王曉芳

(山西省建筑設(shè)計(jì)研究院，山西太原　030001)

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談體育館智能照明控制系統(tǒng)

王曉芳

(山西省建筑設(shè)計(jì)研究院，山西太原030001)

摘要:介紹了智能照明i-bus控制系統(tǒng)的組成，以山西醫(yī)科大學(xué)體育館工程為例，從布燈方案、照明回路、現(xiàn)場控制軟件等方面，闡述了該照明系統(tǒng)在體育館中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了高效、安全、節(jié)能、環(huán)保的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞:體育館，智能照明，i-bus系統(tǒng)，燈具

1　工程概況

山西醫(yī)科大學(xué)體育館是一座地下1層，地上2層的建筑。地下為水處理間，1層設(shè)有游泳館，籃球館等。2層為籃球館看臺、瑜伽室、舞蹈室、訓(xùn)練館。建筑高度為23．60 m，建筑面積約為2萬m2，1層層高4．5 m，2層籃球館的休息廳層高9．9 m，瑜伽室、舞蹈室、訓(xùn)練館層高:6 m。本工程為丙級體育建筑，主體采用框架結(jié)構(gòu)體系，籃球館屋頂為網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。

2　智能照明i-bus控制系統(tǒng)概述

智能照明i-bus系統(tǒng)(以下簡稱為i-bus系統(tǒng))是以先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)為基礎(chǔ)，系統(tǒng)的總線元件主要分為三大類:驅(qū)動器、傳感器、系統(tǒng)元件。驅(qū)動器的功能就是負(fù)責(zé)接收和處理傳感器傳送過來的燈光信號，并且能夠執(zhí)行相應(yīng)的操作;傳感器的功能則是根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況來手動操作，或者根據(jù)探測光線、溫度等的變化，為驅(qū)動器傳回相應(yīng)的控制信號;系統(tǒng)元件主要是為系統(tǒng)運(yùn)行提供必要的基礎(chǔ)保障，就比如電源供應(yīng)器和各類接口一樣。該系統(tǒng)中的受控負(fù)載直接與控制系統(tǒng)中的驅(qū)動器相連接，所有的傳感器(比如:智能面板，移動感應(yīng)器，光亮傳感器)和驅(qū)動器(如:開關(guān)驅(qū)動器)都是通過i-bus總線連接在一起的。當(dāng)其中一個(gè)智能面板的按鈕被按下時(shí)，它能夠以電信號的形式通過i-bus總線直接向設(shè)定好的驅(qū)動器發(fā)出指令，當(dāng)驅(qū)動器收到信號以后會經(jīng)過內(nèi)置的CPU進(jìn)行信息處理，再驅(qū)動負(fù)載去完成相應(yīng)的功能。

3　i-bus系統(tǒng)在體育館設(shè)計(jì)中的指導(dǎo)思想

在現(xiàn)代化高速發(fā)展的今天，體育館的照明在設(shè)計(jì)上，除了要滿足各類體育比賽的要求之外，還應(yīng)承擔(dān)學(xué)校大型集會和文藝演出，照明在現(xiàn)代化多功能體育館中是一個(gè)十分重要的環(huán)節(jié)。體育館按功能區(qū)域劃分，可分為兩大區(qū)域，即主賽場和輔助區(qū)域。對照明的基本要求如下:運(yùn)動場所內(nèi)的人們(如運(yùn)動員、觀眾、場地技術(shù)人員以及記者)，他們在場所內(nèi)進(jìn)行各種活動時(shí)對照度的要求不同，所以說，體育館內(nèi)的照明設(shè)計(jì)應(yīng)考慮多方面的因素，如:水平照度，垂直照度，照度均勻度，光源色溫、顯色性、炫光等，使運(yùn)動員能清楚的察看場內(nèi)任何活動，發(fā)揮出最佳水平。對于觀眾席及其他區(qū)域的照度要求則是:能在舒適的情況下滿足觀眾觀看比賽，還能夠清楚地察看周圍環(huán)境，尤其是在觀眾進(jìn)場、觀看期間以及退場時(shí)，用以確保安全問題。

既能滿足以上的各種照明要求，又能適合這種人員眾多、場地高低錯(cuò)落的體育場館，采用i-bus系統(tǒng)尤其能突顯出它的優(yōu)越性。現(xiàn)有的i-bus系統(tǒng)結(jié)構(gòu)基本都是分布式總線結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)內(nèi)部的傳感器和驅(qū)動器各自有著獨(dú)立的CPU，兩者之間的關(guān)系是對等的。假若系統(tǒng)內(nèi)部的任何傳感器或驅(qū)動器有損壞，都將不會影響其他無關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)程序的相關(guān)元件運(yùn)行。系統(tǒng)中的控制回路是總線制的形式，其結(jié)構(gòu)簡單，不需要大量的總線電纜敷設(shè)以及繁雜的控制回路。系統(tǒng)中的驅(qū)動器和系統(tǒng)元件僅僅需要安裝在照明的配電箱內(nèi)。現(xiàn)場的傳感器(如智能面板、移動感應(yīng)器等)之間以及其與照明配電箱內(nèi)的設(shè)備僅僅只需通過一條系統(tǒng)總線連接就可以。系統(tǒng)的總線是采用SELV(24 V安全低電壓)供電方式，操作起來既方便又安全。需要特別指出的是i-bus總線電纜本身具有屏蔽功能，總線電纜不能接地。i-bus系統(tǒng)采用分層結(jié)構(gòu)，分成支線和區(qū)域，一般情況下，可有15條支線經(jīng)過線路耦合器與干線相連接，組成區(qū)域。支線中的信號，經(jīng)過耦合器過濾掉不必要的信號，才能被允許進(jìn)入干線中，以提高干線通訊的效率。在同一條支線中，所有i-bus總線電纜總和不超過1 000 m(任何兩個(gè)元件之間的i-bus系總線電纜長度均不應(yīng)超過700 m;電源到任何元件的i-bus系總線電纜長度均不應(yīng)超過350 m)。i-bus系統(tǒng)的控制功能修改起來靈活方便，僅僅需要極少量的程序調(diào)整，根本不需要重新布線，為體育館在今后的使用中創(chuàng)造一個(gè)安全性、舒適性、節(jié)能性、自動化與信息化的前提條件，營造舒適宜人的環(huán)境，能充分提高工作效率，而且又具有極大的靈活性。i-bus系統(tǒng)是開放式、大跨度的框架結(jié)構(gòu)，可以迅速方便地改變體育館的使用功能，并且減少管理與維護(hù)人員的工作量，降低管理費(fèi)用，提高工作效率及管理水平。

4　智能照明控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

本文中僅就體育館中的籃球館、游泳館、訓(xùn)練館來闡述i-bus系統(tǒng)。

4．1本體育館中的布燈方案

根據(jù)規(guī)范要求，體育館中的照明安裝方式一般分為三種: 1)頂上均勻布燈方式，這種方式著重考慮水平照度，垂直照度較低，主要適用于一般的訓(xùn)練場館;2)兩側(cè)燈帶投光方式，以側(cè)光為主，主要適用于空間較高的運(yùn)動場所;3)前兩種布燈方式相結(jié)合，這種方式中的燈具在場地上空和側(cè)面布置，主要適用于功能性較強(qiáng)的體育場館，水平照度與垂直照度可兼顧。體育館中各場館的照度值這里不再介紹，《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中都有詳細(xì)說明。

籃球館層高較高，空間較大，上面搭有網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，適合采用第二種布燈方式，故采用馬道敷設(shè)，四周布燈。內(nèi)側(cè)兩旁共設(shè)28套250 W金鹵燈，斜照型燈具，4套100 W的鹵鎢應(yīng)急泛光燈，以供賽場內(nèi)平時(shí)和應(yīng)急時(shí)使用;馬道外側(cè)四周共設(shè)有12套150 W金鹵燈和6套100 W的鹵鎢應(yīng)急泛光燈，以供賽場周邊觀眾席處平時(shí)和應(yīng)急時(shí)使用。燈具的投光角度要滿足規(guī)范要求:內(nèi)側(cè)燈具投光角度為15°，外側(cè)燈具的投光角為20°，燈具的保護(hù)角為31°。游

4．2照明控制系統(tǒng)功能分析

從實(shí)際使用的狀況來說，本校內(nèi)體育館的使用特點(diǎn):1)主要用于體育教學(xué)，使用的頻率較高，但是大部分時(shí)間要求的照度并不高;2)功能性較強(qiáng)，除了比賽外，還會有集會以及演出的需要; 3)能夠勝任各種大型的比賽任務(wù)，所以本次智能照明控制系統(tǒng)應(yīng)能滿足實(shí)際使用要求。

4．3照明回路及控制方案的設(shè)計(jì)

i-bus系統(tǒng)要求應(yīng)能實(shí)現(xiàn)單獨(dú)控制、集中控制和總機(jī)房控制等開關(guān)燈模式，本次設(shè)計(jì)中使用多種控制方式相結(jié)合的方案，在不同的場景下可以開關(guān)任意一組燈具，能夠滿足不同場景下的照明要求。在任何一種控制方式下，i-bus系統(tǒng)都能自動地按組并以先后順序打開燈具，避免由于同時(shí)點(diǎn)亮燈具而引起的大電流沖擊，能夠確保電氣線路的安全，此外本次設(shè)計(jì)還要求燈具的運(yùn)行時(shí)間要盡量均衡，經(jīng)過分析之后，最后運(yùn)動場地內(nèi)以每兩個(gè)燈作為一個(gè)開燈組，觀眾席則以單燈控制為主。

4．4現(xiàn)場控制軟件

為了避免由供電設(shè)備故障而引起的相鄰照明回路同時(shí)斷電，故而將相鄰的兩個(gè)照明回路劃分到不同的配電箱中。i-bus系統(tǒng)可以通過電腦以圖形的方式對體育館各個(gè)不同場景的燈光進(jìn)行集中監(jiān)視和控制，各種場景之間可以隨時(shí)切換，控制方便自如，同時(shí)現(xiàn)場可以通過智能面板對燈光進(jìn)行手動控制作為備用，還可以通過定時(shí)器對公共通道以及泛光照明定時(shí)控制，使用計(jì)時(shí)計(jì)次單元，還可以對照明回路進(jìn)行開燈時(shí)間和開關(guān)次數(shù)的統(tǒng)計(jì)，方便設(shè)置維修保養(yǎng)計(jì)劃。

5　結(jié)語

隨著體育事業(yè)的發(fā)展，新建和改擴(kuò)建的綜合體育場館不斷涌現(xiàn)，這就要求燈光控制設(shè)備也要不斷地更新?lián)Q代。在實(shí)際使用中，體育場館對照明的要求各有不同，這就意味著智能照明控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)能滿足各自的使用要求，必須選擇最適合的控制方式，既要特點(diǎn)鮮明，還要經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、安全、節(jié)能。

參考文獻(xiàn):

［1］JGJ 31—2003，體育建筑設(shè)計(jì)規(guī)范［S］．

［2］GB 50034—2013，建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)［S］．

［3］照明設(shè)計(jì)手冊第2版［Z］．

［4］i-bus智能建筑控制系統(tǒng)ABB產(chǎn)品設(shè)計(jì)手冊［Z］．

中圖分類號:TU113．662

文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

文章編號:1009-6825(2016)17-0118-02

收稿日期:2016-04-01

作者簡介:王曉芳(1978-)，女，工程師泳館也適合采用第二種布燈方式，采用頂板下側(cè)墻上沿橋架敷設(shè)，共設(shè)有30套150 W金鹵燈和12套100 W的鹵鎢應(yīng)急泛光燈，以供游泳館內(nèi)人員平時(shí)和應(yīng)急時(shí)使用。訓(xùn)練館則適合采用第一種布燈方式，采用均勻滿布的方式布置照明燈具，共設(shè)有55盞250 W的金鹵燈。

Discussion on intelligent lighting control system of the gym

Wang Xiaofang
(Shanxi Academy of Building Design，Taiyuan 030001，China)

Abstract:The paper introduces the components of intelligent lighting i-bus control system．Taking the gym engineering of Shanxi Medical University as an example，starting from aspects of lamp collocation scheme，lighting circuit and in-situ control software，it describes the application of the lighting system in the gym，and achieves the goal of high efficiency，safety，energy saving and environment protection．

Key words:gym，intelligent lighting，i-bus system，lamps