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摘要：随着我国社会和国民经济的不断发展，人们正面临着十分严峻的能源危机以及环境污染等问题。房地产行业的快速发展使得建筑能耗在社会总能耗中的比重越来越大。大多数建筑物的照明控制仍然采用传统的控制方法，在一定程度上浪费了很多能源。随着人们生活质量的不断提高，电力供应比较紧张，建筑照明用电占建筑能耗的 30%以上，并不断提高。如果能够采用智能照明控制算法来调节灯光，既能够创造良好的照明环境，又能够避免过度照明，从而达到节约能源的目标。
关键词：智能照明；控制；系统
引言
改革开放30多年来，无论是我国的国民经济还是人民生活水平都有了质的提高，经济的快速腾飞必然少不了对各类能源的依赖，有限的能源储备以及能源浪费都制约着经济的快速发展。人类面临着严峻的能源危机，节约能源已经成为我们目前需要解决的重要使命。现阶段，能源行业存在着大量的浪费，能源需求与供给之间的关系存在着不均衡，所以我国提出并实施了供给侧结构性改革，其中能源供给侧改革在整个改革中占据着重要地位，能源供给侧改革对节约能源、最大化能源利用率、保护环境等目标的实现有着至关重要的作用。目前，我国的能源利用效率与世界上的一些发达国家相比仍然很低。研究表明，我国目前能源的总体利用效率只有34%，与西方一些国家的44%利用效率相比，整整低了将近10%，相当于落后西方等发达国家将近20年。有限的能源储备、能源消费强度大以及能源利用效率偏低等使我国在发展中面临着严重的能源危机和环境污染，也制约着我国社会经济的快速发展。近些年，我国加快了城镇化步伐，促使房地产行业快速发展。消耗在建筑上的能源不断增加，使得能源短缺的现象越来越突出。2005年我国启动了包含建筑节能和绿色照明等七项重大的节能工程，据统计，目前中国建筑能耗占全社会能耗总量的24%以上，而消耗在建筑照明上的能耗约占建筑总能耗的30%以上。因此，照明节能对于我国未来的可持续发展战略有着及其重要的意义。
我国照明设计的发展仅仅二十余年，与其它发达国家相比，行业基础仍然相对薄弱，从忽略照明设计到过度照明设计只用了短短十年。如今，过度照明普遍存在于我们日常生活中，如众多的图书馆、学校、商场等公共场合的室内照明仍然采用人工控制，自动化水平低，存在着严重浪费电能的现象。经常会看到这种现象：白天光线充足，但教室里面的电灯依然全部都亮着，造成了大量的电能浪费；很多时候教室里空无一人，但室内电灯依然亮着。这些因为人为因素所造成的浪费现象是十分严重的，这种粗放型的照明产生了巨大的能源浪费和不菲的经济损失。政府相关管理条例规定了在城市的景观照明中，照明亮度过高或者过低，都是不合格的照明。过度的照明不仅造成了大量的能源浪费，降低了灯具的寿命，还可能会造成光污染，让人产生眩晕的感觉。
1智能照明系统设计
随着社会经济和生活水平的不断提高，人们对室内照明提出了更高的要求。人们对照明的需求不再是满足基本的亮灭控制，而是追求多方面的需求。显然， 传统照明控制只是将照度维持在一定的范围之内，而没有考虑人们在不同时间和不同环境中对照度的需求。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆研究表明，人们更喜欢对生活和工作的地方的室内环境进行控制，建筑物内过度照明会对居住者的健康产生不利的影响，若是在这样的环境下进行长期的学习、工作，很容易降低效率。人们在从事不同的活动时，对照度的需求也是不同的，而且在不合理的照明环境下，人眼更容易产生疲劳，引发近视，对眼睛造成伤害。
智能控制汲取了常规控制以及传统控制的优点，并在此基础上进行了改进，近年来得到了快速的发展，整个过程中不需要人的干预，通过相关程序、检测装置以及驱动装置来自动实现对目标的控制。它重点研究一些无法获得准确模型的系统，如存在时延、时变、非线性等不确定因素的实际工业系统。它在控制过程中，采用先进的算法，如模糊控制、预测控制等，来克服一些传统控制难以处理的问题。经过百余年的发展，已经从“经典控制”发展到了“现代控制”，正在向“智能控制”阶段过度。目前，智能控制在国内外已经有了较大的发展，并进入了工程化和实用化的阶段。
2照明控制策略研究现状
在实际的照明中，由于外界自然光受天气以及时间的影响是不断变化的，仅采用外界自然光是不能达到良好的照明效果的。为了能够达到良好的照明效果，需要结合人工照明。目前，国内外在照明控制策略方面的研究还比较少，常见的几种照明控制策略如下所示。
2.1时间表控制策略
这种策略是指把不同时刻和灯具的亮度对应关系录入控制系统，遮阳装置和灯具根据不同时间段来自动地进行相应的调整，从而实现室内照度的自动调节。但由于天气情况存在很大的不确定性，以及场所使用时间的不确定性，导致该控制策略的实用性和灵活性都很差，而且很难进行自适应调整。
2.2自然光（昼光）控制策略
这种策略是指通过控制遮阳装置（如百叶窗）引入外界自然光来达到用户对室内照度的需求。通常情况下，自然光控制不能很好的达到用户的照度需求，要结合室内人工光源来进行共同调节。
2.3亮度自适应控制策略
这种策略是通过一些传感器设备来检测室内的光照度，并与设定的光照度比较，通过程序自动控制灯具的亮度以及遮阳装置（如百叶窗），使室内的光照度达到设定的光照度。该策略很好的解决了时间表控制策略的不足。
2.4按需调整控制策略
这种策略是根据室内不同区域，以及用户对光照度的要求不同，分别对不同区域内的灯具进行调节，从而满足不同用户对照度的需求。本设计采用基于预测控制算法的亮度自适应照明控制策略，考虑到外界自然光变化以及其它不确定因素的影响，室内的人工照明必须要能够及时对这些干扰做出反应，需要对未来照度的变化进行预测，对灯具进行实时的调节。而预测控制能够预测未来照度的变化，当突然受到外界不确定因素的影响时，能够及时进行调节，最大限度的避免过度照明，提高能源的利用效率，节约能源。
3结束语
外界自然光会随着天气的不同以及时间不断变化，照射到室内的自然光也是不断变化的。如果室内灯光照明已经达到了用户的需求，但随着自然光的不断变化，室内的照度也会不断变化，会产生照明过亮或不足的情况，不利于工作或者学习。由于外界自然光变化以及其它不确定因素的影响，室内的照明灯具必须要能够及时对这些干扰做出反应，快速调节室内灯具照明来达到用户的需求。
参考文献
[1]刘卉.浅析大力发展清洁能源对保障中国能源安全的意义[J].中国矿业大学学报:社会科学版,2008,2:70-73.
[2]苏宝珠.智能照明系统控制技术研究[D].济南:山东大学,2012,1-2.
论文作者:刘勇
论文发表刊物:《防护工程》2019年9期
论文发表时间:2019/8/9
标签：能源论文; 照度论文; 自然光论文; 室内论文; 策略论文; 光照度论文; 需求论文; 《防护工程》2019年9期论文;