù)情報(bào)網(wǎng) 常務(wù)理事

全國(guó)建筑電氣設(shè)計(jì)技術(shù)協(xié)作及情報(bào)交流網(wǎng) 理事

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