照明工程中開(kāi)關(guān)和調(diào)光的作用
自從發(fā)明照明以來(lái)，開(kāi)關(guān)控制就是最重要的。連蠟燭和煤氣燈都需要點(diǎn)燃和熄滅，甚至有時(shí)還需要調(diào)光。電氣照明中的開(kāi)關(guān)和調(diào)光就是很自然的事情了。
一、控制原理
1）控制運(yùn)行時(shí)間
首先，我們?yōu)榱吮憷凸?jié)能而控制燈光的開(kāi)啟時(shí)間。通過(guò)關(guān)燈，我們不僅減少了電能的消耗，也延長(zhǎng)了光源的使用壽命。當(dāng)然，當(dāng)我們希望一個(gè)房間暗下來(lái)以便睡眠時(shí)，我們也會(huì)關(guān)掉燈光。這通常叫做開(kāi)關(guān)控制。
2）功率控制
大多數(shù)光源在功率變化時(shí)仍然能夠工作。其結(jié)果是光源的亮度會(huì)低于正常情況，我們稱之為調(diào)光。調(diào)光常用于產(chǎn)生一種像餐廳或旅館一樣的親密氣氛。另外，現(xiàn)在常用這種手段來(lái)節(jié)約能源。在許多場(chǎng)所，有足夠的光線由窗戶進(jìn)入室內(nèi)，使得人們可以調(diào)暗室內(nèi)燈光；晝光與暗調(diào)的電氣照明燈光共同作用，仍然可以提供足夠的照度。
3）法規(guī)要求
建筑規(guī)范在兩方面對(duì)照明控制提出了要求：
1. 美國(guó)國(guó)家電氣規(guī)范要求在居住建筑的每一個(gè)門邊設(shè)置開(kāi)關(guān)，包括私有住宅、公寓和宿舍。這主要是出于安全和方便的考慮。
2. 能源規(guī)范，如ASHEAE/IESNA 90.1（美國(guó)供暖、制冷和空調(diào)工程協(xié)會(huì)/北美照明工程協(xié)會(huì)）和各州相應(yīng)法規(guī)，要求在所有的非居住空間設(shè)有開(kāi)關(guān)，但不一定要求每一個(gè)門邊都設(shè)。這主要是鼓勵(lì)人們?cè)诓恍枰彰鞯臅r(shí)候關(guān)燈。在許多情況下，必須采用自動(dòng)開(kāi)關(guān)控制，比如使用一個(gè)動(dòng)作感應(yīng)器。
4）一般常識(shí)
除了法規(guī)的特殊要求外，設(shè)計(jì)師經(jīng)常選擇開(kāi)關(guān)或其他控制手段來(lái)保證正確使用照明。想象一下應(yīng)如何使用一個(gè)房間。最好的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)在建造前預(yù)見(jiàn)到使用需要，并提供解決方法。哪些地方需要設(shè)置燈光開(kāi)關(guān)或調(diào)光開(kāi)關(guān)？這些開(kāi)關(guān)是否應(yīng)多處設(shè)置？對(duì)于房間內(nèi)將要進(jìn)行的工作，調(diào)光開(kāi)關(guān)是否比燈光開(kāi)關(guān)更合適？在法規(guī)要求得到滿足后，最好的處理方法往往是采用常規(guī)做法。
5）預(yù)設(shè)調(diào)光
預(yù)設(shè)調(diào)光器組可以設(shè)定并記憶每一個(gè)調(diào)光器控制的照明水平。然后只需按一個(gè)鍵，調(diào)光器就會(huì)將光線調(diào)至預(yù)設(shè)水平，建立一個(gè)照明場(chǎng)景。最常見(jiàn)的預(yù)設(shè)調(diào)光系統(tǒng)是4場(chǎng)景調(diào)光器，4場(chǎng)景控制器通常用于控制住宅的大起居室、旅館的舞廳和餐廳，這些地方在不同的時(shí)間或不同的用途下需要不同的燈光組合。4個(gè)場(chǎng)景都是預(yù)先設(shè)定并儲(chǔ)存的；當(dāng)按下正確的按鈕時(shí)，就會(huì)調(diào)出相應(yīng)場(chǎng)景設(shè)定，燈光會(huì)據(jù)此調(diào)整。
6）時(shí)間控制
許多道路照明系統(tǒng)最好根據(jù)時(shí)間進(jìn)行自動(dòng)控制。例如，在營(yíng)業(yè)時(shí)間固定的商店里，可以通過(guò)使用時(shí)空開(kāi)關(guān)（有時(shí)叫做時(shí)空鐘）來(lái)自動(dòng)開(kāi)關(guān)燈光。簡(jiǎn)單的時(shí)鐘控制裝置通過(guò)在設(shè)定的時(shí)間斷開(kāi)接觸器來(lái)完成開(kāi)關(guān)操作。人們常使用適合于住宅的時(shí)空開(kāi)關(guān)來(lái)控制燈光，并把這作為一項(xiàng)安全措施。
在大型建筑中，計(jì)算機(jī)能源管理系統(tǒng)可以對(duì)不同的照明系統(tǒng)提供許多個(gè)時(shí)間表。雖然這些系統(tǒng)操作比較復(fù)雜，但具有計(jì)算機(jī)控制的優(yōu)勢(shì)，可集中管理而且方便。大多數(shù)建筑使用這樣的控制方法，僅用一個(gè)工程師就能有效地管理設(shè)備。有些時(shí)間控制系統(tǒng)能根據(jù)一年中季節(jié)變化來(lái)調(diào)整設(shè)定時(shí)間，以此來(lái)取代光電感應(yīng)器。
7）動(dòng)作感應(yīng)
動(dòng)作感應(yīng)器偵知是否有人員在場(chǎng)，并作出反應(yīng)，自動(dòng)打開(kāi)燈光。使用一個(gè)動(dòng)感開(kāi)關(guān)取代普通開(kāi)關(guān)，可以使照明控制不需手控，并確保人員離開(kāi)后燈光關(guān)閉。安裝在天花板上的動(dòng)作傳感器可以連接到繼電器上，并且一個(gè)繼電器可以連接數(shù)個(gè)傳感器。這保證了在一個(gè)相對(duì)較大的空間內(nèi)發(fā)生任何動(dòng)作，都可以是整個(gè)空間的燈光保持點(diǎn)亮。同樣，在諸如休息室等空間里，有墻或隔斷妨礙動(dòng)作感應(yīng)時(shí)，多個(gè)傳感器可以保證沒(méi)有人會(huì)被遺棄在黑暗中。
8）晝光控制
晝光控制通過(guò)光電感應(yīng)器，在晝光充足的情況下關(guān)滅或調(diào)暗燈光。光電開(kāi)關(guān)的主要作用是在白天關(guān)閉停車場(chǎng)和街道燈光。在一部分室內(nèi)空間里，平時(shí)實(shí)際需要的大部分照明光由側(cè)窗或天窗提供，光電調(diào)光器可節(jié)約這部分空間的電燈能耗，在晚上或陰暗的天氣時(shí)還能增加照度水平。
9）光通維持
光通維持控制是通過(guò)利用對(duì)照明系統(tǒng)的超額設(shè)計(jì)，使得在光源老化和燈具變臟時(shí)，能維持設(shè)計(jì)的照明水平。即在安裝或維護(hù)后的一段時(shí)期內(nèi)，雖然照明系統(tǒng)通常會(huì)有20%~30%的光衰減，但仍能提供需要維持的照度水平。達(dá)成這項(xiàng)功能的系統(tǒng)使用了一種特殊的內(nèi)置光電池和熒光燈調(diào)光器或高強(qiáng)度氣體放電燈鎮(zhèn)流器。
10）適應(yīng)性補(bǔ)償
適應(yīng)性補(bǔ)償是和晚間較暗的光線有關(guān)的自然反應(yīng)。特別是在雜貨店燈商業(yè)建筑中，晚間光線可以作適當(dāng)程度的調(diào)暗，因?yàn)橘?gòu)物者的眼睛已經(jīng)適應(yīng)了暗的環(huán)境。適應(yīng)性補(bǔ)償可以通過(guò)一個(gè)光電感應(yīng)器，或根據(jù)一個(gè)當(dāng)?shù)匾阎娜章浜腿粘鰰r(shí)間而編制的計(jì)算機(jī)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)。
11）控制設(shè)備
①開(kāi)關(guān)
開(kāi)關(guān)可以開(kāi)啟和關(guān)閉燈光。大多數(shù)開(kāi)關(guān)是杠桿類的機(jī)械裝置，可以連接或切斷燈具供電電路中的電氣接觸。
最常用的兩種開(kāi)關(guān)形式是拉線開(kāi)關(guān)和按鍵開(kāi)關(guān)。有些開(kāi)關(guān)帶有指示燈（在黑暗中亮燈顯開(kāi)關(guān)）或引導(dǎo)燈（燈光開(kāi)啟時(shí)亮顯開(kāi)關(guān)）。你進(jìn)入一個(gè)房間時(shí)，開(kāi)關(guān)應(yīng)該設(shè)在門邊，最好是在門鎖那一側(cè)，安裝在距地面42in的位置，以滿足ADA的要求。房間的所有入口都應(yīng)當(dāng)設(shè)置開(kāi)關(guān)。需要在多個(gè)位置設(shè)置開(kāi)關(guān)的，叫作三聯(lián)或四聯(lián)開(kāi)關(guān)，可以在任何開(kāi)關(guān)位置開(kāi)關(guān)燈光。
②對(duì)希望同時(shí)控制的一組燈具使用一個(gè)開(kāi)關(guān)。例如，在辦公室建筑里，在窗附近布置的燈具的開(kāi)關(guān)應(yīng)和那些房間深處的燈具的開(kāi)關(guān)分開(kāi)設(shè)置。這樣，通過(guò)使用者在白天關(guān)閉靠窗燈具，能達(dá)到節(jié)能的目的。
③調(diào)光器
調(diào)光器是改變光源功率和照明水平的控制設(shè)備。對(duì)白熾燈來(lái)說(shuō)，調(diào)光器或調(diào)光開(kāi)關(guān)經(jīng)常設(shè)在普通開(kāi)關(guān)的位置，可能是裝在墻上，也可能和燈具本身結(jié)合。對(duì)熒光燈來(lái)說(shuō)，必須采用調(diào)光型鎮(zhèn)流器，并與兼容的調(diào)光開(kāi)關(guān)聯(lián)結(jié)。
調(diào)光器一般是把電子調(diào)光設(shè)備與開(kāi)關(guān)結(jié)合在一起，所以實(shí)際上它們是調(diào)光開(kāi)關(guān)。開(kāi)關(guān)部分的工作方式和調(diào)光部分密切關(guān)聯(lián)。在一個(gè)單功能調(diào)光器里，燈光必須在開(kāi)關(guān)操作之前完成調(diào)光。對(duì)于可預(yù)設(shè)調(diào)光器，開(kāi)關(guān)與調(diào)光器則需要分別操作。一般預(yù)設(shè)型要更好一些，因?yàn)樗麄兣c三聯(lián)或四聯(lián)開(kāi)關(guān)適配，而且即使燈具沒(méi)有打開(kāi)，它們也可以設(shè)置需要的照明水平，然后儲(chǔ)存起來(lái)。
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