２０１７年ｌＯ月 照明工程学报 ＺＨＡ０ＭＩＮＧ ＧＯＮＧＣＨＥＮＧ ＸＵＥＢＡＯ ０ｃｔ． ２Ｏｌ７ 第２８卷第５期 Ｖｏ１．２８ Ｎｏ．５ 智慧校园照明控制综述 徐 华，郭红艳，刘力红 （清华大学建筑设计研究院有限公司，北京 １０００８４） 摘要：本文结合智慧校园的发展，对校园典型建筑如教学楼、图书馆及校园园区照明控制与传统照明控制进行 了对比，总结了在智慧校园中照明控制的趋势。 关键词：智慧校园；照明控制；教育信息化 中图分类号：ＴＭ９２３ 文献标识码：Ａ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００４￣４０Ｘ．２０１７．０５．００１ Ｏｖｅｒｖｉｅｗ ｏｆ Ｓｍａｒｔ Ｃａｍｐｕｓ Ｌｉｇｈｔｉｎｇ Ｃｏｎｔｒｏｌ ＸＵ Ｈｕａ，ＧＵＯ Ｈｏｎｇｙａｎ，ＬＩＵ Ｌｉｈｏｎｇ （Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ Ｄｅｓｉｇｎ＆Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｓｉｎｇｈｕａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｃｏ．，ＬＴＤ，ＢｅＯｉｎｇ １ ０００８４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｓｍａｒｔ ｃａｍｐｕｓ，ｔｈｅ ｌｉｇｈｔｉｎｇ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｌｉｇｈｔｉｎｇ ｃｏｎｔｒｏｌ ｉｎ ｔｈｅ ｃａｍｐｕｓ ｔｙｐｉｃａｌ ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｂｕｉｌｄｉｎｇ，ｌｉｂｒａｒｙ ａｎｄ ｃａｍｐｕｓ ｗａｓ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｐａｐｅｒ．Ｔｈｅｎ，ｔｈｅ ｔｒｅｎｄ ｏｆ ｌｉｇｈｔｉｎｇ ｃｏｎｔｒｏｌ ｉｎ ｔｈｅ ｓｍａｒｔ ｃａｍｐｕｓ ｗａｓ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｍａｒｔ ｃａｍｐｕｓ；ｌｉｇｈｔｉｎｇ ｃｏｎｔｒｏｌ；ｅｄｕｃａｔｉｏｎ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ 生理健康密切相关，是智慧校园建设的一个重要方 引言 智慧校园是为师生提供人与人、人与校园、人 与物、物与物的和谐共处、节约高效的泛在网络和 管理智慧。它运用云计算、大数据、物联网、移动 面，随着照明技术的发展，照明控制在照明光环境 方面起着举足轻重的作用 。 校园牵涉的建筑类型很多，包括校园内的教学 楼、图书馆、实验楼、风雨操场（体育场馆）、会 堂、办公楼、学生宿舍、食堂及附属设施等供教育教 学活动所使用的建筑物及生活用房等，智慧校园照明 中最具特点的是教学楼和图书馆以及校园园区照明。 以下综述教学楼、图书馆和校园园区的照明控制。 计算、应用集成等前沿信息技术手段，把学校里分 散的、各自为政的信息化系统和资源整合为一个具 有高度感知能力、协同能力和服务能力的有机整体， 对学校的科教运作、校园管理和公众服务提供强有 力的智能支撑。智慧校园能够提供无处不在的网络 教学环境、方便周到的校园生活、丰富多彩的校园 文化、融合创新的网络科研、透明高效的校务治理。 １．１教室照明控制 １教学楼照明控制 智慧校园建设促进了信息技术与教育教学的深度融 合，也改变了教学模式，而教学模式的创新，对信 息技术又提出了更高的要求，校园建设逐步从智能 化到智慧化的转变已得到大家的共识¨“ 。 在智慧校园建设中，照明关系到教学环境、校 园生活的舒适，照明光环境也与师生的视力和心理 教学楼照明中最主要的是教室照明，教室照明 控制要适应不同的演示和教学情景，并考虑自然光 的影响。 传统教室只为讲课而设计，灵活性很差，师生 的交流被空间及桌椅所束缚，学生的活动范围受限， 没有考虑进行教与学的教师和学生的诉求，未能充 ２ 照明丁程学报 ２０１７年１０月 分支持协作学习，被动的抄笔记式设计，而不是常 见的交流模式。现在的教室存在阻碍学习的问题， ｌ 字 Ｉ 无法满足学生及教师的互动性需求。传统的教室照 明控制基本采用面板开关控制，黑板照明开关设在 黑板处，教室照明控制分组控制，分组不仅要考虑 采光的影响，还要考虑对投影的影响，例如：图ｌ 中的分组是把教室内的灯具，按距离采光侧窗的远 近分为５组，装设５个开关。对ｌ～５组中的每组灯 具均可单独控制，以实现上述的人工照明对天然采 光变化的恒定调节功能。 投映屏 崆间布局、空间风格、空间陈设 鬻 ● ■ 虚拟学习空间 资 ： 声、光、电、气、温、湿、网等： 信息技术、数据技术、教育技术。 图２智慧教室模型要素 Ｆｉｇ．２ Ｅｌｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｓｍａｒｔ ｃｌａｓｓｒｏｏｍ ｍｏｄｅｌ 天 然 采 光 图３智慧教室模型 Ｆｉｇ．３ Ｓｍａｒｔ ｃｌａｓｓｒｏｏｍ ｍｏｄｅｌ 间面对面交流的要求。智慧教室照明控制可以采用智 能控制方式，可以采用人员感应、照度补偿、调光或 分组控制，条件允许时，可以采用单灯单控方式。目 图ｌ 单侧米光照明拄制分组 意 Ｆｉｇ．１ Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ ｏｆ ｕｎｉｌａｔｅｒａｌ ｄａｙｌｉｇｈｔｉｎｇ ｃｏｎｔｒｏｌ 前，ＬＥＤ用于教室照明已经较为成熟，控制方式更为 灵活多样。图４为总线回路控制示意。 图１中，如果考虑对投影幕的影响，把４、５两 组的灯具再前后分组控制，更为合理，这样除黑板 照明外，还需要７个开关控制，其灵活性仍然不足。 智慧教室是把学校的传统教室解放为移动的开 放的教室形态，把老师从固定的讲台位置解放出来， 继电 把老师从传统的“粉笔＋黑板”或者是“ＰＰＴ＋幕 布”的形态中解放出来，充分实现教与学的互动。 学生在课堂上能听、能看，更能参与体验，整个课 的个数只用两根线 通用电线作为配线 堂气氛活跃，让知识易于理解。 智慧教室模型的构成的基本要素可以采用 “４＋ｌ”模式，即物理空间下的空间陈设、物理环 选择开关 Ｉ冬ｌ ４开关 境、技术支持、资源加上一个虚拟学习空间。现代 信息技术应用包括多媒体技术、云计算技术、物联 网技术、大数据分析技术、图像识别分析技术。智 慧教室模型要素见图２，智慧教室模型见图３。 从上述教室模型的变化可看出，课桌是经常变化 的，照明不仅要满足学生看书、写字、绘画等要求， 保证视觉目标水平和垂直照度要求，还要满足学生之 总线回路控制不蒽 Ｆｉｇ．４ Ｂｕｓ ｌｏｏｐ ｃｏｎｔｒｏｌ ＬＥＤ照明的低压、直流特点，使得照明采用以 太网供电ＰＯＥ（Ｐｏｗｅｒ Ｏｖｅｒ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ）成为可能，这 种利用现存标准以太网传输电缆同时传送数据和电 功率的方式，不仅提高了照明的安全性，还为照明 的智能控制提供了极大的便利，做到单灯控制。图 第２８卷第５期 徐华等：智慧校同照明控制综述 ５为ＰＯＥ供电的照明控制示意，每问教室特别适合 直流供电，网络化控制，与智慧校同网络相融合。 网５ ＰＯＥ供电的照明控制 ÷意 Ｆｉｇ ５ Ｌｉｇｈｔｉｎｇ ｃｏｎｔｒｏｌ ｐｏｗｅｒｅｄ ｈｙ Ｐ（）Ｅ １．２公共区域的照明控制 公共区域照明控制，适合采川人员探测加光照 补偿，日前，已有走廊型人员感应探测器，一个探 头町探测宽３ ｍ长２０ ｍ的矩形 域，为长走廊的自 动控制提供了便利。 ２ 图书馆的照明控制 图书馆照明的重点是做好阅览室和书库的照明。 图书馆内的公用照明与工作（办公）区照明宜分开 配电和控制。图书馆内大空间区域较多，采用智能 集中控制既方便，又有利于节能，一般采用总线回 路控制方式。 书库书架之间的行道照明应采用专用灯具，并 设单独开关控制。开架书库设有研究厢时，应在研 究厢处增设局部照明及就地控制。 现代化的图书馆，书库与阅览越来越趋向在一 个空间内，取书自助服务。一般在建筑靠外墙有窗 的部位设置阅览桌，『划览部分还可充分利用自然光， 在建筑中心部位设置书库，书库与阅览的照明要求 和照度值是不同的，而为了建筑空间的美观，义希 望顶棚布灯要整齐，照明设计要充分与建筑师协商， 在书架部分和阅览部分采用不同数量的光源和不同 配光的灯具，而外形上可以相似。为节能，书架部 分官采用图６所示的照明及控制方式，可以在书架 端控制，也可以采用人员感应探测控制，阅览桌町 增加局部照明，就地控制。图７是书库与阅览混合 形式，顶部基础照明可以选取较低的照度水平，阅 览和书库基础照明应分回路配电和集中控制，书架 灯具人员感应控制，阅览桌照明就地控制。 罔６书库书架照明及控制 ｝’ｉｇ ６ Ｓｔａ（・ｋ ｂｏｏｋｓｈｅｌｆ ｌｉｇｈｔｉｎｇ ａｎｄ ｃｏｎｌｌ０ 罔７书库 阅览混合形式 Ｆｉｇ ７ Ｉ１ｈｅ ｍｉｘｉｎｇ ｗａｙ ｏｆ ｌｉｌｎａｒｙ｜Ｉｆ１ｄ ｒｅａｄｉｎｇ ｒｏｌｌｌｌｌ ３ 校园园区的照明控制 ◆柏脯一； 懒明・０ 应急照明 ——扬声器 广 一 ～一摄像头 一 第２８卷第５期 汤露瑶等：用多种ＬＥＤ单色光芯片模拟太阳光谱的一种光谱组装算法及相似度评价标准 ９ （上接第３页） ．一一．一 二ｒ 一一一一一智能网关 路灯节点１ 路灯节点２ 路灯节点３ 路灯节点４路灯节点Ｎ ！二ｒ 智能网关 路灯节点ｌ 路灯节点２ 路灯节点３ 路灯节点４路灯节点Ｎ 图９ 典型智慧庭院灯网络结构示意 Ｆｉｇ．９ Ｎｅｔｗｏｒｋ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｙｐｉｃａｌ ｓｍａｒｔ ｃｏｕｒｔｙａｒｄ ｌａｍｐ 域、教室、图书馆阅览室、书库等室内场所，到 ４ 结语 “智慧校园”是校园管理和教学水平逐步提升 校园路灯、庭院灯，照明控制的网络化是一个必 然趋势。 的体现，是教育现代化发展的必然趋势。建设 “智慧校园”的重要目的，是通过利用物联网、云 参考文献 ［１］教育信息化十年发展规划（２０１１—２Ｏ２０年）．教育 部．２０１２． 计算和虚拟化等新技术，改变学校、学生、家长 和校园资源相互交互方式。将学校的安全、教务、 校园资源和感知应用系统有效整合，以提高应用 交互的明确性、灵活性和响应速度，智慧照明在 智慧校园建设中是一个重要载体，从建筑公共区 ［２］教育信息化“十三五”规划．教育部，２０１６． ［３］教育建筑电气设计规范：ＪＧＪ ３ｌ０—２ＯＩ３． ［４］智能建筑设计标准：ＧＢ ５０３ｌ４—２Ｏｌ５． ［５］照明设计手册．第三版．北京：中国电力出版 社，２０ｌ６．
