摘要：與地面建筑相比，地下建筑最大的特點(diǎn)是沒(méi)有天然采光，主要依賴(lài)人工照明。長(cháng)期以來(lái)，地下建筑的照明設計沿用地面建筑的設計標準，照明效能一直沒(méi)有得到很好的利用，導致工作人員工作效率下降，身體健康受損，影響了地下建筑戰略功能和經(jīng)濟效能的發(fā)揮。隨著(zhù)科技的進(jìn)步和社會(huì )的發(fā)展，對照明系統的節能和科學(xué)管理提出了越來(lái)越高的要求，地下建筑照明的地位越來(lái)越重要，必須引起高度重視。電光源的不斷發(fā)展、新型光源的出現及智能照明控制系統的誕生，為解決以上問(wèn)題奠定了良好的基礎。

　　關(guān)鍵詞：地下 建筑 照明 智能照明 控制 系統

　　與地面建筑相比，地下建筑最大的特點(diǎn)是沒(méi)有天然采光，主要依賴(lài)人工照明措施，因此，地下建筑的照明使用時(shí)間長(cháng)、照度和可靠性要求高，潮濕對燈具及線(xiàn)路影響較大。長(cháng)期以來(lái)，地下建筑的照明設計沿用地面建筑的設計標準，照明效能一直沒(méi)有得到很好的利用，工作人員長(cháng)期在這種環(huán)境中工作，不但使工作效率下降，而且會(huì )出現視覺(jué)疲勞、頭昏、神經(jīng)衰弱等癥狀，嚴重影響了地下建筑戰略功能和經(jīng)濟效能的發(fā)揮，因此，必須對地下建筑的照明效能做具體深入的研究。

　　傳統的建筑自控系統一般只包括計算機網(wǎng)絡(luò )、設備監控、火災自動(dòng)報警、安全防范等子系統，智能照明系統的發(fā)展相對滯后。隨著(zhù)科技的進(jìn)步和社會(huì )的發(fā)展，對照明系統的節能和科學(xué)管理提出了越來(lái)越高的要求。尤其是地下建筑照明能耗占電力能耗的比重大，照明的地位越來(lái)越重要。在我國，照明能耗約占電力能耗的10~12％，而地下建筑照明能耗所占的比例更高，根據筆者統計，約占35％左右。因此，在地下建筑中，應把智能照明作為智能化系統重要的組成部分來(lái)考慮，合理選用光源、燈具及性能優(yōu)越的照明控制系統，提高照明質(zhì)量和節能效果。

　　1、地下建筑照明效能探討

　　照明可以人為地創(chuàng )造良好的光照條件，使人眼既無(wú)困難又無(wú)損傷、舒適而高效地識別所觀(guān)察的對象，從事相應的活動(dòng)，并保證身心健康，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，提高產(chǎn)品質(zhì)量，減少各種事故。采用不同形式、不同大小的燈具，利用光照的方向性和層次性等特點(diǎn)還可以渲染建筑的功能，烘托環(huán)境的氣氛。

　　1.1做好深入細致的效能研究，為照明設計提供科學(xué)

　　的依據

　　照明質(zhì)量的評價(jià)是一個(gè)十分復雜、涉及諸多因素的問(wèn)題。長(cháng)期以來(lái)，照明設計一直是以照明的照亮度、均勻度、立體感、眩光、顯色性指數和物體的顏色參數等物理量為標準進(jìn)行設計和評價(jià)照明效果。隨著(zhù)時(shí)代的發(fā)展和科技的進(jìn)步，照明設計不僅在數量指標方面應達到標準的要求，更要綜合考慮人的視覺(jué)特性、舒適感、建筑照明藝術(shù)和節能等因素。不同亮度和色彩對人具有不同的視覺(jué)感受，不同人、不同時(shí)間、不同場(chǎng)所，甚至人的不同情緒都會(huì )反映出對亮暗和色彩的不同感受，照明設計要體現人和環(huán)境相互關(guān)系，營(yíng)造一個(gè)舒適、明亮并富有藝術(shù)魅力的照明環(huán)境。

　　到目前為止，地下建筑照明效能的研究近乎于空白，缺乏科學(xué)合理的照度標準和以人為本的環(huán)境模式，再加上設計人員的水平、經(jīng)驗參差不齊，使得照明效能的實(shí)現得不到保證，甚至會(huì )因為設計和運用不當，產(chǎn)生光污染，如眩光、頻閃、顯色失真，產(chǎn)生一些人們不需要的熱量、紅外線(xiàn)和紫外線(xiàn)等。

　　時(shí)代的發(fā)展要求我們開(kāi)拓創(chuàng )新，與時(shí)俱進(jìn)。如果因循守舊，照搬照抄前人的成果，或只做表面上的修修補補，那樣我們的認識水平永遠都停留在當前的高度上，裹足不前。從事照明研究和設計的人員要到工程實(shí)踐中去，實(shí)際調查地下建筑的性質(zhì)、規模、特點(diǎn)和要求，認真聽(tīng)取用戶(hù)的感受和建議，切身體驗照明效能的實(shí)現，通過(guò)大量的試驗，得出不同地下建筑、不同功能單元及同一地點(diǎn)不同時(shí)間、不同人流量時(shí)的照度標準和環(huán)境模式�？傊�，提高認識的高度，把握以人為本的理念，在設計中兼顧科學(xué)性和藝術(shù)性，體現人和環(huán)境的相互關(guān)系，使工作人員樂(lè )于身臨其境并自覺(jué)維護，而環(huán)境有利于保護人的身心健康和提高工作效率。

　　1.2充分利用新產(chǎn)品、新技術(shù)，改善地下建筑的環(huán)境

　　改善地下建筑工作環(huán)境，提高照明效能可以采用以下措施，一是通過(guò)新型采光方法和材料有效地利用天然光；二是在人工照明中選用高品質(zhì)的照明光源；三是對各類(lèi)燈具進(jìn)行無(wú)級連續調光和緩和的場(chǎng)景切換控制。

　　1.2.1通過(guò)新型采光方法和材料有效地利用天然光

　　利用天然光的常見(jiàn)方法有：

　�。�1）導光管法

　　用導光管將太陽(yáng)集光器收集的光線(xiàn)傳送到室內需要采光的地方，如中國建筑科學(xué)院的地下建筑天然采光研究成果，就是用此法解決天然采光問(wèn)題。

　�。�2）棱鏡組多次反射法

　　用一組傳光棱鏡將集光器收集的太陽(yáng)光傳送到需要采光的部位。澳大利亞用這種方法把光送到房間10m進(jìn)深的部位進(jìn)行照明；英國用這種方法解決了地下建筑和無(wú)窗建筑的采光。

　　1.2.2選用高品質(zhì)的照明光源

　　傳統的地下建筑中，普遍采用白熾燈和熒光燈作為照明光源，高強度氣體放電燈也有使用。

　　通過(guò)幾代科技人員不懈的努力，白熾燈的光效和壽命得到大幅度的提高，而價(jià)格卻下降了10倍，使其在室內照明中獲得廣泛的應用。1959年，人們又發(fā)明了鹵鎢循環(huán)原理的石英白熾燈，它體積小，光效維持率達到95％以上，經(jīng)過(guò)不斷改進(jìn)，鹵鎢燈的結構逐步小型化，壽命和發(fā)光效率比普通白熾燈有較大提高。

　　20世紀40年代，由于節能的需要，出現了熒光燈。80年代以來(lái)，緊湊型熒光燈完成了系列化、電子化、一體化和大功率化的進(jìn)展，通過(guò)進(jìn)一步應用電子鎮流器和三基色熒光粉，節能效果更加理想，顯色指數顯著(zhù)提高，成為室內照明中取代白熾燈最有潛在價(jià)值的光源。熒光燈家族中還先后出現了超細管徑冷陰極熒光燈、無(wú)極熒光燈和無(wú)汞平面熒光燈，這些燈具在光效、光亮度、壽命、啟動(dòng)甚至環(huán)保等方面各有千秋，已經(jīng)被用于地下建筑照明。

　　在地下建筑大面積照明中，經(jīng)常用到節能型的高強度氣體放電燈。高壓汞燈、高壓鈉燈和金屬鹵化物燈都屬于這類(lèi)光源。特別值得注意的是使用陶瓷材料作內管的陶瓷金屬鹵化物燈，光效更高，光色更好，更穩定，而且體積小、亮度高，便于做投影光源。

　　近來(lái)又出現了比傳統光源更先進(jìn)的新型光源，其中最典型的是半導體發(fā)光二極管。他具有高亮度、低功耗、響應快、壽命長(cháng)等傳統光源無(wú)法比及的特性，被公認為21世紀最有前途的光源。

　　創(chuàng )新是沒(méi)有止境的，我們既要熟悉早期研制的、已獲得廣泛應用的傳統光源，更要密切關(guān)注傳統光源的改進(jìn)、發(fā)展及不斷涌現的新光源。在設計施工中，根據地下建筑的性質(zhì)、規模、特點(diǎn)和要求，綜合比較各種光源的技術(shù)和經(jīng)濟指標，選用高效節能的光源，采用高品質(zhì)的綠色照明燈具，優(yōu)化照明配電系統，最大限度發(fā)揮照明的效能，使用戶(hù)更加滿(mǎn)意。

　　1.2.3對各類(lèi)燈具進(jìn)行無(wú)級連續調光和緩和的場(chǎng)景切換控制

　　傳統的照明都是在需要時(shí)打開(kāi)，不需要時(shí)關(guān)閉，工作模式和控制方法比較死板，照度和場(chǎng)景很難改變，用戶(hù)即使不滿(mǎn)意，也無(wú)能為力，如果進(jìn)行改造，將造成重復性投資。隨著(zhù)信息時(shí)代的來(lái)臨，智能照明系統應運而生，它完備的控制功能和預置的多種可切換場(chǎng)景可以滿(mǎn)足用戶(hù)不同的需求。

　　開(kāi)關(guān)和調光是智能照明控制系統的兩種控制方式，控制系統通過(guò)合理管理可根據不同時(shí)間段或人們的不同需要自動(dòng)調節照度，改善工作環(huán)境，同時(shí)節約能源，降低運行費用。

　　某些重要區域通過(guò)調光方式和場(chǎng)景（由各照明回路不同的亮暗搭配組成的某種燈光效果）設置功能產(chǎn)生各種燈光效果，營(yíng)造不同的燈光環(huán)境，給人以舒適完美的視覺(jué)享受。用戶(hù)能在降低運行費用中得到經(jīng)濟回報，在短期內回收前期設備投資。

　　2、地下建筑智能照明控制系統探討

　　2.1智能照明控制系統應具備的功能

　　智能照明控制包括：集中控制、現場(chǎng)控制、遙控、時(shí)間控制、電話(huà)控制、可視化軟件控制、場(chǎng)景設置、燈光軟啟動(dòng)、調光、亮度記憶等。筆者認為，地下建筑應考慮設置以下功能。

　　2.1.1集中控制

　　與地面建筑相比，大多數地下建筑軸線(xiàn)長(cháng)，各功能單元分布較為分散，都在現場(chǎng)進(jìn)行照明的控制、巡檢很困難。設置集中控制以后，問(wèn)題將迎刃而解。

　　在中央控制室設一臺智能照明中央監控計算機，在該計算機上用圖形模擬顯示照明設備平面布置圖，在圖上以形象直觀(guān)的方式實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地顯示各區域的照明設備使用狀況。操作人員可通過(guò)界面監視整個(gè)智能照明系統的運行狀態(tài)，根據需要用鼠標點(diǎn)擊圖形來(lái)進(jìn)行控制。中央監控計算機具有歷史數據存儲能力，能實(shí)時(shí)提供智能照明系統的資料，并生成和打印各種報表，為設備維護提供依據。

　　系統采用專(zhuān)用的編程軟件，操作人員可對系統進(jìn)行程序修改或編程。

　　通過(guò)手持式編程器插入網(wǎng)絡(luò )上的編程接口，就可修改照明工作狀態(tài)的參數。

　　2.1.2現場(chǎng)控制

　　在一些人員經(jīng)常工作的地方（如會(huì )議室、控制室、主要通道、重要辦公場(chǎng)所）設置智能開(kāi)關(guān)代替普通的機械式開(kāi)關(guān)，中央監控計算機不工作時(shí)也可在現場(chǎng)控制燈光。它由230V的交流電源直接供電，按動(dòng)開(kāi)關(guān)上的按鈕，可作為一個(gè)普通的開(kāi)關(guān)使用；同時(shí)，有一個(gè)內置的接收器可以接收遙控器或無(wú)線(xiàn)探頭發(fā)出的信號，使用遙控器可以對電子開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制。

　　現場(chǎng)智能開(kāi)關(guān)可設定密碼保護功能，避免無(wú)關(guān)人員操作。

　　2.1.3多種控制功能

　　中央監控計算機和現場(chǎng)智能開(kāi)關(guān)均可實(shí)現多種控制功能，包括全開(kāi)全關(guān)，無(wú)級連續調光、緩和場(chǎng)景切換等。全開(kāi)全關(guān)功能可確保人員離開(kāi)地下建筑時(shí)，那些受智能系統控制的燈具停止工作。在工作時(shí)經(jīng)常需要多種環(huán)境模式的場(chǎng)所，如在人防、國防工程的會(huì )議室、作戰指揮室設置緩和的場(chǎng)景切換控制，使用時(shí)只需選擇相應的場(chǎng)景按鍵，會(huì )自動(dòng)按設定好的方式打開(kāi)相應區域的照明回路，實(shí)現適合開(kāi)會(huì )、放映投影或研究地圖等功能的環(huán)境。

　　2.1.4遙控功能

　　一般情況下，地下建筑尤其是地道式和坑道式地下工程，軸線(xiàn)長(cháng)，支坑道多，有必要裝設遙控裝置。遙控器或無(wú)線(xiàn)探頭可以發(fā)出無(wú)限射頻，這種無(wú)限射頻能穿越障礙物，被智能開(kāi)關(guān)上的接收器接收，無(wú)線(xiàn)接收器可把無(wú)線(xiàn)信號轉換為電力載波信號，并發(fā)送到220V電力線(xiàn)路上。

　　2.1.5人體感應功能

　　在衛生間或一些通道處裝設感應開(kāi)關(guān)或有紅外線(xiàn)探測功能的燈具：當探測到人體移動(dòng)時(shí)，會(huì )自動(dòng)發(fā)光照明，人走燈關(guān)。同時(shí)宜設并聯(lián)定位開(kāi)關(guān)，以便必要時(shí)解除感應或探測功能。

　　2.1.6燈光軟啟動(dòng)、軟關(guān)斷

　　地下建筑的照明條件遠不如地面建筑，為保護人員的身體健康，特別是眼健康，在那些人員長(cháng)期工作的場(chǎng)所，燈光可實(shí)現軟啟動(dòng)、軟關(guān)斷。開(kāi)燈時(shí)，燈光由暗漸漸變亮；關(guān)燈時(shí)，燈光由亮漸漸變暗。軟啟動(dòng)、軟關(guān)斷還能保護燈泡，延長(cháng)使用壽命，節約維護經(jīng)費。另外，燈光可配備亮度記憶功能，以免進(jìn)行重復性設置。

　　2.1.7火災應急照明控制

　　地下建筑防火要求很高，發(fā)生火災時(shí)，應自動(dòng)啟動(dòng)相應區域的應急照明，強行關(guān)閉一般照明回路。事故照明可選擇僅用消防中心的計算機控制而禁止用監控計算機或現場(chǎng)控制，也可選擇都有控制權。

　　另外，控制系統要具有良好的可擴展性、開(kāi)放性和電磁兼容性。

　　智能照明控制系統是整個(gè)地下建筑智能化系統的子系統，可以通過(guò)標準接口與其他控制系統兼容進(jìn)行互聯(lián)。

　　為了抑制電磁干擾，使系統具有良好的電磁兼容性，總線(xiàn)傳輸距離較遠，可采取以下措施：與附近可能產(chǎn)生電磁干擾的電氣設備（如電動(dòng)機、電力變壓器、復印機等）保持必要的隔離；對系統進(jìn)行連續、有效的屏蔽；上升時(shí)間，即電壓從額定電壓的5％上升至95％所用的時(shí)間，應超過(guò)200μs.

　　2.2智能照明控制系統的效益和展望

　　采用智能照明控制系統帶來(lái)的好處主要表現在：照明控制智能化；照度的一致性；場(chǎng)景變換靈活；可觀(guān)的節能效果；延長(cháng)光源壽命；提高管理水平，減少維護費用。因此，智能照明控制系統自誕生起就引起了人們的高度重視，并具備良好的發(fā)展前景。

　　今后，它將繼續朝著(zhù)智能化、小型化、標準化的方向發(fā)展。網(wǎng)絡(luò )系統更加優(yōu)化，功能更加完善，擴展更加便捷，保護更加可靠，節能更加可觀(guān)。值得一提的是，當前的控制系統中，照明控制箱和智能控制器都是獨立運行，給生產(chǎn)、設計、用戶(hù)使用與維護都增加了不必要的麻煩。把兩者集成到一個(gè)箱體內，做成一體化照明智能控制箱，使用時(shí)只需連接外部連線(xiàn)，安裝更方便，使用更可靠，也更加節省人力、物力、財力，帶來(lái)更大的經(jīng)濟效益，實(shí)用價(jià)值更高。

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