浅谈展馆照明系统的节能优化汤伟健

浅谈展馆照明系统的节能优化汤伟健

汤伟健

（佛山市祖庙博物馆广东省528000）

摘要：随着博物馆事业的迅速发展，博物馆如何在利用现代照明和智能技术满足观众舒适参观体现的同时，又能遵循保护展品的原则，达到安全可靠、经济适用、技术先进、节约能源、维修方便的要求，提升博物馆的整体设计和服务水平。本文通过对佛山市祖庙博物馆展馆的照明系统进行分析和探讨，系统经过优化和整改，总结出节能降耗的经验。

关键词：展馆照明系统；节能优化

1、前言

在展馆展厅中照明系统扮演着重要角色，特别需要强调的是现今除空调系统外，照明系统的平均能耗已占总能耗的40％。优秀的照明设计对提升展馆的安全性、舒适度起到关键的作用，并能促进博物馆绿色节能，展现我国社会以人为本、持续发展的理念。

2、照明设计中节能措施

减轻重量，降低材料消耗：在满足灯具结构强度和防护要求的前提下，采用措施减少灯具机械尺寸和重量的技术措施，降低材料消耗。提高光效，降低运行功率：高效光学系统，提高灯具效率减少光学界面，提高传导效率和灯具效率。良好的热设计和降额设计，降低结温，提高光效通过良好的热通道设计和工作电流的降额措施，降低LED的结温，提高LED光源内量子效率。

釆用高效率的供电和控制系统，减少插入损耗、高电压传输，降低线路损耗、系统灯具均采用24VDC的供电电压，以减少电源到灯具的线路损耗、高效率的变换器，降低电源损耗、PWN控制技术，保持LED处于高效率稳定工作点，设计釆用了可以直接进行控制的高效恒流驱动模块，有利于在高效率下保证LED工作点的稳定。提高系统整体效率。

实施单点安装控制技术，减少杂散光的输出，提高光能利用率：通过安装位置和角度的精确调整，使灯具射出光线更有效地到达目标。提高照明的有效性。

科学的运行计划：系统提供了单点的比例因子的设定功能，有利于制定整个系统随环境亮度自动调整平均亮度的节能运行计划。以降低运行能耗和费用。

景观照明光源和专用照明灯具：从工程实际出发，理论研究入手，探索灯具的主要技术特点和条件要求，通过工程实践，完成对典型产品和工程的设计、制造和批量生产的准备。在灯具及相关产品的设计和制造技术、系统集成技术等方面形成具有自主的知识产权和市场推广意义的专有技术和（或）专利技术。

景观照明控制系统：景观照明工程的特点决定着控制网既要高速可靠，又要简单，便于维护，同时对系统成本也有较严的要求。为提高系统可靠性，提出效果场景分布存储、异地运行的方式，即场景可先存储到各个控制节点和网络前端控制器，各控制节点在同步信息控制下，独立运行。整个系统脱离计算机，个别节点出现故障也不会影响其他节点。

景观照明相关产品可靠性：针对大型半导体照明应用项目开展系统、组件及设备、灯具和功率光源的可靠性设计、试验和评估工作，建立光源、灯具、电气设备和系统的可靠性模型。制订工程实际需要的设计规范指导设计和生产工作，研究试验技术和预测技术用于评估和确定产品和系统的故障率和寿命评估和预测。通过可靠性研究工作保证项目建设的顺利进行和质量寿命。

3、实例分析

3.1照明系统现状

佛山市祖庙博物馆占地面积3.02万平方米，包括祖庙古筑建群、佛山祖庙历史文化陈列展览馆、孔庙、黄飞鸿纪念馆、叶问堂、藏珍阁等。另外还有办公楼和临时展厅等建筑。这些展馆展厅分布景区的不同位置。其中历史文化陈列馆首层、架空层、负一层及南面两层展厅和外围园亭景观的结构。作为博物馆主要的展览区，铺设多个照明控制回路。全馆淘汰使用金卤灯和日光灯等传统光源，全部使用LED照明。LED有着更好的控制色差的优势，色温更加标准。展厅照明使用色温小于3300K的光源，同时保持博物馆展厅环境的色温整体性。光辐射、照度水平、曝光量都会对文物安全造成影响。建议光源的最大紫外线含量为10µW/lm。对平面展品，最低照度与平均照度之比不应小于0.8。对于陈列绘画、彩色织品物、多彩展品等对辨色要求高的场所，采用一般显色指数（Ra）不低于90的光源作为照明光源；对辩色要求一般的场所，可采用一般显色指数不低于80的光源做照明光源。光源的显色性直接影响着展品色彩的色调和饱和度的表现。

3.2照明系统控制功能

照明系统经过升级改造，改变了传统的控制模式。现采用远程网络智能化管理，由先进的智能照明控制模块、总线级联控制模块、智能控制面板、网络通信模块、智能控制主机等构建成稳定可靠的控制系统架构。照明控制系统对照明的控制是以模块式的自动控制为主，手动控制为辅，照明预置场景的信息存储在内存中，这些信息的设置和更换十分方便，使建筑物的照明管理和设备维护变得更加简单。主要实现了以下灯光控制功能：

1.定时开关控制，根据展馆每月每周每天，以及早、中、晚不同时段的固定参观与闭馆时间，定时智能开启展览灯光模式与闭馆灯光模式，实现日常开放展馆区域灯光与过道灯光的自动化、无人化、全智能控制，这样可以大大减少人为手动开关灯光的工作量，同时可以保证能及时开启与关闭想要控制的灯光。比如，设置当中午或晚上闭馆时，关闭展馆区域的灯光，只保留过道区域半数的公共照明，达到节能的目的。同时，可以防止人为疏忽导致的漏关或者忘关多个展馆灯光的情况，大大提高开关灯光的效率与保障最经济的照明使用效果。

2.中心管理软件实时预览显示所有设备的当前状态。当系统模块出现智能失效时，可以通过手动紧急按钮实现机械手动开启灯光，以保证紧急正常照明的需要。另外照明控制系统可以无缝对接手机App。该照明控制系统，轻松实现手机、电脑的远程模式控制，普通日、节日、重大节日模式一键完成。

3.3线路优化改造

例如历史文化陈列馆的首层的其中一个展厅空间照明共设置4组照明控制回路。对应展厅由北往南的四行照明，原来由4个空气开关手动控制。设计时按地面水平照度200Lux，而实际在展览开展时一般只需要100Lux，这就导致筹展和开展期间，展厅的空间照明都是全开的，因每个开关所控制的灯具太多。为达到照明均匀度和照度之间的平衡，优化升级改造后增加4组照明控制回路，每行分2组控制，每行照明由2个接触器分相控制，如接触器KM11，KM12控制第一行正常照明，KM21，KM22控制第二行正常照明，依次类推。每个接触器控制5支灯。设置8个模块控制点(每个控制回路即一个照明控制点)，使控制每一行灯的2个接触器由两个模块点分别控制，中心管理系统每发出一个控制信号就可以只控制5支灯，视现场需要进行调整。达到如下要求：(1)控制灵活，对每一行都可以只控制5支灯或10支灯，区域之间的灯光组合，在照度和均匀度之间更易平衡，不会因为某些局部照度不够而不得不多开若干支灯。丰富的排列组合方式很容易找到节能和满足照明需求之间的最佳结合点。(2)最小模式节能：在日常开放展厅的时候，可以只开5支灯，比原控制模式可以节能50％。(3)优化工作简单。需要更改的主要在控制线路和程序。因此不容易破坏接线的整体美观。

展柜内陈列照明节能模式：利用人体感应，实现感应照明。人的身体都有恒定的体温，一般在37度左右，所以会发出特定波长的红外线，而人体感应照明就是通过捕捉这种特定波长的红外线来控制灯具明灭的。当探测到有人体走向展柜时，展柜内的LED照明灯能够智能开启，探测到人体在有效范围内LED照明就能保持触发启动状态，当探测到人体离开该展柜范围后就延时一定时间后自动关闭展柜内陈列照明。实现了“人来灯亮、人走灯熄”的智能控制功能。展柜内照明运用了该模式能达到智能控制和节能减排的目的，而且更好地对文物展品对灯光的曝光量进行有效控制。

结语

佛山市祖庙博物馆的照明系统经过优化整改后，运行情况良好，节能效果明显，由于灯具的使用时间减少，灯具故障维修率也下降了约30％，节电产生的效益可以快速回收早期投入。

参考文献：

[1]苑广超.关于建筑装饰设计施工与节能的探讨[J].工业b,2015(5):00016-00016.

[2]王巧荣,马军江.建筑装饰设计施工与节能的探讨[J].城市建设理论研究:电子版,2015,5(36):286-286.