談體育館智能照明控制系統

王曉芳

(山西省建筑設計研究院，山西太原　030001)

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談體育館智能照明控制系統

王曉芳

(山西省建筑設計研究院，山西太原030001)

摘要:介紹了智能照明i-bus控制系統的組成，以山西醫科大學體育館工程為例，從布燈方案、照明回路、現場控制軟件等方面，闡述了該照明系統在體育館中的應用，實現了高效、安全、節能、環保的目標。

關鍵詞:體育館，智能照明，i-bus系統，燈具

1　工程概況

山西醫科大學體育館是一座地下1層，地上2層的建筑。地下為水處理間，1層設有游泳館，籃球館等。2層為籃球館看臺、瑜伽室、舞蹈室、訓練館。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、訓練館層高:6 m。本工程為丙級體育建筑，主體采用框架結構體系，籃球館屋頂為網架結構。

2　智能照明i-bus控制系統概述

智能照明i-bus系統(以下簡稱為i-bus系統)是以先進的計算機技術和通訊技術為基礎，系統的總線元件主要分為三大類:驅動器、傳感器、系統元件。驅動器的功能就是負責接收和處理傳感器傳送過來的燈光信號，并且能夠執行相應的操作;傳感器的功能則是根據現場實際情況來手動操作，或者根據探測光線、溫度等的變化，為驅動器傳回相應的控制信號;系統元件主要是為系統運行提供必要的基礎保障，就比如電源供應器和各類接口一樣。該系統中的受控負載直接與控制系統中的驅動器相連接，所有的傳感器(比如:智能面板，移動感應器，光亮傳感器)和驅動器(如:開關驅動器)都是通過i-bus總線連接在一起的。當其中一個智能面板的按鈕被按下時，它能夠以電信號的形式通過i-bus總線直接向設定好的驅動器發出指令，當驅動器收到信號以后會經過內置的CPU進行信息處理，再驅動負載去完成相應的功能。

3　i-bus系統在體育館設計中的指導思想

在現代化高速發展的今天，體育館的照明在設計上，除了要滿足各類體育比賽的要求之外，還應承擔學校大型集會和文藝演出，照明在現代化多功能體育館中是一個十分重要的環節。體育館按功能區域劃分，可分為兩大區域，即主賽場和輔助區域。對照明的基本要求如下:運動場所內的人們(如運動員、觀眾、場地技術人員以及記者)，他們在場所內進行各種活動時對照度的要求不同，所以說，體育館內的照明設計應考慮多方面的因素，如:水平照度，垂直照度，照度均勻度，光源色溫、顯色性、炫光等，使運動員能清楚的察看場內任何活動，發揮出最佳水平。對于觀眾席及其他區域的照度要求則是: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境，尤其是在觀眾進場、觀看期間以及退場時，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、場地高低錯落的體育場館，采用i-bus系統尤其能突顯出它的優越性。現有的i-bus系統結構基本都是分布式總線結構，系統內部的傳感器和驅動器各自有著獨立的CPU，兩者之間的關系是對等的。假若系統內部的任何傳感器或驅動器有損壞，都將不會影響其他無關聯的系統程序的相關元件運行。系統中的控制回路是總線制的形式，其結構簡單，不需要大量的總線電纜敷設以及繁雜的控制回路。系統中的驅動器和系統元件僅僅需要安裝在照明的配電箱內。現場的傳感器(如智能面板、移動感應器等)之間以及其與照明配電箱內的設備僅僅只需通過一條系統總線連接就可以。系統的總線是采用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系統采用分層結構，分成支線和區域，一般情況下，可有15條支線經過線路耦合器與干線相連接，組成區域。支線中的信號，經過耦合器過濾掉不必要的信號，才能被允許進入干線中，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(任何兩個元件之間的i-bus系總線電纜長度均不應超過700 m;電源到任何元件的i-bus系總線電纜長度均不應超過350 m)。i-bus系統的控制功能修改起來靈活方便，僅僅需要極少量的程序調整，根本不需要重新布線，為體育館在今后的使用中創造一個安全性、舒適性、節能性、自動化與信息化的前提條件，營造舒適宜人的環境，能充分提高工作效率，而且又具有極大的靈活性。i-bus系統是開放式、大跨度的框架結構，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人員的工作量，降低管理費用，提高工作效率及管理水平。

4　智能照明控制系統的設計

本文中僅就體育館中的籃球館、游泳館、訓練館來闡述i-bus系統。

4．1本體育館中的布燈方案

根據規范要求，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練場館;2)兩側燈帶投光方式，以側光為主，主要適用于空間較高的運動場所;3)前兩種布燈方式相結合，這種方式中的燈具在場地上空和側面布置，主要適用于功能性較強的體育場館，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，《建筑照明設計標準》中都有詳細說明。

籃球館層高較高，空間較大，上面搭有網架結構，適合采用第二種布燈方式，故采用馬道敷設，四周布燈。內側兩旁共設28套250 W金鹵燈，斜照型燈具，4套100 W的鹵鎢應急泛光燈，以供賽場內平時和應急時使用;馬道外側四周共設有12套150 W金鹵燈和6套100 W的鹵鎢應急泛光燈，以供賽場周邊觀眾席處平時和應急時使用。燈具的投光角度要滿足規范要求:內側燈具投光角度為15°，外側燈具的投光角為20°，燈具的保護角為31°。游

4．2照明控制系統功能分析

從實際使用的狀況來說，本校內體育館的使用特點:1)主要用于體育教學，使用的頻率較高，但是大部分時間要求的照度并不高;2)功能性較強，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，所以本次智能照明控制系統應能滿足實際使用要求。

4．3照明回路及控制方案的設計

i-bus系統要求應能實現單獨控制、集中控制和總機房控制等開關燈模式，本次設計中使用多種控制方式相結合的方案，在不同的場景下可以開關任意一組燈具，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系統都能自動地按組并以先后順序打開燈具，避免由于同時點亮燈具而引起的大電流沖擊，能夠確保電氣線路的安全，此外本次設計還要求燈具的運行時間要盡量均衡，經過分析之后，最后運動場地內以每兩個燈作為一個開燈組，觀眾席則以單燈控制為主。

4．4現場控制軟件

為了避免由供電設備故障而引起的相鄰照明回路同時斷電，故而將相鄰的兩個照明回路劃分到不同的配電箱中。i-bus系統可以通過電腦以圖形的方式對體育館各個不同場景的燈光進行集中監視和控制，各種場景之間可以隨時切換，控制方便自如，同時現場可以通過智能面板對燈光進行手動控制作為備用，還可以通過定時器對公共通道以及泛光照明定時控制，使用計時計次單元，還可以對照明回路進行開燈時間和開關次數的統計，方便設置維修保養計劃。

5　結語

隨著體育事業的發展，新建和改擴建的綜合體育場館不斷涌現，這就要求燈光控制設備也要不斷地更新換代。在實際使用中，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的設計應能滿足各自的使用要求，必須選擇最適合的控制方式，既要特點鮮明，還要經濟、實用、安全、節能。

參考文獻:

［1］JGJ 31—2003，體育建筑設計規范［S］．

［2］GB 50034—2013，建筑照明設計標準［S］．

［3］照明設計手冊第2版［Z］．

［4］i-bus智能建筑控制系統ABB產品設計手冊［Z］．

中圖分類號:TU113．662

文獻標識碼: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，采用頂板下側墻上沿橋架敷設，共設有30套150 W金鹵燈和12套100 W的鹵鎢應急泛光燈，以供游泳館內人員平時和應急時使用。訓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