室內(nèi)墻面照度傳感器布置方法及照明調(diào)光控制系統(tǒng)的研究_圖文

1、室內(nèi)墻面照度傳感器布置方法及照明調(diào)光控 制系統(tǒng)的研究重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文(學(xué)術(shù)學(xué)位學(xué)生姓名 指導(dǎo)教 專 :侯賀師:雍靜教授 業(yè):電氣工程 學(xué)科門類:工學(xué)重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院 二0一二年五月Research on Wall Sensor Placement Method and Indoor Lighting Dimming Control SystemA Thesis Submitted to Chongqing Universityin Partial Fulfillment of the Requirement for theMasterS Degree of EngineeringBvI

2、P"Hon HeSupervised by Prof.Yong JingSpecialty:Electrical E ngineering College of Electrical Engineeringof Chongqing University, Chongqing,ChinaMay,2012重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文 中文摘要 摘 要針對照明負(fù)荷對電網(wǎng)產(chǎn)生的壓力、及現(xiàn)代人們對照明光環(huán)境質(zhì)量要求的不斷 提高,照明系統(tǒng)的節(jié)能問題受到越來越多的關(guān)注,對照明調(diào)光系統(tǒng)節(jié)能的研究也 逐漸增多。就目前的照明調(diào)光控制系統(tǒng)來看,雖然其在節(jié)能方面起到了積極促進(jìn) 的作用,但是仍然存在著被人忽略的問題,

3、如放置在室內(nèi)工作面上的照度傳感器 易受辦公物品、人體活動(dòng)等遮擋,促使調(diào)光系統(tǒng)動(dòng)作不準(zhǔn)確,進(jìn)而導(dǎo)致電能資源 的浪費(fèi),因此就需要尋求合理的室內(nèi)照度傳感器的布置方法。為解決所提出的室 內(nèi)照明調(diào)光控制系統(tǒng)不能使系統(tǒng)準(zhǔn)確調(diào)光的問題,基于室內(nèi)墻面與工作面照度之 間的比例關(guān)系模型,筆者提出了室內(nèi)照度變化傳遞比的概念以及由墻面替代工作 面設(shè)置照度傳感器的方法,又設(shè)計(jì)完成照明調(diào)光控制系統(tǒng)的硬件及軟件組成,并 且在教室中使用了該傳感器的布置方法進(jìn)行仿真研究和實(shí)驗(yàn)研究,驗(yàn)證了該方法 的有效性。具體工作如下:基于室內(nèi)墻面與工作面照度之間的比例關(guān)系模型,確定當(dāng)光通量變化時(shí), 墻面垂直照度與工作面水平照度間的照度變化傳遞

4、比。通過仿真和實(shí)驗(yàn)手段研究 了傳感器在墻面上布置時(shí),傳感器與被調(diào)光源的方位關(guān)系對照度變化傳遞比的影 響,得出了適用于辦公和閱覽場所調(diào)光系統(tǒng)照度傳遞比的兩個(gè)約束條件。滿足該 約束條件即可獲得室內(nèi)墻面?zhèn)鞲衅鞯挠行Х胖梦恢眉八钄?shù)量。在墻面?zhèn)鞲衅鞑贾梅椒ǖ难芯炕A(chǔ)上,通過將墻面?zhèn)鞲衅鞯牟贾梅椒ㄔ?普通教室中的仿真研究,確定僅在室內(nèi)墻面上布置傳感器時(shí)對人工光源的調(diào)光控 制策略,及對調(diào)光效果仿真分析,說明該方法在照明空間中的具體應(yīng)用。根據(jù)所提出的墻面?zhèn)鞲衅鞯牟贾梅椒?利用現(xiàn)有的照明實(shí)驗(yàn)室,設(shè)計(jì)完 成了一個(gè)多功能照明調(diào)光控制系統(tǒng),通過對室內(nèi)空間各區(qū)域光源的控制,測量記 錄了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),并且與相同實(shí)驗(yàn)空

5、間的室內(nèi)仿真進(jìn)行對比分析,由實(shí)驗(yàn)結(jié) 果再次驗(yàn)證了墻面?zhèn)鞲衅鞑贾梅椒ǖ目尚行?且能有效解決調(diào)光系統(tǒng)的誤動(dòng)作問 題。關(guān)鍵詞:調(diào)光系統(tǒng),照度變化傳遞比,照度bL侈,J模型,教室,照度傳感器重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文 英文摘要 ABSRRACTEnergy.saving lighting system draws more andmore attention because the pressure generated by the lighting loads on the grid and the improved requirements ofmodem people to the quality o

6、f the lighting environment,the study on energy。saving lighting dimming system is also gradually increasing.Current lighting dimming control system which acts a positive promoting role on energysaving,however it also exists some inadequacies be neglected.As Office supplies and people may shade illumi

7、nance sensors installed on the table SO that the lighting dimming control system is not able tO act correctly,then lead to a waste of energy resources,SO a rational sensor placement method should be proposed.Inorder tO solve the proposed problem,based on the illuminance ratio model,an index of illum

8、inance.variation transfer ratio and an approach using sensors installed on wall instead of table were proposed,a lighting dimming system also had been designed and finished,and the proposed approachwas applied to a lighting dimming control system in classroom bysimulations and experiments,whichconfi

9、rmed the validity of the proposed approach.Based on the illuminance ratio model,choose an appropriate illnminance-variation transfer ratio between vertical illuminance on wall and horizontalillnminance on table.The effects of the location of sensor and controlled lighting onthe illnminance.variation

10、 transfer ratio were investigated bysimulations and experiments Two constraint conditions are presented for determining the location and number of sensors in an offjice or readingroom.The rational number and location of wallsensor can get by proposed constraint conditions.Based on wall.sensor placem

11、ent method,the proposed approach was applied to a lighting dimming control system in classroom,ensure indoor artificial light dimming control strategy,and analysis to dimming effect simulation,which confirmed the validity of the proposed approach.The specific application of proposed method was expla

12、ined in lightingroom.According to the proposed sensor placement method,a multi-functional lighting dimming system was designed and finished by existed lighting laboratory. Recorded corresponding experimental data by controlling each regional source,and the data were analyzed with indoor simulations

13、in the same experimental space.The validity of the proposed approach wasconfirmed by the experimental results and the IIproblem。f dimming contr。1systemc。uld not act correctly is res。lVedKev words:Dimming system,Transfer ratio,Illuminanceratio model,classroom, Illuminance sensorIII重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文 目錄 目錄1.4

14、本章總結(jié)52.5本章小結(jié).173墻面照度傳感器設(shè)置方式在教室照明控制中的應(yīng)用仿真18 3.1引言.18 3.2仿真空間描述.18 3.3墻面照度傳感器安裝位置及照度變化傳遞比.21 3.4調(diào)光控制策略.25 3.5調(diào)光效果仿真.263.6本章小結(jié).284基于墻面布置傳感器方法的照明調(diào)光控制系統(tǒng)29 4.1引言.29 4.2照明調(diào)光系統(tǒng)的控制方案.29重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文 目錄4.5本章小結(jié).495結(jié)論和后續(xù)工作展望.50 5.1論文主要結(jié)論.50 5.2后續(xù)工作展望.50致謝52參考文獻(xiàn)53附錄56A.作者在攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄:.56B.作者在正文中間無法列出的程序:.56 V重慶大學(xué)

15、碩士學(xué)位論文 1緒論 1緒論1.1問題的提出及研究意義隨著社會(huì)文明進(jìn)步,經(jīng)濟(jì)健康持續(xù)發(fā)展,不可再生能源的逐漸消耗,如今在 我國乃至全世界已經(jīng)面臨嚴(yán)重的資源緊缺現(xiàn)象,能源一直是我們?nèi)祟愘囈陨娴?保障,資源面臨枯竭理當(dāng)引起我們廣泛的重視。長期以來,保護(hù)環(huán)境、節(jié)約能源 已成為我們?nèi)祟惞餐P(guān)注的課題,針對日益增長的能源需求和能源消耗之間存 在的矛盾,各個(gè)領(lǐng)域都在尋求行之有效的解決辦法。電能與人們的生活密切相關(guān),近幾十年,人類物質(zhì)文明已有很大進(jìn)步,與此 同時(shí)精神文明也快速向前發(fā)展,人們對居住、辦公、學(xué)習(xí)環(huán)境質(zhì)量及其舒適度要 求不斷提高,建筑室內(nèi)環(huán)境是人們接觸最頻繁和密切的環(huán)境,因此帶來巨大的能 源消

16、耗,據(jù)統(tǒng)計(jì)空調(diào)系統(tǒng)的能量消耗一般占據(jù)了整個(gè)建筑耗電量的40%-50%左右 【11。建筑照明用電量也占很大比重,研究表明,2007年我國的總發(fā)電量為32559億千瓦小時(shí),年照明耗電達(dá)3900億度,占全國電力消費(fèi)總量的比重已經(jīng)超過12%, 而且照明用電量平均每年還在以15%左右的速度遞增,估計(jì)目前照明的用電量應(yīng) 該占總量的20%30%左右。人們生活不斷的奢侈化,室內(nèi)照明裝飾越來越美觀, 燈具使用越來越多,給建筑照明也帶來很大的壓力,假如能夠節(jié)約10%的照明用 電,按熱當(dāng)量換算,就等于節(jié)約152萬桶石油,在能源越來越緊缺的情況下,這 是一個(gè)相當(dāng)可觀的數(shù)字【21。因此,照明的研究在當(dāng)今社會(huì)具有重要意義

17、。眾所周知,人們是通過五種器官來感知外部世界的,然后通過大腦做出適當(dāng) 的反應(yīng)。據(jù)統(tǒng)計(jì),人類的五種感覺器官感知比例分別為:味覺1%,觸覺1.5%,嗅 覺3.5%,聽覺7%,視覺87%t31。由此可知,良好正常的視覺功能對人類來說是非 常重要的。但是據(jù)2004年衛(wèi)生部、教育部的聯(lián)合調(diào)查顯示,我國的小學(xué)、初中、 高中學(xué)生的近視率分別為32.5%、59.4%、77.3%。我國學(xué)生近視患病率達(dá)60%, 從1998年的世界排名第四上躍居世界第二,患病人數(shù)達(dá)6000萬,居世界之首, 大學(xué)生的近視患病率也顯著增高,2002年上海市的中小學(xué)生視力不良率為 52.52%【4】引,導(dǎo)致眼睛近視的原因與教室內(nèi)的照明環(huán)

18、境關(guān)系密切,室內(nèi)照度不均勻, 照度水平偏低,室內(nèi)眩光等因素對人的眼睛有極大的傷害,尤其是學(xué)生,正處于 成長時(shí)期,更加需要引起社會(huì)的關(guān)注;不僅教室的照明環(huán)境差,我國的大部分辦 公建筑還是沿用傳統(tǒng)的照明方式,辦公室內(nèi)工作面照度設(shè)計(jì)普遍偏高【6J,盡管較高 照度能使人們精神振奮,但是人眼作為視覺器官最能適應(yīng)的是自然光,長期處于 人工照明的環(huán)境下不利于人的身心健康,所以人們充分利用自然光資源,當(dāng)有自 然光強(qiáng)光照射時(shí),就會(huì)使室內(nèi)照度嚴(yán)重不均勻,人眼從明亮處到暗處需要一個(gè)視重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文 1緒論覺適應(yīng)過程,否則會(huì)有強(qiáng)烈的不舒適感,如果對自然光能夠較好的利用,也會(huì)節(jié) 約很多電能的開支。考慮目前教室及辦

19、公室室內(nèi)光環(huán)境不能滿足人們視覺以及身 心健康的需求,通過調(diào)節(jié)室內(nèi)人工光源改善工作面照度不均勻、合理利用自然光 的照明研究更加勢在必行。目前的照明調(diào)光系統(tǒng)中,照度傳感器大都放置于工作面上【7131,由于辦公文件 以及其他物品遮擋,室內(nèi)人員走動(dòng)不可避免,這些因素對傳感器造成的影響導(dǎo)致 了調(diào)光系統(tǒng)誤動(dòng)作,長此以往,照明調(diào)光系統(tǒng)不僅失去了本身節(jié)能的意義,而且 增加了資源的浪費(fèi),室內(nèi)照明環(huán)境還是沒有從根本上得到改善,無法滿足人們對 良好舒適工作環(huán)境的需求,為解決這樣潛在問題,需要尋找一種較好的方法來布 置傳感器,以此改善調(diào)光系統(tǒng)動(dòng)作不準(zhǔn)確的現(xiàn)象。當(dāng)前,國內(nèi)外文獻(xiàn)中,在改善 系統(tǒng)誤動(dòng)作問題上及如何確定室內(nèi)

20、傳感器的布置方法上鮮有研究。照明傳感器布置方法及室內(nèi)照明調(diào)光系統(tǒng)的研究也充分體現(xiàn)了以人為本的綠 色和可持續(xù)照明的理念,可以為人們提供一個(gè)更加良好的工作環(huán)境,有益于人身 心健康且提高生產(chǎn)效率。在室內(nèi)引入自然光可以營造一個(gè)動(dòng)態(tài)的室內(nèi)環(huán)境,通過 用戶預(yù)設(shè)改變光源光通量,并不需要全部光源光通量都達(dá)到100%,在某些時(shí)候 有些光源可以是70%、30%、甚至更少,照明調(diào)光控制系統(tǒng)的使用不僅能夠降低 用戶電費(fèi)支出,也能減輕供電壓力,綜上所述,研究課題具有良好的學(xué)術(shù)意義和 實(shí)用價(jià)值。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀電力資源短缺是目前我國面臨的重大問題,照明負(fù)荷則成為造成電網(wǎng)壓力大、 電力供應(yīng)不足的原因之一。針對照明負(fù)荷對

21、電網(wǎng)產(chǎn)生的壓力,人們不斷的尋求在 不至影響人們正常工作、閱讀的情況下能夠減少照明用電能耗的有效辦法。智能 化已經(jīng)成為當(dāng)今建筑發(fā)展的主流技術(shù),但是大多數(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(shí)現(xiàn)簡單的 區(qū)域照明和定時(shí)開關(guān)功能14】。智能化技術(shù)可以有效的解決照明系統(tǒng)存在的問題, 20世紀(jì)90年代的照明控制系統(tǒng)的研究基于現(xiàn)場總線技術(shù),主要有EIB(歐洲安裝總 線is】、歐洲業(yè)界推出的DALI系統(tǒng)(數(shù)字化可尋址調(diào)光接口】6_19】、在美國市場 占主導(dǎo)地位的是電力線載波X.10系統(tǒng)20-221、日系企業(yè)提出的HBS(家庭總線系統(tǒng) 23-241等,使用總

22、線技術(shù)促使照明控制與末端設(shè)備之間的布線更為簡單或無需布線, 而且靈活、方便。照明調(diào)光系統(tǒng)在智能建筑中應(yīng)用越來越廣泛,是照明節(jié)能的重要手段。而且 現(xiàn)代辦公室照明設(shè)計(jì)也向著更舒適、安全和節(jié)省能源的方向發(fā)展,經(jīng)過十幾年的重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文 1緒論研究進(jìn)展,研究重點(diǎn)己轉(zhuǎn)向如何通過室內(nèi)自動(dòng)調(diào)光來滿足人們心理上對工作環(huán)境 照明的需要,近年來,國內(nèi)外對于照明調(diào)光系統(tǒng)的研究中,主要分為以下三個(gè)部 分:調(diào)光系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)(調(diào)光電子鎮(zhèn)流器、控制器(控制策略、檢測元件。 對于執(zhí)行機(jī)構(gòu),即調(diào)光鎮(zhèn)流器的研究,通過改善調(diào)光電子鎮(zhèn)流器來提高光源 的效率,文獻(xiàn)f251中提出一種開關(guān)占空比的調(diào)光方法,在半橋逆變器中,控制兩個(gè)

23、 開關(guān)的占空因數(shù)(d來改變負(fù)載功率的簡單辦法,由于直流線路電壓很高,開關(guān) 將承受高的切換應(yīng)力,實(shí)際最小的占空因數(shù)也會(huì)限制熒光燈調(diào)光的范圍。文獻(xiàn)26提出通過改變半橋逆變器的開關(guān)頻率以改變感抗,調(diào)節(jié)光源的供電頻率,使光源 工作電流變化來實(shí)現(xiàn)調(diào)光。它具有調(diào)光效果較好、調(diào)光范圍寬的優(yōu)點(diǎn)。但由于需 要較寬的開關(guān)頻率范圍,所以對輸入濾波器的要求較高,而且調(diào)光過程中,開關(guān) 頻率的增加明顯增加了鎮(zhèn)流器的開關(guān)損耗和鐵心損耗。在文獻(xiàn)271128中提出了采 用模擬調(diào)光電壓來改變電光源的交流供電電壓的調(diào)光方法,該調(diào)光法的調(diào)光效果 較好,并且調(diào)光功率范圍可以做得較大。文獻(xiàn)29提出通過使逆變器以恒定的開關(guān) 頻率操作,改變

24、直流線路電壓的調(diào)光控制,利用逆變器直流線路電壓的可改變性, 能對熒光燈系統(tǒng)提供平穩(wěn)而理想的調(diào)光控制。電壓控制法的顯著特點(diǎn)是當(dāng)燈的功 率減小時(shí),總的鎮(zhèn)流器損耗降低,與頻率調(diào)光法相比能更有效的節(jié)能。目前,熒 光燈的電子鎮(zhèn)流器的調(diào)光技術(shù)日趨完善,可調(diào)光技術(shù)的發(fā)展為照明調(diào)光系統(tǒng)的研 究提供了良好的調(diào)光基礎(chǔ)【j小如J。對于調(diào)光控制器的研究主要是對調(diào)光系統(tǒng)控制策略的研究,FRANCISM等人 提出了分時(shí)段控制、根據(jù)采光量控制等方法36】,這對于白晝期間能夠使室內(nèi)照明 更有效的利用自然光,也有學(xué)者提出恒照度控制(保持場所的照度不隨目光的變 化而改變、場景控制(根據(jù)場景需要投入適量的燈具工作、動(dòng)靜探測控制(根

25、 據(jù)人員走動(dòng)情況對照明燈具進(jìn)行控制等方法37】,文獻(xiàn)38.41研究在室內(nèi)以天然 采光為主,通過自動(dòng)調(diào)光系統(tǒng)補(bǔ)光的控制策略。文獻(xiàn)42】研究利用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控 制建立室內(nèi)照度和窗簾旋轉(zhuǎn)角度之間數(shù)學(xué)模型,調(diào)整百葉簾的遮陽角度來使工作 面上的照度值達(dá)到視覺舒適度要求,當(dāng)照度仍不能滿足設(shè)定值要求時(shí),采取照明 補(bǔ)光控制方式,這些控制策略的提出對于節(jié)約照明耗電有巨大的作用。照明系統(tǒng)中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制器的研究已經(jīng)較為成熟,但對于檢測元件的使 用與布置方法介紹甚少,用于室內(nèi)照明控制系統(tǒng)的檢測元件主要有光敏電阻、照 度傳感器,其中,光敏電阻主要用于工廠、博物館、圖書館等大型場所,照度傳 感器主要用于辦公室、教室等

26、場所來檢測室內(nèi)工作面的平均照度,照度傳感器是 使用最為廣泛的檢測元件,可以用于照明控制系統(tǒng)的多級及連續(xù)調(diào)光控制。若在 理想無人的環(huán)境條件下,使用照度傳感器的調(diào)光系統(tǒng)會(huì)得到較好的控制效果,能 夠節(jié)約電能,反之則不然。重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文 1緒論雖然調(diào)光系統(tǒng)的使用起到很好的節(jié)能作用,但往往被人忽視的一個(gè)問題就是 照度傳感器大都放置在工作面上,很容易受辦公文件等遮擋,墻面的傳感器放置 位置偏低,當(dāng)室內(nèi)人員走動(dòng)時(shí)都可能會(huì)影響照度傳感器的正常工作,這些因素都 會(huì)導(dǎo)致室內(nèi)光環(huán)境質(zhì)量變差,或?qū)嶒?yàn)結(jié)果不夠準(zhǔn)確。而在照度傳感器受遮擋的情 況下,系統(tǒng)不能正常調(diào)光使工作面上的照度水平達(dá)到要求,如果長時(shí)間處于不理 想

27、的工作光環(huán)境中,會(huì)給辦公人員帶來極大的不便,也會(huì)導(dǎo)致電能的浪費(fèi)。文獻(xiàn)4849提出以光通傳遞函數(shù)為基礎(chǔ),通過建立光通傳遞函數(shù)矩陣,分別提出基于光通 傳遞函數(shù)矩陣的單光源和多光源照度比例模型,說明密閉空間內(nèi)任意兩點(diǎn)之間照 度成一定比例關(guān)系。文獻(xiàn)50在照明系統(tǒng)的研究中給出一些光源與傳感器的布置原 則:燈具布置需滿足工作、生活需求;傳感器的分布必須能夠真實(shí)的反映室 內(nèi)照度;光源與傳感器之間須無障礙,傳感器的分布位置在滿足前一條件的基 礎(chǔ)上可適當(dāng)調(diào)節(jié)。這些規(guī)則只是從表面上提出一些傳感器的布置方法,但在實(shí)際 操作中卻沒有給出具體的傳感器布置標(biāo)準(zhǔn),布置原則比較含糊,不容易把握。 綜上所述,目前照明調(diào)光控制系

28、統(tǒng)中傳感器的布置尚未形成較成熟的布置方 法,并且對系統(tǒng)中普遍存在誤動(dòng)作問題的研究暫未見報(bào)道,如何解決以上問題成 為照明調(diào)光系統(tǒng)研究的主題之一。重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文 1緒論1.3本文的研究內(nèi)容基于前述,本論文的總體研究工作是:為滿足室內(nèi)人們正常工作、學(xué)習(xí)的工作 面照度要求,并且能夠避免調(diào)光系統(tǒng)的誤動(dòng)作,研究室內(nèi)墻面照度與工作面照度 的比例關(guān)系,提出室內(nèi)照度變化傳遞比,研究照度變化傳遞比的影響因素,以此 分析室內(nèi)傳感器在室內(nèi)墻面上的布置位置,得到墻面?zhèn)鞲衅鞯牟贾梅椒?通過對 教室的仿真應(yīng)用說明該方法的使用及其有效性,再由設(shè)計(jì)的室內(nèi)照明調(diào)光控制系 統(tǒng),以實(shí)際照明空間作為對象,分析墻面?zhèn)鞲衅鞯牟贾梅椒?/p>

29、的可行性及驗(yàn)證墻面 傳感器布置方法能夠有效解決調(diào)光系統(tǒng)誤動(dòng)作的問題。具體的研究內(nèi)容包括:以照度比例模型為基礎(chǔ),研究室內(nèi)工作面與墻面在單個(gè)或多個(gè)光源同時(shí)變 化時(shí)任意兩點(diǎn)的照度變化比例關(guān)系,提出照度變化傳遞比。實(shí)地測量室內(nèi)照度變化數(shù)據(jù),說明照度變化傳遞比的唯一性。分析室內(nèi)對照度變化傳遞比可能產(chǎn)生影響的因素,采用DIALux照明仿真 計(jì)算軟件建立仿真模型,分別對各影響因素分析,確定室內(nèi)放置墻面?zhèn)鞲衅鞯姆?法。應(yīng)用所提出的室內(nèi)墻面?zhèn)鞲衅鞯牟贾梅椒?利用DIALux仿真,建立一教 室仿真空間,說明傳感器布置方法在大空間場所的使用方法,研究其調(diào)光的控制 策略。搭建完成在墻面上布置傳感器(基于墻面布置傳感器

30、方法的照明調(diào)光控 制系統(tǒng),并將其應(yīng)用到實(shí)際的照明空間內(nèi),再次由仿真及實(shí)驗(yàn)來說明傳感器布置 方法的實(shí)用性,驗(yàn)證其能夠有效解決調(diào)光系統(tǒng)誤動(dòng)作的問題。1.4本章總結(jié)本章首先簡要的論述了照明調(diào)光系統(tǒng)的研究意義和國內(nèi)外對照明系統(tǒng)研究及 室內(nèi)傳感器布置方法的研究現(xiàn)狀,分析了論文的研究意義,最后對本論文研究的 主要內(nèi)容做了簡要概括。重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文 2墻面照度傳感器的布置方法2墻面照度傳感器的布置方法2.1引言 .室內(nèi)照明控制系統(tǒng)主要包括三個(gè)部分:即檢測元件、控制器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。目 前對照明系統(tǒng)的控制策略方法及電子鎮(zhèn)流器技術(shù)的研究頗為廣泛,對于檢測元件 來說,用于室內(nèi)照明控制系統(tǒng)的檢測元件主要有光敏電阻、

31、照度傳感器,其中, 光敏電阻主要用于工廠、博物館、圖書館等大型場所,照度傳感器主要用于辦公 室、教室等場所來檢測室內(nèi)工作面的平均照度,照度傳感器使用較多,可以用于 照明控制系統(tǒng)的多級或連續(xù)調(diào)光控制?；谀壳暗氖覂?nèi)照明控制系統(tǒng)來看,照度 傳感器大都是放置于工作面上10-13135】【43郴,直接將照明控制目標(biāo)一一工作面照度 的當(dāng)前狀態(tài)輸入到控制系統(tǒng),通過控制器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)達(dá)到調(diào)整工作面照度至目標(biāo) 狀態(tài)的目的,也有將照度傳感器布置在墻面上【1¨,檢測的照度用于綜合評價(jià)室內(nèi) 照度均勻水平,但傳感器的放置位置偏低,且并無規(guī)則可循。這種照度傳感器設(shè) 置方式在沒有干擾的理想條件下,試驗(yàn)研究結(jié)論是正

32、確的,但是,照度傳感器是 一種點(diǎn)照度檢測元件,在實(shí)際工作或生活場所的運(yùn)用中,當(dāng)將其置于工作面時(shí), 極易受到附近正常人體活動(dòng)的影響,照度輸出非常敏感,不能正確反映工作面上 照度,從而使得控制系統(tǒng)的控制結(jié)果變壞,這也正是這種控制系統(tǒng)在理論上可行, 但不能很好推廣應(yīng)用的原因之一。在照明調(diào)光控制系統(tǒng)的研究中,對控制策略、調(diào)光電子鎮(zhèn)流器的研究已趨近 于成熟,而對于檢測元件的布置位置及方法鮮有研究,檢測元件位置的好壞直接 關(guān)系到照明調(diào)光系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。國內(nèi)有學(xué)者提出了室內(nèi)的照度比例模型,即在有 人工照明且室內(nèi)光源位置固定時(shí),任意兩點(diǎn)之間的照度值對應(yīng)成一定比例關(guān)系, 基于此,本章提出一種在墻面上設(shè)置傳感器的方

33、法,通過墻面?zhèn)鞲衅鬏敵稣斩戎? 以一定比例關(guān)系間接反映工作面照度,該比例系數(shù)可以由DIALux仿真得到,由于 墻面上合理位置布置傳感器受人員活動(dòng)影響較小,可有效提高控制的準(zhǔn)確性。 但是在室內(nèi)照明空間內(nèi),在墻面上布置傳感器需要考慮傳感器的位置,數(shù)量, 如果傳感器的放置位置較低,如低于人體的身高,若系統(tǒng)正在工作一一檢測照度 以備系統(tǒng)計(jì)算調(diào)光,此時(shí)室內(nèi)人員活動(dòng),必然會(huì)使傳感器采集的照度值產(chǎn)生嚴(yán)重 影響,無疑與將傳感器放置在工作面上效果一樣,致使調(diào)光系統(tǒng)動(dòng)作出現(xiàn)誤差, 若放置位置距離光源較遠(yuǎn),在干擾無法避免的情況下,也不利于系統(tǒng)調(diào)光的準(zhǔn)確 性,由此可見,尋求一種有效的傳感器的布置方法來優(yōu)化系統(tǒng)調(diào)光的效

34、果尤為重 要。重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文 2墻面照度傳感器的布置方法2.2照度變化傳遞比欲以墻面某點(diǎn)的照度來間接反映工作面某點(diǎn)的照度,必須在二者之間建立起 一定的比例關(guān)系。在一個(gè)密閉空間內(nèi),入射到室內(nèi)各表面上的光,有一部分被吸 收,另一部分被反射。被反射的部分可能會(huì)照射到室內(nèi)的其他表面上,然后在那 里又要被吸收或反射?？梢赃@樣認(rèn)為,這一吸收反射的過程要發(fā)生無數(shù)次,這種 通過多次反射光反射交換的現(xiàn)象稱之為相互反射p¨。由于光線相互反射,室內(nèi)某一點(diǎn)的照度不僅由光源的直射光產(chǎn)生,還有多次 反射光的貢獻(xiàn)。為了研究整個(gè)空間中各個(gè)面的相互反射影響,需要將這些面分割 成多個(gè)小面,每一個(gè)小面可以看做是均勻

35、發(fā)光體。本節(jié)結(jié)合Moon.Spencer的相互反射理論和OBrien的光通傳遞函數(shù)【4川,同時(shí) 又考慮直射照度和反射照度對照度計(jì)算的影響,由基于光通傳遞函數(shù)的照度矩陣 的照明計(jì)算方法【48,計(jì)算室內(nèi)各個(gè)面的直射照度及各個(gè)面之間的相互反射照度。 假設(shè)一具有”個(gè)平面的閉合空間,各表面均為均勻漫反射面。點(diǎn)J、尼所在平 面么,、么女的位置關(guān)系如圖2.1所示,其反射率分別為P,、P。島,圖2.1均勻漫反射面A,、A女的位置關(guān)系示意of two uniform diffuse reflections點(diǎn),所對應(yīng)的微元面4的最終照度弓由兩部分組成:直射照度E夠和反射照度 即:Ej2E鴦+E吩設(shè)微元面彳女的最終

36、照度西,那么么面反射出的光通量為:f弧LkAk=pkEkAk由A的反射并投射到Aj的光通量可根據(jù)光通傳遞理論得:(2.1 (2.2重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文 2墻面照度傳感器的布置方法曠峨=P女EkAkF柯=P女EkAkFjk 式中:%刊女到彳,的光通傳遞系數(shù)。叫,到Ak的光通傳遞系數(shù)。由于么女的反射,在么,上產(chǎn)生的平均照度為:%乎:叢竽:屏最啄 fi2彳鄧?yán)惨籮k又由于各個(gè)表面反射,在彳,上產(chǎn)生的平均照度為:(2.3 (2.4 (2.5在足夠小的情況下,可將視之為點(diǎn),的反射點(diǎn)照度。若同時(shí)考慮直射照度和反射照度的情況,點(diǎn),的照度42為:E,=%+%=彳,g,+nE。FJ。(2.6,-1k,=l 廳,

37、 可由矩陣表示為:1一P1E1一島E。 即:尼=Aeop2互21一仍E2式中,F=A=1一島五,P1F01一P。E。 一P。E。1 14。4:41彳224, 以:一p2曩21一P2C2E1E2 Er 4, 4:421么224l 么。2一島E。 一成E。1 1 4。么2。 以。 4。 么2。 Anm 西1西2 或(2.7 E D 。舊嘶II 咖 【王。料哪 =口 E重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文 2墻面照度傳感器的布置方法或=設(shè)G=F-1彳那么:E=GF吼即:其中:巨 如:Er緝2函,西2GllG12G21G22G,G:1一PlEl一P1E1一P2E21一P2E2島西2:咳一島E。 一P。E。114。 4

38、:4, 4:以,4:4。鳴。, 以。(2.8其中E和函為各點(diǎn)照度和光通量構(gòu)成的矩陣,GF為光通傳遞函數(shù)矩陣,G,t為光 源足對點(diǎn),的光通傳遞函數(shù),在光源位置確定的情況下,G欣由室內(nèi)各點(diǎn)的相對位置唯 一確定,不隨光源輸出光通量的改變而改變。由上述空間內(nèi)各目標(biāo)點(diǎn)的照度E和各光源光通量西可知:當(dāng)各光源位置不變, 己知各光源的光通量西1、西2、函。時(shí),對于空間內(nèi)兩個(gè)點(diǎn)(如墻面上f點(diǎn)和工 作面上,點(diǎn)的照度之比為:K:旦(2.9E,即:K:g!壘±g:壘:±g!壘(2.10G門痧1+G哆+,。 函 。 . /2G由式2.10可知:室內(nèi)兩點(diǎn)的照度值之比可由室內(nèi)光通傳遞函數(shù)和各光源光通量唯

39、一確定。由上文可知,室內(nèi)任意兩點(diǎn)之間的照度值之比可以計(jì)算,但比值與各光源輸 出光通量相關(guān),若室內(nèi)某光源光通量改變,則需要再次計(jì)算兩點(diǎn)之間的照度比, 在照明調(diào)光系統(tǒng)中,需要實(shí)時(shí)檢測各光源的光通量,且預(yù)先估計(jì)出光通傳遞函數(shù) 值來更新計(jì)算此比值,實(shí)時(shí)檢測各光源的光通量不易實(shí)現(xiàn),每次計(jì)算該比值也增晰卅卅甌q;q重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文 2墻面照度傳感器的布置方法加了調(diào)光控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的困難,同時(shí)也提高了對調(diào)光系統(tǒng)精確度的要求。如果通過檢測墻面照度變量能得到工作面照度同時(shí)變化了多少,如果已知初 始工作面照度,就可以計(jì)算該工作面調(diào)光后的照度。當(dāng)室內(nèi)各光源位置保持不變,但光通量發(fā)生變化時(shí),變化量分別為多1、 函2

40、、函。,對于空間內(nèi)任意兩個(gè)點(diǎn)(如墻面上i點(diǎn)和工作面上.,點(diǎn)的照度變 化之比可由式2.11表示:恥籌即:K:g!壘竺!±g:2壘竺2:±g坐壘竺?！癎,1西1+G,2少2+G,。多。由式2.12可見,如果空間內(nèi)僅有一個(gè)光源g的光通量變化, 照度變化比唯一確定的比值為:(2.11 (2.12 則任意兩個(gè)點(diǎn)的K,(g=生 (2.13 L,Jg如果空間內(nèi)有,?個(gè)光源同時(shí)具有相同的光通量變化,則任意兩個(gè)點(diǎn)的照度變 化比由光通傳遞函數(shù)唯一確定的比例值:K肌2船1:g!±墅:±亟 (2.14 " 7G門+G,2+G朋因此當(dāng)室內(nèi)只有一個(gè)光源調(diào)光,或有多個(gè)光源以

41、相同的光通量變化調(diào)光時(shí), 墻面垂直照度變化量E上與光源中心下方工作面上的水平照度變化量E之比(文 中稱為照度變化傳遞比肛E上/AE恒定。所以在此條件下,理論上可以以墻面 設(shè)置的傳感器代替工作面照度傳感器對工作面照度進(jìn)行調(diào)節(jié)。由上文理論推導(dǎo)可以得知,在照明調(diào)光系統(tǒng)中,可以在室內(nèi)墻面上放置照度 傳感器代替在工作面上放置照度傳感器,為了進(jìn)一步驗(yàn)證該理論推導(dǎo)可行性及照 度傳遞比的唯一性,利用已有的照明實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)地?cái)?shù)據(jù)測量。實(shí)際測量數(shù)據(jù)也 證明了當(dāng)光源光通量變化時(shí),墻面某點(diǎn)P與工作面某點(diǎn)Q的照度變化成固定的比 例關(guān)系。實(shí)測空間環(huán)境平面如圖2.2所示,室內(nèi)空間高2.8m,工作面距地面O.75m,頂 棚及

42、四周墻壁均為大白粉刷(p=0.7,地面為混凝土(p=0.2,均為漫反射材料, 室內(nèi)布置六套雙直管熒光燈,光源為YG2.1簡式熒光燈,單管光通量為30001m, 功率為36W,安裝高度為2.6m,室內(nèi)每套光源均配有手動(dòng)調(diào)光設(shè)備,可單獨(dú)自由重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文 2墻面照度傳感器的布置方法改變室內(nèi)各光源的光通量。室內(nèi)窗由窗簾遮擋,無晝光影響,僅改變一盞燈的光 通量(調(diào)光,Q點(diǎn)照度為光源正下方的工作面水平照度,P點(diǎn)照度為距地1.8m 高的墻面垂直照度。墻3bq 25001500L 2500451111 I刊n oN U1口 Nm _.I且l.I卜<一Q NP '一從【 25331267圖

43、2.2實(shí)測空間平面Q點(diǎn)與P點(diǎn)的初始照度分別為2071x、73.51x,通過改變室內(nèi)光源的光通量, 使Q點(diǎn)照度每次均勻變化101x,記錄P、Q兩點(diǎn)照度值及相應(yīng)的照度變化值,數(shù)據(jù)如 表2.1所示,計(jì)算出的照度變化傳遞比K也列于該表中。表2.1室內(nèi)照度變化傳遞比(K由表2.1中數(shù)據(jù)我們可以得知:照度變化傳遞比K并未呈現(xiàn)出唯一確定的值,實(shí) 際的測量中也會(huì)存在一些因素導(dǎo)致測量結(jié)果未達(dá)到預(yù)期效果,如測量時(shí)室內(nèi)的人 員走動(dòng)影響及儀器本身的測量誤差等的影響,K值會(huì)出現(xiàn)一定的波動(dòng),盡管有這樣 的偏差,但由表中數(shù)據(jù)來看,K值總體上還是基本恒定的,由此也可以驗(yàn)證室內(nèi)墻 面放置照度傳感器是可行的。重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文

44、 2墻面照度傳感器的布置方法2.3影響照度變化傳遞比的因素當(dāng)采用墻面照度傳感器進(jìn)行照明調(diào)光控制時(shí),照度變化傳遞比的確定是影響 調(diào)光控制有效性和準(zhǔn)確度的重要因素,因此準(zhǔn)確確定照度變化傳遞比是很有必要 的。照度變化傳遞比的準(zhǔn)確性有兩個(gè)條件約束:觸發(fā)調(diào)光指令的墻面?zhèn)鞲衅髡斩茸兓渴郎献銐虼?。室?nèi)人員正常走動(dòng)是 不可避免的,當(dāng)人體活動(dòng)時(shí),不僅對光源在傳感器位置產(chǎn)生的直射照度有影響, 同時(shí)也影響著頂棚、地面及其余墻面對該位置產(chǎn)生的反射照度,近光源的點(diǎn)的反 射照度相對于直射照度很小,可近似忽略不計(jì),但由于頂棚及墻面的反射比較高, 所以,靠近頂棚或墻面點(diǎn)的反射照度在其照度值上相對于前者占的比重較大;當(dāng) 傳感

45、器布置在墻面時(shí),若傳感器布置的位置低于人體的身高時(shí),則人體活動(dòng)瞬間 對傳感器的影響是極大的,傳感器對光的感應(yīng)是十分靈敏的,由此嚴(yán)重影響調(diào)光 系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。由此分析可知,傳感器的布置應(yīng)極力避免人體活動(dòng)對光源在傳感 器上產(chǎn)生直射照度的影響,即傳感器需要放置在墻面上足夠高的位置,且用于觸 發(fā)調(diào)光指令的墻面?zhèn)鞲衅髡斩茸兓縀上必須躲過室內(nèi)人員活動(dòng)影響造成的傳感 器照度波動(dòng)。照度變化傳遞比K足夠大。由式2.11可知,當(dāng)墻面?zhèn)鞲衅髡斩茸兓縀上 一定時(shí),K越小就意味著工作面上每次調(diào)光的照度變化量E越大。在辦公及教學(xué) 建筑中人們獲取的信息大約87%是來自于視覺器官的,照明光環(huán)境的設(shè)計(jì)當(dāng)以滿 足以人為本的原則

46、,良好的照明環(huán)境不僅影響人們的身心健康,而且還能夠提高 室內(nèi)人員的工作及學(xué)習(xí)效率,故在照明調(diào)光系統(tǒng)中,工作面上每次調(diào)光的照度變 化率應(yīng)適當(dāng),若照度梯度一次變化過大,會(huì)使人眼睛感覺不舒適,影響身心健康, 減緩生產(chǎn)效率。若偏小,則會(huì)增加調(diào)光系統(tǒng)中照度傳感器的檢測誤差,降低了調(diào) 光系統(tǒng)的準(zhǔn)確性,因此需要確定合適的照度變化傳遞比。若視較明顯、很明顯兩個(gè)狀態(tài)所對應(yīng)的變量不適宜用來調(diào)光,同時(shí)為保證墻 面的照度變化量足夠大,工作面上的照度變化量也不能過小,則由表2.2中數(shù)據(jù)可 知:照度變量不大于501x時(shí)對應(yīng)的人數(shù)比例K接近75%,兼顧以上條件,工作面 照度變化量在30501x以內(nèi)為宜,將不會(huì)對一般的視覺工

47、作造成大的影響,即調(diào)光 時(shí)其工作面上照度變化率不應(yīng)超過16%。重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文 2墻面照度傳感器的布置方法依據(jù)上述分析結(jié)果可得出如下照度變化傳遞比計(jì)算公式,即:K些:j生 (2.15 AE/j q%E。且:AEllOlx (2.16 式中:r/%一工作面上的允許照度變化率。E。一工作面要求的平均照度。戈 。溥 二Lj 測 坦 制 世 匪._. 八。 /” V 1Y(a工作面照度變化101x時(shí)K的波動(dòng)范圍134321O貧石 n 河羞型迎基制 蜊望; O 12345678組數(shù)(b工作面照度變化501x時(shí)圈約波動(dòng)范圍圖2.3工作面照度變化時(shí)K的波動(dòng)范圍在上述實(shí)驗(yàn)環(huán)境中,若平均照度為3001x,工

48、作面上的允許照度變化率為16%, 用墻面與工作面的照度變化傳遞比K=0.2(且E上=101x進(jìn)行調(diào)光控制時(shí)是有效且 準(zhǔn)確的;若以照度變化傳遞比K=0.36(且E.=101x進(jìn)行調(diào)光,則此時(shí)的工作面 照度變化率較為平緩,僅為9.25%。2.4照度變化傳遞比影響因素的仿真分析由上一節(jié)的分析可知,當(dāng)墻面照度變化量滿足要求時(shí),照度變化傳遞比越大 對工作面調(diào)光的平穩(wěn)性越有利。而照度變化傳遞比的大小顯然又與墻面?zhèn)鞲衅骱?被調(diào)光源的相對位置相關(guān),因此下面在DIAlux仿真環(huán)境下,對影響照度變化傳遞 比大小的因素進(jìn)行分析。仿真環(huán)境如圖2.2所示平面,為一長、寬、高(7.6m×7.25m×2

49、.8m的空間, 光源布置方式為懸吊安裝。分別調(diào)整照明器的安裝位置,照明器的安裝方向分為 平行于窗戶和垂直于窗戶兩種情況,墻面與頂棚為大白粉刷反射比均為0.7,地面 為混凝土反射比為0.2,門反射比為0.6,窗反射比為0.1。321O的安裝位置距地面2.5m,工作面距地面0.75m,所以墻面上觀測點(diǎn)的高度從距地面 1.0m至12.5m,行間距為0.3m,列間為0.5m。選擇額定光通量為60001m,2x36W的 熒光燈光源,余弦配光特性照明器。圖2.4墻1的觀測點(diǎn)分布仿真時(shí),僅改變光源的光通量,令其余光源光通量保持不變化。當(dāng)工作點(diǎn)Q 照度變化501x時(shí),可以得到在墻1上各觀測點(diǎn)與Q點(diǎn)的照度變化傳

50、遞比(K的等值 線。不同光源位置條件下的仿真結(jié)果如圖2.5所示。由圖(a.圖(d可以看出,K的大小很大程度依賴于照度傳感器在墻面 的設(shè)置位置,當(dāng)照度傳感器布置在有最大的照度變化傳遞比的位置時(shí),對于傳感 精度是最為有利的。對比圖(a、圖(C可知,當(dāng)光源安裝高度相同,但各自與墻面距離不 同時(shí),照度變化傳遞比隨著光源與墻面距離的增加而逐漸減小,且最大照度變化 傳遞比所在區(qū)域的分布高度也逐漸降低。對比圖(C、圖(d可知,當(dāng)光源與墻面的距離相同,但安裝高度不一 致時(shí),照度變化傳遞比隨光源安裝高度降低而減小,且最大照度變化傳遞比所在 區(qū)域的分布高度也逐漸降低。由式2.15可計(jì)算出當(dāng)允許工作面照度變化量為5

51、01x時(shí),K=0.2。從上述四種情 況的仿真結(jié)果看出,在適當(dāng)?shù)膲γ鎮(zhèn)鞲衅靼惭b高度,如:1.8m2.0m,及光源光中 心在墻面垂直投影點(diǎn)兩側(cè)至少1.2m范圍內(nèi)安裝傳感器都是有效的。隨著允許工作 面照度變化率減小,K必須增大,墻面照度傳感器的安裝位置也會(huì)受到限制。 傳感器的布置與照度變化傳遞比密切相關(guān),照度變化傳遞比不僅與光源的安 裝高度、光源與墻面的距離相關(guān),而且因照明器的配光特性不同,照度變化傳遞 比也不盡相同。利用Matlab、DIAlux仿真軟件,當(dāng)給定照明環(huán)境、照明器的配光特 性和安裝位置、空間各表面的反射系數(shù)時(shí),即可根據(jù)允許工作面照度變化率以及 照明調(diào)光系統(tǒng)控制要求仿真得出傳感器的安裝

52、位置及其數(shù)量。距光中心在墻面投影的寬度d/m 燃恒g 目 要蟄距光中心在墻面投影的寬度d./m(b照明器垂直于窗戶且距墻面1和工作面分別為1.812m*11.85m時(shí)毒魁慪g 目 舞雖距光中心在墻面投影的寬度d/m(c照明器平行于窗戶且距墻面1和工作面分別1.2m幣11.85m時(shí)重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文 2墻面照度傳感器的布置方法距光中心在墻面投影的寬度d/m圖2.5墻1上與e點(diǎn)的照度變化傳遞比(K的等值線2.5本章小結(jié)本章依據(jù)基于光通傳遞函數(shù)的照度比例模型,證明了在照明空間內(nèi),僅對單 個(gè)或單組照明器調(diào)光時(shí),墻面某點(diǎn)與工作面某點(diǎn)的照度變化比恒定,由此定義了 墻面與工作面照度變化傳遞比K;并且提出了

53、照度變化傳遞比的影響因素,又通過 DIALux仿真對影響室內(nèi)照度變化傳遞比的因素進(jìn)行分析,研究了照度變化傳遞比 與傳感器在墻面上放置位置之間的關(guān)系,為下面進(jìn)行室內(nèi)照明調(diào)光控制系統(tǒng)的仿 真分析及實(shí)驗(yàn)分析奠定了基礎(chǔ)。傳感器的布置應(yīng)遵循以下步驟:確定工作面照度的變化率、目標(biāo)照度值及墻 面照度變化量;計(jì)算照度變化傳遞比;通過仿真得到滿足傳遞比的照度傳感器的 布置范圍;確定傳感器的布置高度,在滿足要求的前提下高度可自由調(diào)整。傳感 器的分布必須能夠真實(shí)的反映室內(nèi)照度。在此傳感器布置方法的基礎(chǔ)上,利用自 然光,實(shí)現(xiàn)對室內(nèi)工作面的光環(huán)境進(jìn)行人工照明補(bǔ)償。重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文 3墻面照度傳感器設(shè)置方式在教室照明

54、控制中的應(yīng)用仿真 3墻面照度傳感器設(shè)置方式在教室照明控制中的應(yīng)用仿真3.1引言天然光的利用非常有益于人的身心健康,但是當(dāng)室內(nèi)具有較強(qiáng)方向性太陽直 射光入射的時(shí)候,在室內(nèi)靠近窗的物體很容易形成“剪影”,太陽光光強(qiáng)大,窗戶 面的亮度高,若直視窗戶,會(huì)使人產(chǎn)生眩暈眼花的感覺,且強(qiáng)光下的工作環(huán)境易 使人疲勞、困倦,從而降低了人們的工作效率,前人的研究中也有通過使用電動(dòng) 百葉窗控制室內(nèi)自然光的強(qiáng)度,通過限制太陽直射進(jìn)入室內(nèi)的光強(qiáng),并將其反射 到房間深處,由此減弱太陽光直射的方向性,減少了室內(nèi)窗子的亮度,提高室內(nèi) 照度的均勻性,在室內(nèi)引入自然光可以營造一個(gè)良好的室內(nèi)環(huán)境,有益于室內(nèi)人 員身心健康。針對照明

55、調(diào)光系統(tǒng)中,對于工作面上放置傳感器容易被遮擋的問題,前文提 出了墻面布置傳感器方法,在墻面上布置傳感器的方法較為靈活,基于對照度變 化傳遞比及墻面照度傳感器布置方法的探討,室內(nèi)引入自然光,利用人工照明對 室內(nèi)光環(huán)境進(jìn)行人工照明補(bǔ)償,通過教室照明調(diào)光系統(tǒng)中的DIALux仿真,來著重 說明墻面?zhèn)鞲衅鞑贾梅椒ǖ氖褂眉捌溆行?并且研究室內(nèi)僅在墻面上布置傳感 器時(shí)調(diào)光控制系統(tǒng)的控制策略及對調(diào)光效果進(jìn)行分析。3.2仿真空間描述選取重慶地區(qū),根據(jù)中小學(xué)校建筑規(guī)范(GBJ 99.86設(shè)計(jì)一個(gè)教室照明空 間,如圖3.1所示教室平面:長、寬、高分別為9m、7.2m、和3.6m;窗高2.2m,寬2.5m,窗臺(tái)距地0.9m,窗地面積比滿足1/41/6的要求; 水平工作面距地0.75m,光源距水平工作面2.25m,距高L匕(1/h<1.32滿足設(shè) 計(jì)要求;照明器配光特性為余弦配光,安裝高度為3m;兩套單管熒光燈為教室黑板照明,安裝高度為2.7m。圖3.2所示為教室室內(nèi)僅