安全人机工程课程设计 - 图文(2)

通称显色指数。符号为Ra } Ra标准值(最高值)为100，按标准4.4.2项规定:长期工作或停留的房间或场所，照明光源的显色指数(Ra)不宜小于80。这就说明图书馆的灯具选用或更换光源，其一般显色指数Ra必须达到80这一指标，才能有益于读者的长期视觉识别行为。

3 调整图书馆建筑照明设计的方法

3.1在源头上考虑解决问题，设计方与使用方充分沟通。

严格按照建筑设计方的图纸，选用与之大小尺寸、位置完全一致的书架书桌摆放，这对设计师的专业素质有很高的要求，室内效果有保障，不足的是使用过程中不能灵活调整。一般采用以下两种布灯方式:

①照明方式A:灯具安装在通道上方，灯具间距与桌子距离一致。这种装灯方式对灯具的配光要求较高，灯具主要的光通要偏向两侧桌而的位置。目前大多数的这样安装的灯具并没有采用图中所示的配光，需要设计师选择合理配光的灯具(见图3).

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②照明方式B:灯具安装在桌而上方，灯具间距与桌子距离一致。这种装灯方式对灯具的配光要求较低，大多数灯具都能适用。关键是灯具总是在桌而中心上方，桌子而必须较宽，这样书写时不会被自身的阴影遮挡(见图4)。

4 改进LED照明系统需求

由于高校图书馆是人员密集的场所，室内各区域对照明的需求不尽相同。根据各区域的环境及工作特点，笔者对照明系统的控制方式提出如下需求:

(1)自动调光控制:针对一般阅览室、电子阅览室、多功能室等区域日间照明时间长的特点，根据室内照度自动控制灯具的开启数量，最大限度利用自然光;同时采用时间控制，避免人为因素导致的电能浪费;

(2)红外移动控制:走道和书库门口宜采用此方式，人来灯亮，人离开后延时关闭，以节约能源;

(3)区域场景控制:合理的区域划分能有效地节约能源，通过编程可改变各区域的光照度，以适应各种场合的不同场景需求。如多媒体教室设置为会议状态、多媒体上课状态、打扫卫生状态等多种场景模式。 然而，目前的控制方式完全需要依靠人工管理才能实现，无法根据需求自动开、关照明设备，因而要想实现上述需求，需要借助于智能照明控制系统。

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智能照明系统一般由传感器(如光纤感应器、面板开关)、执行器(如调光电子镇流器)、网络通信单元(路由器、中继器等)、辅助单元(如电源、导轨)等组成(见图2)，遵循统一的网络协议，借助各种不同的“预设置”控制方式和控制元件，对不同时间、不同环境的光亮进行精确设置和合理管理。

4.1智能照明控制原理

之前所提及的自然调光控制需求，就是利用传感器将采集到的照度信息转变成某种信号通过网络层再传递给执行器，执行器根据当前照度来判断是否控制室内灯具的开闭，同时通过逻辑判断，控制开启灯具的数量;同理，其余3种需求也是通过传感器将时钟信号、位移信号或场景信号传递给执行器来实现不同的控制(见图3)，在此不再赘述。

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以普通阅览室为例，在图4中所示的位置安装照度传感器，分别检测室外和室内不同位置的光线强弱，调节对应光源的强度。例如:传感器a检测的结果会影响a区域，传感器b的采样结果同理会影响b区域。依此类推，靠近窗户的区域与远离窗户的区域的照度都可以通过传感器实现不同程度的调节。这样的控制方式充分利用了室内的自然光，节约了电能，也延长了灯具的使用寿命。此外，还可以在不同位置安装一定数量的时间控制器。如果在下班时间有部分灯具由于人为因素没有关闭，超过一定的时限，系统则默认关闭所有灯具。这一控制方式尤其适用于工作区。

采用智能照明系统，全天的照明消耗可作如下估算(普通阅览室):

(1)上午:由于早晨8: 00-9: 00室内光线较弱，可以点亮室内近30%的灯;9: 30-12: 00期间，通常光线较强，无需点亮光源。

(2)中午:根据该图书馆日常作息习惯，12:00-13:30为体息时间，工作人员大多外出就餐或体息，系统执行时间控制，将阅览室内光源全部关闭，能耗为0

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(3)下午:13: 30-16: 30期间，外界自然光充足，可以不用点亮光源。16: 30-17: 30，室内距离窗户较远的位置需要开启灯具增加照度，至多点亮50%的光源。

(4)晚上:通常19: 30-22: 30期间光线越来越弱，因此，需要开启的灯具数量也逐渐增加，照度也将达到最大。

根据相关人员对普通阅览室的试验统计，采用智能照明系统后，阅览室内的灯具日平均照明时间由原先的8h缩短为6.5 h};

4.2节能量计算

4.2.1当前控制方式下照明负荷计算

目前普通阅览室采用均匀的灯具布置方法，每盏灯横向间距1 200 mm，纵向间距1 500 mm。该阅览室总面积约300 mZ，有100盏荧光灯，单套灯具总功率为36 W，镇流器能耗占2W。根据公式(1)计算此区域

照明功率密度值LPD得:

如果每天该阅览室开放时间为lOh，正常情况下灯具大约有7 }-9 h的开启时间，这里以平均每天8h计算，则每天消耗的电量约为:

4.2.2采用节能方案运行后照明负荷计算

节能方案采用高效灯具和智能控制系统相结合的方式，以此为前提，基于3.1的方案，更换灯具后该阅览室照明功率密度值LPD’为(灯管功率28 W电子镇流器功率1w):

另外，根据3.2.1所提出需求，采用智能照明系统后，安装在特殊位置的传感器会根据自然光线的强弱和上下班状态来自动调节灯具的开启数量，将阅览室内的照度控制在合理的范围内，从而单套灯具的平均日开启时间由8h缩短

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