浅谈翘板开关在照明控制中的节能应用_secret.doc

浅谈翘板开关在照明设计中的节能应用

摘 要: 本文简要介绍了民用建筑室内照明控制的分类及其控制方式，着重论述了利用传统的墙壁翘板开关在照明控制中的的一些节能和人性化设计方案。一则作为笔者的学习总结，二则可供同行参考，以期抛砖引玉。
关键词: 绿色照明 以人为本 节约能耗 照明控制
当前，节约能源成了当务之急。而现代建筑中由于人们生活水平的不断提高，照明能耗已占据了相当大的比重，目前大力倡导的“绿色照明”的理念，其实就是倡导在照明工程中节约能源、减少污染、保护环境、提高工作和生活质量。对能源节约的迫切要求，使得照明控制变得越来越重要了，这就需要从业人员在进行照明设计创作时，不能简单的重复以往经验，而应大力开展调查研究，不断更新技术知识，推陈出新，探索并运用更好的照明控制方式，为构建节约型和谐社会尽一份力。
照明控制可以划分为静态控制（也叫通断控制或开关控制）和动态控制(也叫调光控制)两个基本类别。开关控制是利用墙壁翘板开关、断路器、继电器（接触器）、固态化开关（晶闸管等）、定时器、传感器（包括光电传感器、人体传感器、声音传感器及红外传感器等）进行照明控制；调光控制是利用调光装置进行照明控制，调光控制可以节约能耗、提高工作效率、增强灵活性，而且能发挥很好的美学效果。照明控制又可以分为手动和自动两类。手动控制是利用开关或调光器或由开关和调光器共同来实现对照明的控制；自动控制系统是由时钟元件、光电元件、人体传感器等元器件或计算机亦或由它们共同来实现对照明的自动控制。
照明设计应以人为本，以创造良好的视觉环境为前提，根据不同建筑类型的不同特点，从人类工效学的观点出发，达到使用方便、提高工作效率、益于活动安全和视力健康以及节约能耗之目的。照明的使用者是人，因此在制定照明控制策略以及确定照明控制系统时，必须花大力气研究“人使用灯”的行为。开关的设置应以便于管理和利于节能为基本原则。
下面笔者着重就目前民用建筑中应用最广泛的墙壁翘板开关在照明控制中的节能和人性化设计展开论述。首先，每个跷板开关所控制灯具的数量不宜多于4个（其目的是降低电能消耗指标），在控制方式上可以采取分区分组不隔灯控制、隔单灯控制和隔双灯控制等（隔灯控制可以方便地达到在不同场景获得“恒亮度”和节能之目的，相对于先进的智能化照明控制而言几乎不增加投资成本，不存在建设单位接受不接受的问题）；两地单联控制、两地双联控制；三地单联控制、三地双联控制等等。双控开关和中间开关（亦叫中途开关）是个非常好的产品，笔者非常推崇在民用建筑中非常广泛地使用，利用单（双）联双控开关很容易实现灯具的两地控制，加上中途
开关就不难实现三地甚至四地控灯。在公共建筑中（或是公共计量电费时），如果人们可以很方便地随处随手开／关灯而不必为开灯（特别是关灯）而跑来跑去的话，用过之后就会随手关灯一般情况下，很少人会像关自家的灯一样，多走几步也要人走灯灭）。既然在设计人员把照明控制的设计做好的前提下人们能够非常轻易做到随手关灯，那么照明能耗也就会随之降低，从长远来看节能效果是相当可观的。
以下是笔者在进行照明设计创作时常常用到的几种利用墙壁开关控灯的方案，现总结整理出来以供参考。
一．普通的两地控灯方案：原理如附图（一）所示，这是最简单最常用的两地控灯方案。

二．普通的三地控灯方案：附图（二）所示为中途开关的图例及其等效电路图，附图（三）所示为普通三地控灯方案，利用两个单联双控开关和一个中途开关实现三地对同一个（组）灯的控制。不论三个开关中的哪一个动作，均可以引起灯的亮／灭变化。
三．普通的四地控灯方案：控灯原理如附图（四）所示，当处于甲、乙、丙或丁地任何一处的开关均可控制灯的亮灭（此控灯方案使用场合较少）。
四．多地分组控灯方案：如附图（五）所示，利用双联双控开关和双联中途开关实现对灯具的多地分组控制。当把乙地或丙地的双联中途开关去掉一个时，附图（五）就成为三地分组控灯方案；若把乙地和丙地的双联中途开关都去掉，则附图（五）变为两地分组控灯方案。两地或三地分组控灯方案特别适用于某些建筑的走廊和某些多开门房（空）间的照明控制，不但方便使用，而且对节约能耗可以起到很好的效用。
五．应急照明的控灯方案：应急灯有持续式（也叫平时点燃式），非持续式（也叫平时不点燃式）和正常应急两用式等多种型式。笔者本人比较推崇正常应急两用式（平时点燃式由于灯总是亮着，不但浪费电能，而且也耗费灯具的生命；平时不点燃式由于平时总是“英雄无用武之地”，当需其出力之时，兴许因其平时缺少“关照”而在关键时刻“罢工”），正常应急两用式又可以分为单灯自带蓄电池式和集中供电式（使用普通灯具）两种。下面主要论述用EPS作为集中供电式应急电源中的单灯可控的控灯方案：
（一）一地控灯：如附图（六）所示，A和B为EPS的输入端（注：B端可以接
到A端，对灯具而言不论B端是否接到A端均为双电源，只不过B端接到A端后对EPS本身来说属于单电源输入而已），当EPS的输入端带电时开关Z1和Z2同时处于上端位（此由软件控制），L1-2不带电，应急灯由L1-1负载（注：K1，K2为单联双控开关），则K1和K2打至上端位时灯亮，打至下端位时灯灭；当EPS的输入端不带电时（事故情况），Z1和Z2同时动作打至下端位（软件控制），则L1-1和L1-2均带电，此时不论开关K1和K2处于何端位，应急灯均会自动点亮，从而起到应急照明的作用。

（二）两地控灯：如附图（七）所示，EPS有(无)输入时，L1-1和L1-2的带电状态与附图(六)所分析的一样。正常时甲乙两地均可控制灯的亮灭，L1-2端开路，等效电路如附图（八）所示；事故时（开关Z1和Z2同时自动打至下端位，EPS输入端A断开，系统由EPS的蓄电池组通过L1-1和L1-2供电），甲乙两地开关失去控制作用，不论两地开关处于上端位还是下端位，灯均会自动点亮，等效电路如附图（八）所示。经过分析，在EPS不出现故障的情况下附图（七）所示电路不会因电路本身的接线而出现短路和倒送电的情况。所以附图（七）所示控灯方案是可行的。（附注：在应用附图（七）方案时一组双控开关所控灯组应出自EPS的一个独立出线回路，否则会出现控灯失效的情况）
（三）多地控灯：给附图（七）所示电路甲乙两地的两个双控开关的两根联络线上串接一个中途开关，则附图（七）所示电路就变成附图（十）虚线右部所示电路。虚线右边部分当EPS有输入时（正常情况），不论是双控开关或中途开关动作，灯均会有亮灭变化（此时L1-2开路）；当EPS无输入时（事故情况），不论双控开关和中途开关处于哪个端位，灯都会自动点亮。同样在应用本方案时一组双控开关所控灯组应出自EPS的一个独立出线回路，否则会出现控灯失效的情况，因此需要特别注意附图（十）所示整体控灯方案是错误的，会出现控灯失灵的情况。

不论采用哪种控灯方案，我们在应用时都应该认真研究人们会怎样使用灯，仔细琢磨假如是“我自己用”的话，“我”会走到哪个方位时需要去开灯，当不需要人工照明时，在什么位置关灯即顺路又顺手（以尽量充分利用自然光），只有如此，方能创作出优秀的照明控制设计作品。

参考文献
1.《全国民用建筑工程设计技术措施－电气》 2003年版
2.《建筑照明设计标准》 GB50034－2004
3.《民用建筑电气设计手册》 戴瑜兴 主编 中国建筑工业出版社1999.5
4. 注册电气工程师考试辅导教材
5.《现代建筑电气技术资质考试复习问答》 林琅 主编 中国电力出版社 2002.1
6. 北京动力源EPS产品样本资料
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