节能效果控制策略

4．5．1　节能效果控制策略

1）可预知时间表控制

在活动时间和内容比较规则的场所，灯具的运行基本上是按照固定的时间表进行的，规则地配合上班、下班、午餐、清洁等活动在平时、周末、节假日等的变化，就可以采用预知时间表控制策略。通常适用于一般的办公室、工厂、学校、图书馆和零售店等。

如果策划得好，按预知时间表控制策略的节能效果显著，甚至可达到40%。同时，采用预知时间表控制可带来照明管理的便利，并起到一定的时间表提醒作用，例如提示商店开门、关门的时间等。

可预知时间表控制策略通常采用时钟控制器来实现，并进行必要的设置来保证特殊情况（如加班）时能亮灯，避免将活动中的人突然陷入完全的黑暗中。

2）不可预知时间表控制

对于有些场所，活动的时间是经常发生变化的，可采用不可预知时间表控制策略，如在会议室、复印中心、档案室、休息室和试衣间等场所。

虽然在这类区域不可采用时钟控制器来实现，但通常可以采用人员动静传感器等来实现，节能可高达60%。不过，应当注意，尤其是在大空间办公室内，灯具的开关会引起对相邻地区的干扰，所以这时一般会采用将灯光调亮或调暗，而不是直接的开关变化。

3）自然采光控制

若能从窗户或天空获得自然光，即所谓的利用自然采光，则可通过关闭电灯或降低电力消耗来节能。利用自然采光节能，与许多因素有关:天气状况，建筑的造型、材料、朝向和设计，传感器的选择和照明控制系统的设计和安装，建筑物内活动的种类、内容等。自然采光的控制策略通常用于办公建筑、机场、集市和大型廉价商场等。

自然采光的控制一般使用光照度传感器实现。应当注意的是，由于自然采光会随时间发生变化，因此通常要与人工照明相互补偿。另外，自然采光的照明效果随与窗户的距离增大而降低，所以一般将靠窗4m左右以内的灯具分为单独的回路，甚至将每一行平行于窗户的灯具作为单独的回路，以便进行不同的亮度水平调节，保证整个工作空间内的照度平衡。

智能照明控制系统中的照度传感器通过测定工作面的照度，与设定值比较来控制照明开关，这样可以最大限度地利用自然光，达到节能的目的。同时，也可以提供一个不受季节与外部气候环境影响的相对稳定的视觉环境。利用自然光控制房间照度的示意图如图4．2所示，图4．3是敞开式办公室自然光控制的实际效果。

图4．2　利用自然光的控制

图4．3　敞开式办公室自然光控制的实际效果

由于外界自然光的变换错综复杂，而且常常夹杂着人为的干扰或瞬时突变的情况，所以自然光控制策略的要点是必须正确识别自然光变化的长期趋势。例如，可以对照度的时变信号通过低通滤波器或限幅滤波器进行处理，避免出现控制动作的频繁震荡以及过多的误动作。自然光控制策略的另一个要点是控制的整体性。由于基于自然光的响应控制对室内照度的梯度变化不加以细致区分，所以一般对人造光源的控制一般优先采用一致的算法，即进行整体的调亮、调暗和开关动作，目的是为了简化控制成本和降低室内照度的不均匀性。

这种控制策略的缺点在于系统的整体节能效果未做到最优化，房间照度的变化会出现阶跃性跳变等问题。

4）亮度平衡控制

这一策略利用了明暗适应现象，即平衡相邻的不同区域的亮度水平，以减少眩光和阴影，减小人眼的光适应范围。例如:可以利用格栅或窗帘来减少日光在室内墙面形成的光斑；可以在室外亮度升高时，开启室内人工照明，在室外亮度降低时，关闭室内人工照明。亮度平衡的控制策略通常用于隧道照明的控制，室外亮度越高，隧道内照明的亮度也越高。

如果建筑室内亮度平衡控制也采用光照度传感器来实现，其控制的逻辑恰好与隧道控制相反。

5）维持光通量控制

通常照明设计标准中规定的照度标准是指“维持照度”，即在维护周期末还要能保持这个照度值。这样，新安装的照明系统提供的照度要比这个数值高20%～35%，以保证经过光源的光通量衰减、灯具的积尘、室内地面的积尘等，在维护周期末达到照度标准。维持光通量策略就是指根据照度标准，对初装的照明系统减少电力供应，降低光源的初始光通量，而在维护周期未达到最大的电力供应，这样就可减少每个光源在整个寿命期间的电能消耗。

维持光通量控制采用照度传感器和调光控制相结合的方法来实现。然而，当大批灯具采用这一控制方式时，初始投资会很大；而且，该控制方式要求所有的灯同时更换，而无法考虑有些灯的提前更换。

6）作业调整控制

在一个大空间内，通常要维持恒定的照度。采用作业调整控制策略，可以调节照明系统。改变局部的小环境照明，例如，改变工作者局部的环境照度，降低走廊、休息厅的照度。提高作业精度要求较高区域的照度作业调整，控制的另一优点是，它能给予工作人员控制自身周围环境的权力，这有助于雇员心情舒畅，提高生产率。通常，这一策略通过改变一盏灯或几盏灯来实现，可以利用局部的调光面板或者使用红外线、无线遥控器等。

7）平衡照明日负荷控制

电力公司为了充分利用电力系统中的装置容量，提出了实时电价的概念，即电价随一天内不同的时间段而变化。我国已推出“峰谷分时电价”，将电价分为峰时段、平时段、谷时段，即电能需求高峰时电价贵，低谷时电价廉，鼓励人们在电能需求低谷时段用电，以平衡电能量负荷曲线。

智能照明控制系统可以在电能需求高峰时降低一部分非关键区域的照度水平，这样同时降低了空调制冷耗电，也就降低了电费支出。