圖書館智能照明控制系統(tǒng)設(shè)計-畢業(yè)論文

1、<p>　　圖書館智能照明控制系統(tǒng)設(shè)計</p><p><b>　　設(shè)計總說明</b></p><p>　　本文以圖書館智能照明系統(tǒng)設(shè)計為例，對比了智能照明的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢，介紹了智能照明及其控制系統(tǒng)的綜合優(yōu)勢，提出以C-BUS總線為主的設(shè)計方法，通過對場景預設(shè)、照度計算、燈具選擇等對圖書館智能照明控制系統(tǒng)進行設(shè)計，進一步說明了智能照明的綜合優(yōu)

2、勢。</p><p>　　本圖書館屬于大型圖書館，是中空型建筑，分為四層，總面積11004.4㎡。各層的閱覽室、自習室及書庫的窗口位置設(shè)有照度傳感器，門口安裝紅外移動傳感器，各回路附近安裝C-BUS專用的多鍵開關(guān)，它們由弱電線連接在一起并接到調(diào)光器和繼電器上，再由調(diào)光器和繼電器控制所有回路，從而達到智能照明的目的。</p><p>　　關(guān)鍵詞：智能照明；控制系統(tǒng)；C-BUS</p&g

3、t;<p>　　Library intelligent lighting system design</p><p>　　Design Description</p><p>　　In this paper, case library intelligent lighting system design, comparing the development of intell

4、igent lighting, domestic and international situation and future trends, describes the intelligent lighting control system and its comprehensive advantages, proposed C-BUS bus-based design method, Default on the scene, il

5、lumination calculations, lamp selection to design the library lighting intelligent lighting control system, further illustrates the comprehensive advantages of intelligent lighting.</p><p>　　The library is a

6、 large library and it is a hollow type of construction, the total area of11004.4 square meters, divided into four layers. Layers of the reading room, study room, and stacks with illumination sensors of the window positio

7、n, door installation of infrared motion sensor, the loop near installation of the C-BUS dedicated multi-button switch, which connected by a weak line and received a dimmer And relays, and then dimmer and relay control of

8、 all circuits, so as to achieve the purpose </p><p>　　Key words: intelligent lighting；Control System；C-BUS</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1緒論1</b></p>

9、<p>　　2.圖書館照明的現(xiàn)狀及發(fā)展2</p><p>　　2.1 圖書館智能照明的意義2</p><p>　　2.2 照明理念的變化2</p><p>　　2.3 圖書館智能照明的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀3</p><p>　　2.3.1 國外智能照明的現(xiàn)狀3</p><p>　　2.3.2 國內(nèi)智能

10、照明的現(xiàn)狀4</p><p>　　3.圖書館照明設(shè)計的基本方法6</p><p>　　3.1 圖書館智能照明設(shè)計的提出6</p><p>　　3.2 圖書館的照度標準6</p><p>　　3.2.1 閱覽室的照度要求6</p><p>　　3.2.2 書庫的照度要求7</p><p&g

11、t;　　3.2.3 其他地方照度要求7</p><p>　　3.3 圖書館照明設(shè)計的基本方法8</p><p>　　3.3.1 燈具的選擇8</p><p>　　3.3.3 燈具安裝高度的確定9</p><p>　　4 圖書館智能照明系統(tǒng)設(shè)計11</p><p>　　4.1 傳統(tǒng)照明控制方式11</p

12、><p>　　4.2 基于C-BUS技術(shù)的圖書館智能照明控制方式11</p><p>　　4.2.1 C-BUS原理13</p><p>　　4.2.2 C-BUS組成13</p><p>　　4.2.3 C-BUS在圖書館中的應(yīng)用14</p><p>　　5. 照度計算17</p><p&g

13、t;　　5.1 照度計算的依據(jù)17</p><p>　　5.2 照度計算17</p><p><b>　　6 結(jié)論20</b></p><p><b>　　致謝22</b></p><p><b>　　參考文獻23</b></p><p>&l

14、t;b>　　1緒論</b></p><p>　　智能照明是指利用計算機、無線通訊數(shù)據(jù)傳輸、擴頻電力載波通訊技術(shù)、計算機智能化信息處理及節(jié)能型電器控制等技術(shù)組成的分布式無線遙測、遙控、遙訊控制系統(tǒng)，來實現(xiàn)對照明設(shè)備的智能化控制。具有燈光亮度的強弱調(diào)節(jié)、燈光軟啟動、定時控制、場景設(shè)置等功能；并達到安全、節(jié)能、舒適、高效的特點。</p><p>　　隨著現(xiàn)代建筑和照明技術(shù)的發(fā)展

15、，傳統(tǒng)的照明已經(jīng)不能解決實際場景對照明效果的要求，簡單控制方式更不便于系統(tǒng)管理和維護，智能照明和智能控制進入歷史舞臺，結(jié)合現(xiàn)代通信技術(shù)，計算機技術(shù)，控制技術(shù)等現(xiàn)代化工具，滿足了綠色照明的要求，既節(jié)能又環(huán)保，更便于管理和維護。</p><p>　　自從1983年第一座帶有智能化概念的建筑物在美國落成，樓宇智能化已經(jīng)成為當今建筑發(fā)展的主流技術(shù)，涵蓋從空調(diào)系統(tǒng)、消防報警系統(tǒng)到綜合保安管理系統(tǒng)（包括閉路監(jiān)控、保安巡更、防

16、盜報警、門禁系統(tǒng)）以及完善的計算機網(wǎng)絡(luò)和通信系統(tǒng)。但是長期以來，照明系統(tǒng)由于技術(shù)和設(shè)備原因，在國內(nèi)一直受到忽視，絕大多數(shù)建筑物仍然沿用傳統(tǒng)的照明控制方式。部分智能大廈采用樓宇自控（BA）系統(tǒng)來監(jiān)控照明，但也只能實現(xiàn)簡單的區(qū)域照明和定時開關(guān)功能，無法實現(xiàn)調(diào)光，場景控制等功能來靈活自如地管理照明設(shè)備。</p><p>　　真正的智能照明管理系統(tǒng)，它不僅要控制照明光源的發(fā)光時間、亮度來配合不同應(yīng)用場合做出相應(yīng)的燈光場景

17、，而且還要考慮到管理智能化和操作簡單化以及靈活適應(yīng)未來照明布局和控制方式變更等要求。一個優(yōu)秀的智能照明系統(tǒng)可以提升照明環(huán)境的品質(zhì)，確保在建筑物里工作和生活群體的舒適和健康。奇勝C-Bus正是為此需求、為您量身打造的智能照明管理系統(tǒng)。</p><p>　　C-Bus系統(tǒng)由澳大利亞奇勝電器公司在1994年初開發(fā)，其產(chǎn)品設(shè)計和制造工藝滿足澳大利亞及歐洲電氣安全和電磁兼容性標準。現(xiàn)今，C-Bus系統(tǒng)已被廣泛應(yīng)用于澳大利亞

18、、新西蘭、日本、英國、馬來西亞、新加坡、南非、中國（大陸、香港、澳門、臺灣）等國家和地區(qū)。時間證明，C-Bus系統(tǒng)功能先進，技術(shù)可靠，備受用戶青睞。</p><p>　　2圖書館照明的現(xiàn)狀及發(fā)展</p><p>　　2.1 圖書館智能照明的意義</p><p>　　經(jīng)濟的快速增長使得人們對能源的需求也日益提升，由于長時期人們對煤、石油、天然氣等天然資源的開采，使得能

19、源儲備非常有限，能源短缺的問題逐步突顯出來，同時也導致了環(huán)境和生態(tài)平衡的破壞，嚴重威脅著人類的生存，如何節(jié)能和保護環(huán)境成為世界范圍普遍關(guān)注的社會問題。在此背景之下，人們對照明的要求不僅僅是停留在能夠“看見”的層次上，而是對照明技術(shù)提出了更高的要求：希望利用有限的資源保證照明強度的需要，并能夠獲得良好的照明效果，實現(xiàn)“綠色照明”。在各種自然科學和工程技術(shù)的不斷發(fā)展過程中，促使照明技術(shù)也得以飛速成長。圍繞“綠色照明”的主題，各類節(jié)能高效的電

20、光源陸續(xù)出現(xiàn)并廣泛使用：激光、光纖、發(fā)光二極管以及各種玻璃和PC透光材料也被應(yīng)用到照明技術(shù)中；同時，在傳統(tǒng)的照明設(shè)計理念中還充分利用了現(xiàn)代計算機、通信等技術(shù)，實現(xiàn)了更為節(jié)能、安全、靈活和舒適的智能化照明控制技術(shù)，將城市的每個角落在夜色中裝扮的光彩熠熠。</p><p>　　2.2 照明理念的變化</p><p>　　在傳統(tǒng)的照明設(shè)計中，主要是注重照明的亮度、均勻度、顯色性指數(shù)及是否會造成眩

21、光等因素，對照明的控制也主要是通過繼電器的開關(guān)控制實現(xiàn)了開燈、關(guān)燈狀態(tài)的切換，照明的亮度一經(jīng)設(shè)置就不能自行調(diào)節(jié)，各照明控制單元分散在不同的區(qū)域，造成管理和維護投入量較大。隨著人們生活水平的提高，舊的照明設(shè)計理念已經(jīng)不能適應(yīng)新的需要：不僅要求照明設(shè)計的參數(shù)應(yīng)當達標，而且還提出了怎樣才能在明亮、舒適并且具有藝術(shù)效果的環(huán)境中工作和生活的要求。智能照明技術(shù)以其優(yōu)越的性能得到廣泛的關(guān)注。具體特性表現(xiàn)如下：</p><p>

22、　　(1)智能照明系統(tǒng)可以有效的抑制電網(wǎng)的浪涌電壓，避免了過電壓和欠電壓對光源的損害。采用軟啟動和軟關(guān)斷技術(shù)，避免了沖擊電流對光源的損害，延長了光源的使用壽命，節(jié)省了大量耗資以及更換電光源而產(chǎn)生的巨大工作量。</p><p>　　(2)智能照明系統(tǒng)對照明的控制是以模塊式的自動控制為主，手動控制為輔，借助紅外遙感裝置、手動操作控制面板等各種不同的控制元件，根據(jù)需要，按照不同時間、不同用途以及不同的照明效果預先設(shè)置不

23、同的照明場景，用戶可以通過場景切換實現(xiàn)靈活、方便的照明控制，各類參數(shù)的設(shè)置和變換非常方便，可以獲得多種的照明效果。同時，還可以設(shè)置必需的應(yīng)急照明控制方案，滿足處于事故狀態(tài)時的照明需要。</p><p>　　(3)通過應(yīng)用調(diào)光模塊和照度檢測器等元件，智能照明系統(tǒng)可以針對不同的區(qū)域進行照度的動態(tài)調(diào)節(jié)，使得該區(qū)域內(nèi)的照度始終保持在設(shè)定的范圍之內(nèi)，不會因為日照等外因的變化而變化，也不會因為電光源的使用時間過長而降低照明強

24、度，從而提高了照度的均勻性。同時，這種控制方式所采用的電氣元件也解決了頻閃效應(yīng)，不會使人產(chǎn)生不舒適、頭昏腦脹、眼睛疲勞的感覺。此外，智能照明控制系統(tǒng)中對熒光燈等光源進行調(diào)光控制，采用有源濾波技術(shù)的可調(diào)光電子鎮(zhèn)流器，降低了諧波的含量，提高了功率因數(shù)，降低了低壓無功損耗。</p><p>　　(4)智能照明系統(tǒng)充分利用了室外的自然光，對光照度進行精確設(shè)置和合理管理，只有必需時才把燈點亮或點到要求的亮度，利用最少的能源

25、保證了要求的照度水平，減少了由于人員不在卻仍將燈全部點亮而造成的能源浪費，節(jié)電效果十分明顯，一般可節(jié)約30％以上，使照明管理和設(shè)備維護變得更加簡單，經(jīng)濟投入減少。</p><p>　　2.3 圖書館智能照明的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　在進行生產(chǎn)，工作和學習的各類場所中，人們從外界獲得的信息中約有80％是通過視覺實現(xiàn)的，無論白天還是夜晚，人們對光環(huán)境的需求與其所從事的活動有密切關(guān)系

26、。因此，舒適的光環(huán)境對人們至關(guān)重要。圖書館更是許多人尤其是學生獲取各類信息的主要場所，其光環(huán)境的優(yōu)劣程度應(yīng)當引起足夠的重視。結(jié)合快速發(fā)展的各類自然科學和工程技術(shù)，不斷容納新技術(shù)，更新舊式的各種照明產(chǎn)品和單一呆板的照明控制手段，創(chuàng)造優(yōu)良的光環(huán)境，為提高人們的工作效率，保障人的視力健康，振奮人的精神產(chǎn)生積極的影響。</p><p>　　2.3.1 國外智能照明的現(xiàn)狀</p><p>　　照明行

27、業(yè)是80年代首先由美國興起并得以迅速發(fā)展嵋1。90年代后期，由于現(xiàn)代計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)、現(xiàn)代信息處理技術(shù)在世界范圍內(nèi)的廣泛應(yīng)用，進入了信息時代并對各行各業(yè)都帶來了巨大的影響，照明行業(yè)也隨之發(fā)生了巨大的革新，提出了照明智能化的要求。</p><p>　　進入21世紀后，大量的新產(chǎn)品、新設(shè)備、新技術(shù)的出現(xiàn)，使智能照明技術(shù)向著系統(tǒng)一體化集成的方向發(fā)展。例如：各種智能化斷路器將微電子技術(shù)、傳感技術(shù)、控

28、制技術(shù)、電力電子技術(shù)等新技術(shù)結(jié)合起來，實現(xiàn)了功能多樣化、結(jié)構(gòu)模塊化，使斷路器從基本保護功能發(fā)展到智能化的保護功能，工作更可靠，性能更安全。在微電子技術(shù)飛速發(fā)展的帶動下，許多半導體公司推出了專用功率開關(guān)器件和控制集成電路的系列產(chǎn)品，促進了電子鎮(zhèn)流器的各類產(chǎn)品向高性能高可靠性方向發(fā)展。另一方面，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的滲透使不同控制方式的系統(tǒng)之間相互結(jié)合，實現(xiàn)了資源共享、遠程監(jiān)視、設(shè)定、控制及對系統(tǒng)異常信息進行一體化管理?？刂萍夹g(shù)的發(fā)展使許多控制功能從由

29、較高層的控制室移至現(xiàn)場的低層設(shè)備，使信號的采集和處理更加快捷便利，而且工程技術(shù)人員還開發(fā)了一些控制管理軟件，用戶只要通過界面上各個控制鍵，就可以實現(xiàn)對各種照明設(shè)備的監(jiān)視和控制，操作更加簡單、直觀。各類智能照明產(chǎn)品的生產(chǎn)和技術(shù)實現(xiàn)也隨著行業(yè)標準及規(guī)范的制定和逐步的完善進入成熟、實用、可靠階段。</p><p>　　繼美國、德國、英國、日本、新加坡之后，其他各國的智能照明產(chǎn)業(yè)也陸續(xù)開始發(fā)展，并且不斷趨于成熟。先后涌現(xiàn)

30、出許多國際知名企業(yè)：國際知名的半導體制造商法國PERFECT公司開發(fā)出燈光控制專用的、結(jié)合無線射頻功能的芯片。PHILIPS、OSRAM、GE公司推出了雙端球形HED是目前世界上最先進的大功率LED燈，奇勝公司的C-BUS系統(tǒng)、ABB公司的i-BUS系統(tǒng)以及邦奇公司的Dynalite、LUTRON公司的GRAFIK系列智能照明控制系統(tǒng)均已廣泛應(yīng)用到照明控制系統(tǒng)中。此外路創(chuàng)、WIELAND、美國的奧萊斯、英國索思、德國歐斯朗、NATION

31、AL、BPI等企業(yè)都創(chuàng)建了諸多知名品牌，推動了智能照明行業(yè)的普及和發(fā)展。</p><p>　　2.3.2 國內(nèi)智能照明的現(xiàn)狀</p><p>　　90年代智能照明進入中國市場，然而由于市場的消費意識，市場環(huán)境、產(chǎn)品價格、推廣力度等各方面的原因，傳統(tǒng)的照明理念與國外存在較大差別，廠家的產(chǎn)品制造技術(shù)以及產(chǎn)品經(jīng)銷商的經(jīng)營模式和技術(shù)水平有限，一些主要的設(shè)備和技術(shù)都從國外引進，很難推動形成較大的消費

32、市場，致使中國的智能照明行業(yè)沒有穩(wěn)定、廣闊的渠道。進入21世紀后，隨著國內(nèi)經(jīng)濟的發(fā)展，技術(shù)的成熟，諸如IBM、Microsoft、Samsung、Panasonic、Siemens等一大批跨國企業(yè)的加入，加速了行業(yè)的發(fā)展及渠道商的形成。</p><p>　　一批國內(nèi)的智能照明產(chǎn)品商利用各自的優(yōu)勢逐步在市場上站穩(wěn)了腳，得到了渠道商和最終用戶的廣泛認可。索博、瑞朗、九州易居是較早進軍智能照明行業(yè)的企業(yè)，在產(chǎn)品研發(fā)、市

33、場拓展、技術(shù)培訓與服務(wù)方面投入較大，尤其索博是國際型智能家居產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)，擁有亞洲最大的產(chǎn)品研發(fā)中心和生產(chǎn)基地，以高端智能安防系統(tǒng)和智能微型控制模塊在國際上處于絕對的領(lǐng)先地位。天津瑞朗在2002年就開始啟動了智能照明技術(shù)培訓，用戶對這些品牌的認知度較高。上海奇勝公司推出了智能化系統(tǒng)，通過對C-Bus智能控制系統(tǒng)、安防控制系統(tǒng)、無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等的結(jié)合，實現(xiàn)了燈光控制、家電控制(電動窗簾、空調(diào)、AV設(shè)備等)、綜合安防控制的各種控制功能產(chǎn)品，在

34、較短的時間內(nèi)就樹立起了品牌形象。同樣是源自電工品牌的真善美也善于銷售終端，其智能照明產(chǎn)品甚至可以在超級市場、建材市場和五金店購買到，該品牌在華南地區(qū)有較高的知名度。清華同方是十大品牌中唯一一家側(cè)重智能照明控制系統(tǒng)集成服務(wù)的企業(yè)，其智能開關(guān)控制系統(tǒng)，通過遙控器就可以控制所有房間內(nèi)的燈光效果，完全實現(xiàn)了燈光智能控制功能，產(chǎn)品的安裝、調(diào)試和操作都非常簡單，不需要專業(yè)人員的指導，普通家庭可以自己安裝。安居寶</p><p&g

35、t;　　國內(nèi)智能照明廠家和實力強大的高科技IT廠商的介入，提供了科學的專業(yè)照明設(shè)計、優(yōu)質(zhì)可靠的專業(yè)照明設(shè)備、全面完善的專業(yè)照明服務(wù)，為照明行業(yè)帶來了新的力量，促進了智能照明技術(shù)的快速發(fā)展。</p><p>　　3圖書館照明設(shè)計的基本方法</p><p>　　3.1 圖書館智能照明設(shè)計的提出</p><p>　　圖書館的閱覽室、自習室以及書庫等地是出入人數(shù)較多的地方。

36、因此，這些地方的燈光照明幾乎是從上班開始直到下班為止，不管這些地方是否有人，有多少人，當日照滿足照度要求時，把燈熄滅，一旦自然光難以滿足人的需求時，不能及時打開燈光，給人的視力帶來損害。顯然這種照明方式，從照明的角度上來說是非節(jié)能的；從人的角度上來說，是不能滿足人的基本要求的；從管理的角度上來說，是繁瑣且很不方便的。所以我們要充分考慮到人的需要：在有人的地方必須有足夠的照度（不論是日光照明還是人工照明）；沒人的區(qū)域應(yīng)該熄滅燈光，以節(jié)約能

37、源；還要能夠?qū)崿F(xiàn)智能控制，從而達到節(jié)能、舒適、方便的效果。</p><p>　　3.2 圖書館的照度標準</p><p>　　圖書館照度標準根據(jù)我國《民用建筑照明設(shè)計標準》（GBJ133-9O）的設(shè)計要求，針對圖書館各類閱覽室、研究室、視聽室、休息室、走廊、樓梯等場所的照度制定了不同的標準要求，作為照明設(shè)計的數(shù)據(jù)參照。</p><p>　　3.2.1 閱覽室的照度要

38、求</p><p>　　圖書館一般閱覽室、少年兒童閱覽室的照度水平應(yīng)該設(shè)置在150lx(低)—200lx(中)—300lx(高);如果屬于老年讀者閱覽室，其照度標準應(yīng)該適當?shù)奶岣叩?00lx(低)—300lx(中)—500lx(高)。如表3-1所示表： </p><p>　　表3-1 閱覽室照度標準</p><p>　　3.2.2 書庫的照度要求</p>

39、;<p>　　圖書館書庫的照度應(yīng)設(shè)為150lx(低)—200lx(中)—300lx(高)，距地面0.25m處書架上的垂直照度應(yīng)設(shè)置為30lx(低)—50lx(中)—75lx(高)為宜。如表3-2所示：</p><p>　　表3-2 書庫的照度要求</p><p>　　3.2.3 其他地方照度要求</p><p>　　圖書館的休息室、陳列室、視聽室及一些

40、公共場所的照度標準見表3-3所示：</p><p>　　表3-3 圖書館其他地方照度標準</p><p>　　3.3 圖書館照明設(shè)計的基本方法</p><p>　　圖書館的照明設(shè)計包括了燈具類型的選擇。燈具安裝高度的確定、工作面的照明方式等內(nèi)容，不同的參數(shù)選擇直接影響到照明效果的優(yōu)劣。同時需要根據(jù)既定的設(shè)計方案計算照度負荷，了解電能的消耗情況。</p>

41、<p>　　3.3.1 燈具的選擇</p><p>　　常用的燈具有以下幾種分類：</p><p>　　(1)按安裝方式分類：一般可分為嵌頂燈、吸頂燈、吊燈、壁燈、活動燈具、建筑照明等六種</p><p>　　(2)按光源類型分類：可分為白熾燈、熒光燈、高壓氣體放電燈、低壓鹵鎢燈等。</p><p>　　(3)按使用場所分類：可分

42、為民用燈、建筑燈、工礦燈、車用燈、船用燈、舞臺燈等。</p><p>　　(4)安配光曲線的形狀分類：國際照明委員CIE，根據(jù)燈具向上和向下投射光通量的百分比，將燈具分為以下五種類型：</p><p>　?、僦苯诱彰餍?燈具向下投射的光通量占總光通量的90%-100%，上射光通量為0%-10%。</p><p>　　②半直接照明型-燈具向下投射的光通量占總光通量的6

43、0%-90%，上射光通量為10%-40%。</p><p>　?、劬鶆蚵湫?下射光通量與上射光通量差不多，各占40%-60%。</p><p>　?、馨腴g接照明型-上射光通量為60%-90%，下射光通量為10%-40%。</p><p>　?、蓍g接照明燈-上射光通量為90%-100%，下射光通量為0%-10%。</p><p>　　(5)按

44、燈具的結(jié)構(gòu)特點分類：</p><p>　　①開啟型-其光源與外界空間相通，如一般的配照登、廣照型燈和深照型燈等。</p><p>　　②閉合型-其光源被透明燈罩包含，但內(nèi)外空氣仍能流通，如球形燈、雙罩型燈和吸頂燈等。</p><p>　　③密閉型-其光源被透明燈罩封閉，內(nèi)外空氣不能對流，如防潮燈、防水防塵燈等。</p><p>　　④增安型-

45、其光源被高度透明燈罩封閉，且燈具能承受足夠的壓力，能安全的使用在爆炸危險介質(zhì)場所。</p><p>　?、莞舯?其光源被高度透明燈罩封閉，當氣體在燈罩內(nèi)部爆炸時高溫氣體經(jīng)過隔爆間隙被充分冷卻，從而不致引起外部爆炸性氣體爆炸。</p><p>　　對圖書館的閱覽室和自習室及報告廳一般選用開啟型或閉合型的各種吊燈和吸頂燈，這里選用雙管節(jié)能熒光燈；門廳、走廊、電梯間等處一般選用閉合型的各種吊燈

46、和吸頂燈，這里選用單管節(jié)能熒光燈或球形節(jié)能燈；洗手間用防水防塵燈；樓梯選用半嵌入式吸頂燈。</p><p>　　3.3.2 燈具安裝位置的確定</p><p>　　一般，圖書館照明燈具的安裝位置可以根據(jù)照明區(qū)域的不同需求確定，通常閱覽室的燈具可以采用以下三種布置方案：</p><p>　?。?）.均勻布置：燈具在整個房間內(nèi)均勻分布，燈具的分布位置與需要照明的具體位置

47、無關(guān)。</p><p>　　（2）.分區(qū)分布：燈具的分布與需要照明的具體位置有關(guān)。</p><p>　　（3）.混合照明的燈具分布：混合照明方式是利用兩種不同的光源對照明區(qū)域進行加強，不僅可以滿足照明強度的要求，并且可以消除陰影。為了使工作面上獲得較均勻的照度，應(yīng)使燈具距離與燈在工作面上的懸掛高度之比（距高比）不要超過各類燈具所規(guī)定的最大距高比。</p><p>　

48、　這里選混合照明的燈具分布。</p><p>　　3.3.3 燈具安裝高度的確定</p><p>　　圖書館室內(nèi)的燈具既不要懸掛過高，也不宜懸掛過低。懸掛過高，會使照度降低，不經(jīng)濟，維護檢修也不方便；懸掛過低，容易被人碰撞，不安全，而且可能產(chǎn)生眩光，影響視力。最高的懸掛高度與室空間比（RCR）以及配光的種類有關(guān)，其標準應(yīng)不高于表3-4所列數(shù)據(jù)。</p><p>　　

49、表3-4 燈具安裝高度要求</p><p>　　室空間比RCR=5h(L+W)/（L·W）,其中L為房間長度，W為寬度。</p><p>　　4圖書館智能照明系統(tǒng)設(shè)計</p><p>　　4.1 傳統(tǒng)照明控制方式</p><p>　　為實施節(jié)能照明，室內(nèi)照明方式分為：一般照明、分區(qū)照明、混合照明。所謂一般照明，即是基礎(chǔ)照明，在一個場

50、所內(nèi)單設(shè)局部照明不能形成舒適的環(huán)境亮度，容易產(chǎn)生視疲勞，因此應(yīng)設(shè)一般照明。分區(qū)照明是為提高某一區(qū)域照度而相對集中設(shè)置燈具的一般照明方式，部分要求高照度的場所，宜設(shè)置分區(qū)照明。對于照度要求較高、工作位置密度不大，一般照明或分區(qū)照明不能滿足要求的場所，宜采用混合照明，即應(yīng)增設(shè)局部照明。</p><p>　　從上述照明方式可以看出，為達到照明效果，照明應(yīng)分級控制，房間內(nèi)燈具一般是用蹺板開關(guān)放于門口，直接用配電箱內(nèi)的斷路

51、器控制的。</p><p>　　對于上述面板開關(guān)控制，面板開關(guān)所控燈具數(shù)量有限，大開間房間燈具數(shù)量較多，由于控制點集中，帶來的必然是控制不靈活，平面布置復雜，故障率高。如果采用照明配電箱放于門口，直接用配電箱內(nèi)的斷路器控制燈具回路，存在以下兩個問題：</p><p>　?。?）影響室內(nèi)美觀，照明配電箱體積較大時，還會影響圖書館房間的使用功能，如書架的排列等；</p><

52、p>　?。?）有些區(qū)域會違反國家規(guī)范要求，如《圖書館建筑設(shè)計規(guī)范》（JGJ38-99）要求，書庫配電箱應(yīng)放在書庫外，對于書庫來說，就不容許把照明配電箱放于房間口，直接用配電箱內(nèi)的斷路器控制燈具回路。</p><p>　　根據(jù)規(guī)范要求，圖書館應(yīng)設(shè)一般照明、應(yīng)急照明、值班照明或警衛(wèi)照明，對于不同區(qū)域，如書庫、閱覽室、公共場所等，要保證這些場所照明的不同使用功能，如用傳統(tǒng)面板控制方法，平面布線更加復雜勢必也降低了

53、可靠性，尤其是對于現(xiàn)代化圖書館其照明功能復雜，傳統(tǒng)的控制方式已難以滿足。</p><p>　　考慮公共場所，一般無人按時關(guān)燈，盡管雙控方式能帶來方便，但是一般人員不可能做到人走燈滅，而值班人員也不可能每天上下樓巡回關(guān)燈，不僅浪費電能，也降低了燈泡的使用壽命。如考慮應(yīng)急照明、值班照明，平面布線更為復雜，一旦建筑物出入口較多，即使值班人員每天上下樓巡回關(guān)燈，會經(jīng)常出現(xiàn)值班人員打著手電筒找開關(guān)的現(xiàn)象。一般的公寓樓，都采

54、用定時開關(guān)或是聲光控開關(guān)，但是對于圖書館照明，樓梯采用此種開關(guān)也不合適，因此此種開關(guān)只能控制白熾燈，功率一般不超過60W，很受限制。</p><p>　　4.2 基于C-BUS技術(shù)的圖書館智能照明控制方式</p><p>　　照明控制的根本要求是要做到安全、靈活、經(jīng)濟。安全性是第一位的。靈活也要以人為本，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，勢必到處放置蹺

55、板開關(guān)，既不美觀，也不方便。經(jīng)濟性也要考慮投資效益，不同的建筑、不同的規(guī)模，適用不同的控制方式和控制系統(tǒng)，或者僅利用一個控制系統(tǒng)的子系統(tǒng)就能完成任務(wù)，就不必要上整個控制系統(tǒng)。</p><p>　　傳統(tǒng)照明控制方式主要以手動為主，依靠供電回路中的手動開關(guān)來控制回路的通斷，實現(xiàn)燈具的開關(guān)控制；利用供電回路中的手動調(diào)節(jié)元件來調(diào)節(jié)回路的電壓實現(xiàn)調(diào)光控制。這種傳統(tǒng)方式相對簡單、有效、直觀，但它過多依賴手工操作。整個系統(tǒng)相對

56、分散，無法實現(xiàn)有效的管理，其適應(yīng)性和自動化程度太低。而針對現(xiàn)代學校圖書館的照明，對照明的要求不再是簡單意義上的“能看見”。所以，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，提出了“綠色照明”的概念。通過智能控制可以實現(xiàn)如下功能：</p><p>　?。?）充分利用自然光線，自動調(diào)節(jié)燈光強弱，達到設(shè)定的照度標準?？梢匝娱L光源壽命，節(jié)約能源。</p><p>　?。?）保持室內(nèi)光線的均勻。通?？拷皯舻奈恢孟鄬τ谄渌?/p>

57、位置的光線較強，通過安裝傳感器，檢測不同位置的光線強弱并進行調(diào)節(jié)，使得靠窗和靠墻位置具有相同的照度。</p><p>　?。?）不同的時間或場景對照度的要求各有不同，因此可以設(shè)定不同的場景選擇功能，例如閱覽室可以分為一般閱覽室、老年讀者閱覽室，適應(yīng)于清掃工作的場景等，按照事先設(shè)定的相應(yīng)控制方式進行切換。</p><p>　　（4）手動控制與自動控制可以靈活切換，滿足現(xiàn)場調(diào)節(jié)的要求。<

58、/p><p>　　將智能照明控制系統(tǒng)的設(shè)計思想應(yīng)用到圖書館閱覽室的照明系統(tǒng)，從照明的設(shè)計、傳感器的安裝方式、照明控制方法等方面進行說明，在設(shè)計中還要充分考慮到室外的自然光線，調(diào)節(jié)室內(nèi)光線達到的照度均勻的照明效果，之后證明了這種智能控制方法的設(shè)計達到了節(jié)約電能的目的，減少了相應(yīng)的管理工作。</p><p>　　隨著照明技術(shù)的發(fā)展，專為照明控制而設(shè)計的系統(tǒng)越來越多，現(xiàn)在有不少國際知名公司生產(chǎn)的智能

59、照明控制系統(tǒng)在照明控制中得到應(yīng)用，如ABB公司的i-bus系統(tǒng)、奇勝公司的C-BUS系統(tǒng)在國內(nèi)都有不少用戶，國內(nèi)也有不少類似的系統(tǒng)投入使用，其控制方式大同小異。與傳統(tǒng)方式相比，最大特色是其安裝方式與傳統(tǒng)布線方式相比所帶來的巨大變革，這些控制方式縮短了照明分支線路的電纜長度，減少了控制電纜的數(shù)量，從而減少了布線的工程量，同時也便于將來的維護，而控制卻可以在中控室通過電腦或現(xiàn)場面板開關(guān)實現(xiàn)。</p><p>　　專用

60、照明系統(tǒng)的驅(qū)動器與照明箱中的斷路器安裝在一起，幾個照明箱可放在不同的區(qū)域，并且可以就近放在燈光回路集中的地方，有條件的可就近安裝在燈具附近，通過驅(qū)動器對各照明回路進行控制，最后再用一根控制箱將所有的照明箱連接起來。</p><p>　　安裝在照明箱中的專用照明控制系統(tǒng)驅(qū)動器可直接控制負載，也可通過接觸器控制大功率負載，可進行手動/自動切換。</p><p>　　專用照明控制系統(tǒng)控制方式多元

61、化，大大提高了系統(tǒng)控制的可靠性，即可通過現(xiàn)場面板進行控制，也可通過定時或光線感應(yīng)的方式進行自動控制，同時又可通過中控室電腦的圖形界面或模擬板進行集中監(jiān)視或控制，不同的控制方式可同時并存，沒有任何沖突，即使有一種控制方式出現(xiàn)問題，仍可通過其他方式進行控制。系統(tǒng)還具有照明回路電流監(jiān)測功能，可隨時報告出現(xiàn)故障的照明回路號，便于維護人員及時發(fā)現(xiàn)問題，排除故障。</p><p>　　4.2.1 C-BUS原理</p&

62、gt;<p>　　C-BUS照明系統(tǒng)是一個二線制的智能控制系統(tǒng)，主要用于對照明系統(tǒng)的控制。系統(tǒng)所有的單元器件（除電源外）均內(nèi)置微處理器和存儲單元，由一對信號線（UTP5）連接成網(wǎng)絡(luò)。每個單元均設(shè)置唯一的單元地址，可以單獨對每個元件進行編程并用軟件設(shè)定其功能，通過輸出單元控制各回路負載。輸入單元通過群組地址和輸出單元建議對應(yīng)聯(lián)系。當有輸入時，輸入單元將其轉(zhuǎn)變?yōu)镃-BUS信號在C-BUS總線上廣播，所有的輸出單元接收并做出判斷

63、控制相應(yīng)回路輸出。C-BUS產(chǎn)品可以記憶對其設(shè)定的參數(shù)。對照明系統(tǒng)的設(shè)定被分散在各個元件中。一旦系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定后電腦即可移走，即使系統(tǒng)斷電也不會丟失。另外C-BUS系統(tǒng)可方便的與其他系統(tǒng)連接。</p><p>　　4.2.2 C-BUS組成</p><p>　　圖4-1 基于C-BUS技術(shù)的智能照明控制系統(tǒng)原理圖</p><p>　　圖4-1所示為C-BUS的系統(tǒng)圖。

64、一個C-BUS系統(tǒng)由系統(tǒng)單元、輸入單元、輸出單元三部分組成。</p><p>　　系統(tǒng)單元：為C-BUS系統(tǒng)提供工作電源，系統(tǒng)時鐘以及各種系統(tǒng)的接口。它包括系統(tǒng)電源、PC接口、網(wǎng)絡(luò)橋、以太網(wǎng)接口等。</p><p>　　輸入單元：將外界的控制信號轉(zhuǎn)變?yōu)镃-BUS信號在總線上傳播。它包括輸入開關(guān)、四場景控制器、亮度傳感器、紅外傳感器、輔助輸入單元等。</p><p>

65、　　輸出單元：接收總線上的信號，并控制相應(yīng)回路輸出實現(xiàn)對負載的控制。它包括智能繼電器、智能調(diào)光器等。</p><p>　　室內(nèi)紅外線傳感器通過探測人體移動發(fā)出的紅外線去感知周圍環(huán)境是否有人活動，從而實現(xiàn)“人來燈亮，人走燈滅”的功能，智能的控制照明燈具及其他負載的開關(guān)。</p><p>　　亮度傳感器通過檢測周圍的亮度，再與內(nèi)部設(shè)定值比較，調(diào)整光源的亮度和分布，有效利用自然光源，達到節(jié)約電能

66、的目的。</p><p>　　輸入開關(guān)為可編程開關(guān)，所能實現(xiàn)的功能為開/關(guān)、調(diào)光、只開、只關(guān)、定時、漸亮、漸滅、定制、預設(shè)、無效，可以通過編程設(shè)定其中的一種。</p><p>　　遙控器與帶紅外線接收器的遙控開關(guān)或是紅外線接收開關(guān)配合使用，可以實現(xiàn)遙控燈光的開關(guān)或調(diào)光功能。</p><p>　　場景開關(guān)：照明場景組合開關(guān)，沒每一鍵可以控制六路光源調(diào)光或者九路光源開關(guān)

67、，可預設(shè)四種不同的燈光場景。</p><p>　　輔助輸入單元：接收外界接點信號，轉(zhuǎn)換成C-BUS信號來控制照明或其他負載。通過輔助輸入單元，C-BUS系統(tǒng)可以方便與其他系統(tǒng)（如消防/保安/監(jiān)控等）整合起來。</p><p>　　智能繼電器：用于對照明及其他負載進行開關(guān)控制。</p><p>　　智能調(diào)光器：用于對照明回路的調(diào)光控制。</p><

68、p>　　4.2.3 C-BUS在圖書館中的應(yīng)用</p><p>　　圖4-2 基于C-BUS的圖書館智能照明系統(tǒng)接線示意圖</p><p>　　由于閱覽室面積很大，可以將它分成若干個獨立的照明區(qū)域，根據(jù)需要開啟相應(yīng)區(qū)域的照明，并且在靠窗的地方配照度度傳感器，智能的利用室外自然光，當天氣晴朗，室內(nèi)燈會自動調(diào)暗；天氣陰暗，室內(nèi)燈會自動調(diào)亮，以始終保持室內(nèi)恒定的亮度（預設(shè)）。由于出入口多，

69、可在閱覽室內(nèi)采用多點控制，方便使用人員操作。在每個出入口都可以開啟或關(guān)閉整個辦公區(qū)的所有的燈，這樣可根據(jù)需要方便就近控制閱覽室的燈。同時根據(jù)時間進行控制，比如晚上9點自動關(guān)燈。</p><p>　　書庫可采用定時控制和紅外移動控制等方式，當有人進入時自動開啟某回路，人走后，自動關(guān)閉該回路。根據(jù)規(guī)范，書庫照明宜分區(qū)分架控制及書架行道設(shè)置單獨或雙控開關(guān)，可采用紅外移動控制延時控制等方式結(jié)合。</p>&

70、lt;p>　　多媒體教室可通過場景預設(shè)，將教室場景設(shè)置為會議狀態(tài)、多媒體上課狀態(tài)、打掃衛(wèi)生狀態(tài)等多個場景。當會議開始時，通過遙控器呼出開會模式，桌面上方燈光調(diào)亮，以保證300-400lx，而周圍背景燈光慢慢調(diào)低到原有水平的30-40lx。當上課時，呼出多媒體場景，桌面上方燈光調(diào)低到一定亮度，周圍環(huán)境燈光與投影幕前燈光慢慢熄滅。打掃衛(wèi)生時，呼出狀態(tài)，此時只有部分燈被打開到70%，既保證清潔人員有足夠的工作照度，又節(jié)省了能源。<

71、/p><p>　　走廊采用定時控制和紅外移動控等方式。在平時啟用紅外移動控制方式，人來開燈，人走后延時關(guān)閉，以節(jié)約能演。</p><p>　　此外，利用局域網(wǎng)與C-BUS的通訊，可在控制室對整個照明系統(tǒng)進行監(jiān)控和維護。采用該系統(tǒng)后，照明系統(tǒng)運行在全自動狀態(tài)，系統(tǒng)將按預先設(shè)置切換若干基本工作狀態(tài)，如“白天”、 “晚上”、 “周末”、 “節(jié)假日”等。</p><p><

72、;b>　　5照度計算</b></p><p>　　5.1 照度計算的依據(jù)</p><p>　　照度計算時，可采用單位容量法。單位容量法適用于均勻的一般照度計算，它主要計算每單位被照面積所需燈具安裝功率：W=P/S(P為全部燈具安裝功率，單位：瓦；S為被照面積，單位：平方米)，。根據(jù)《建筑照明設(shè)計標準》GB 50034-2004 中學校建筑照明功率密度如下表</p&g

73、t;<p>　　表5-1 學校建筑照明功率密度值</p><p><b>　　5.2 照度計算</b></p><p>　　具體計算方法如下：一層庫房為單獨一回路，面積S=9.9×8.4=83.16㎡，查表得照明功率密度ρ=5 W/㎡，因此該庫房總功率P=83.16×5=415.8W，若選擇100W的雙管熒光燈，則燈數(shù)N=P/S=41

74、5.8/100=4.158，即選用4盞100W的燈，考慮節(jié)能的問題，選用100W節(jié)能熒光燈（計算中都用此方法）。</p><p>　　5.3 計算結(jié)果統(tǒng)計： </p><p>　　表5-2 一層燈具統(tǒng)計</p><p>　　表5-3 二層燈具統(tǒng)計</p><p>　　表5-4 三層燈具統(tǒng)計</p><p>　　表5-5

75、 四層燈具統(tǒng)計</p><p><b>　　6結(jié)論</b></p><p>　　從節(jié)能、環(huán)保、管理、運行、維護等方面考慮，本設(shè)計具有前瞻性，現(xiàn)代智能照明控制方式成為圖書館照明控制的主流。</p><p>　　綜合分析，智能照明控制系統(tǒng)在現(xiàn)代智能建筑中的應(yīng)用效果有以下幾個方面：</p><p>　　1.照明智能控制。采用智

76、能照明控制系統(tǒng)，可以通過編程預先設(shè)置各區(qū)域的光照度，以適應(yīng)各種場合、不同場景的要求。智能照明可將照度自動調(diào)整到工作最適合的水平。無論在什么場合或天氣怎么變化，系統(tǒng)均能保證各區(qū)域照度維持在預先設(shè)置的水平。</p><p>　　2.改善工作環(huán)境。智能照明系統(tǒng)中的可調(diào)光電子鎮(zhèn)流器工作在很高頻率，克服了頻閃，消除了起輝時的亮度不穩(wěn)定，為人們提供了舒適的工作環(huán)境。</p><p>　　3.可觀的節(jié)能

77、效果。智能照明控制系統(tǒng)使用了先進的電子技術(shù)，能對多數(shù)燈具進行智能調(diào)光。當室外光較強時，室內(nèi)照度自動調(diào)暗，室外光較弱時，室內(nèi)照度自動調(diào)亮，是室內(nèi)的照度始終保持在恒定值附近，從而能夠充分利用自然光實現(xiàn)節(jié)能的目的。此外，通過預設(shè)照明狀態(tài)等方式，收到可觀的節(jié)能效果。</p><p>　　4.減少維護費用。運用智能化的照明控制系統(tǒng)，大大提高了燈具等設(shè)備的平均壽命，減少運行維護費用，帶來較大的投資回報。</p>

78、<p>　　與傳統(tǒng)的照明控制系統(tǒng)相比，智能照明控制系統(tǒng)在布線方式、照明方式、管理方式以及節(jié)能方面均有不少優(yōu)點：</p><p>　　傳統(tǒng)照明控制采用手動開關(guān)，只有開和關(guān)，而且只能一路一路的開和關(guān)。而智能照明控制采用調(diào)光模塊，通過燈光的調(diào)光在不同的使用場合產(chǎn)生不同的燈光效果，營造出不同的舒適的視覺氛圍。通過對場景的預設(shè)置和記憶功能，操作時只須按一下控制版面上某一個鍵即可啟動一個燈光場景，各照明回路隨即自

79、動變換到相應(yīng)的狀態(tài)。上述功能也可以通過遙控器實現(xiàn)。</p><p>　　智能照明控制系統(tǒng)采用低壓二次小信號控制，控制方式多、功能強、范圍廣、自動化程度高。一臺計算機就可對整個圖書館的照明實現(xiàn)智能化管理；另外，在智能照明控制系統(tǒng)中，通過設(shè)置電壓限制，可以避免或降低電網(wǎng)電壓以及浪涌電壓對燈具的沖擊，從而起到保護燈具，延長燈具使用壽命的作用。智能照明控制系統(tǒng)更是一個開放式的系統(tǒng)，通過標準網(wǎng)絡(luò)接口可方便地與其他系統(tǒng)連接。

80、</p><p>　　智能照明控制系統(tǒng)采用多點控制，多個開關(guān)連接在一條總線上線路安裝簡單，也節(jié)省線纜用量。</p><p>　　綜上所述，采用智能照明控制系統(tǒng)不僅可以滿足便捷控制、燈光效果等要求，而且具有可觀的節(jié)能效果及延長燈具壽命，還能降低運行維護費用，大大簡化穿管布線工作量。智能照明控制系統(tǒng)辦公大樓、賓館酒店、娛樂場所、商場、體育場館、公寓別墅等理想的照明控制設(shè)備。</p>

81、<p><b>　　致謝</b></p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計我遇到了很多問題，深刻認識到了自己的不足與欠缺，通過查閱資料、詢問同學，尤其是在老師的耐心而詳細的指導下，對自己的設(shè)計有了充分的認識，對相關(guān)知識也有了深刻的了解，也進一步熟悉了相關(guān)軟件（CAD、visio、word等），感謝老師。</p><p><b>　　參考文獻</b

82、></p><p>　　[1] 王幸強.南京圖書館智能照明控制系統(tǒng)設(shè)計.《低壓電器》,8期,2008年:29-31 </p><p>　　[2]俞芬.智能照明控制技術(shù)及其在圖書館的應(yīng)用.《智能建筑》,9期，2005年，56-58</p><p>　　[3]潘向龍.關(guān)于圖書館建筑節(jié)能的研究與實踐.《圖書館論壇》,第27卷第3期,2007年6月:147-149&l

83、t;/p><p>　　[4] 潘向瀧.對圖書館擴建問題的思考[J].高校圖書館工作,2005 (3)</p><p>　　[5]洪偉.杭州圖書館新館照明的節(jié)能設(shè)計.《建筑電氣》，28卷，2009年：54-57</p><p>　　[6]崔曉剛. 現(xiàn)代大型圖書館的電氣設(shè)計. 《低壓電器》, 10期, 2009年:33-36</p><p>　　[7

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85、t;　　[10]張濤.C-BUS智能照明控制系統(tǒng)在悉尼奧運會主體育場中的運用.《智能建筑電工技術(shù)》，3期，2005年：53-55</p><p>　　[11]俞麗華.智能照明控制技術(shù)及發(fā)展.《智能建筑與城市信息》，10期，2007年：98-101</p><p>　　[12]Beasley, Don; Beasley, Janet Your Church.Intelligent Light