谈体育馆智能照明控制系统

王晓芳

(山西省建筑设计研究院，山西太原　030001)



谈体育馆智能照明控制系统

王晓芳

(山西省建筑设计研究院，山西太原030001)

摘要:介绍了智能照明i-bus控制系统的组成，以山西医科大学体育馆工程为例，从布灯方案、照明回路、现场控制软件等方面，阐述了该照明系统在体育馆中的应用，实现了高效、安全、节能、环保的目标。

关键词:体育馆，智能照明，i-bus系统，灯具

1　工程概况

山西医科大学体育馆是一座地下1层，地上2层的建筑。地下为水处理间，1层设有游泳馆，篮球馆等。2层为篮球馆看台、瑜伽室、舞蹈室、训练馆。建筑高度为23．60 m，建筑面积约为2万m2，1层层高4．5 m，2层篮球馆的休息厅层高9．9 m，瑜伽室、舞蹈室、训练馆层高:6 m。本工程为丙级体育建筑，主体采用框架结构体系，篮球馆屋顶为网架结构。

2　智能照明i-bus控制系统概述

智能照明i-bus系统(以下简称为i-bus系统)是以先进的计算机技术和通讯技术为基础，系统的总线元件主要分为三大类:驱动器、传感器、系统元件。驱动器的功能就是负责接收和处理传感器传送过来的灯光信号，并且能够执行相应的操作;传感器的功能则是根据现场实际情况来手动操作，或者根据探测光线、温度等的变化，为驱动器传回相应的控制信号;系统元件主要是为系统运行提供必要的基础保障，就比如电源供应器和各类接口一样。该系统中的受控负载直接与控制系统中的驱动器相连接，所有的传感器(比如:智能面板，移动感应器，光亮传感器)和驱动器(如:开关驱动器)都是通过i-bus总线连接在一起的。当其中一个智能面板的按钮被按下时，它能够以电信号的形式通过i-bus总线直接向设定好的驱动器发出指令，当驱动器收到信号以后会经过内置的CPU进行信息处理，再驱动负载去完成相应的功能。

3　i-bus系统在体育馆设计中的指导思想

在现代化高速发展的今天，体育馆的照明在设计上，除了要满足各类体育比赛的要求之外，还应承担学校大型集会和文艺演出，照明在现代化多功能体育馆中是一个十分重要的环节。体育馆按功能区域划分，可分为两大区域，即主赛场和辅助区域。对照明的基本要求如下:运动场所内的人们(如运动员、观众、场地技术人员以及记者)，他们在场所内进行各种活动时对照度的要求不同，所以说，体育馆内的照明设计应考虑多方面的因素，如:水平照度，垂直照度，照度均匀度，光源色温、显色性、炫光等，使运动员能清楚的察看场内任何活动，发挥出最佳水平。对于观众席及其他区域的照度要求则是:能在舒适的情况下满足观众观看比赛，还能够清楚地察看周围环境，尤其是在观众进场、观看期间以及退场时，用以确保安全问题。

既能满足以上的各种照明要求，又能适合这种人员众多、场地高低错落的体育场馆，采用i-bus系统尤其能突显出它的优越性。现有的i-bus系统结构基本都是分布式总线结构，系统内部的传感器和驱动器各自有着独立的CPU，两者之间的关系是对等的。假若系统内部的任何传感器或驱动器有损坏，都将不会影响其他无关联的系统程序的相关元件运行。系统中的控制回路是总线制的形式，其结构简单，不需要大量的总线电缆敷设以及繁杂的控制回路。系统中的驱动器和系统元件仅仅需要安装在照明的配电箱内。现场的传感器(如智能面板、移动感应器等)之间以及其与照明配电箱内的设备仅仅只需通过一条系统总线连接就可以。系统的总线是采用SELV(24 V安全低电压)供电方式，操作起来既方便又安全。需要特别指出的是i-bus总线电缆本身具有屏蔽功能，总线电缆不能接地。i-bus系统采用分层结构，分成支线和区域，一般情况下，可有15条支线经过线路耦合器与干线相连接，组成区域。支线中的信号，经过耦合器过滤掉不必要的信号，才能被允许进入干线中，以提高干线通讯的效率。在同一条支线中，所有i-bus总线电缆总和不超过1 000 m(任何两个元件之间的i-bus系总线电缆长度均不应超过700 m;电源到任何元件的i-bus系总线电缆长度均不应超过350 m)。i-bus系统的控制功能修改起来灵活方便，仅仅需要极少量的程序调整，根本不需要重新布线，为体育馆在今后的使用中创造一个安全性、舒适性、节能性、自动化与信息化的前提条件，营造舒适宜人的环境，能充分提高工作效率，而且又具有极大的灵活性。i-bus系统是开放式、大跨度的框架结构，可以迅速方便地改变体育馆的使用功能，并且减少管理与维护人员的工作量，降低管理费用，提高工作效率及管理水平。

4　智能照明控制系统的设计

本文中仅就体育馆中的篮球馆、游泳馆、训练馆来阐述i-bus系统。

4．1本体育馆中的布灯方案

根据规范要求，体育馆中的照明安装方式一般分为三种: 1)顶上均匀布灯方式，这种方式着重考虑水平照度，垂直照度较低，主要适用于一般的训练场馆;2)两侧灯带投光方式，以侧光为主，主要适用于空间较高的运动场所;3)前两种布灯方式相结合，这种方式中的灯具在场地上空和侧面布置，主要适用于功能性较强的体育场馆，水平照度与垂直照度可兼顾。体育馆中各场馆的照度值这里不再介绍，《建筑照明设计标准》中都有详细说明。

篮球馆层高较高，空间较大，上面搭有网架结构，适合采用第二种布灯方式，故采用马道敷设，四周布灯。内侧两旁共设28套250 W金卤灯，斜照型灯具，4套100 W的卤钨应急泛光灯，以供赛场内平时和应急时使用;马道外侧四周共设有12套150 W金卤灯和6套100 W的卤钨应急泛光灯，以供赛场周边观众席处平时和应急时使用。灯具的投光角度要满足规范要求:内侧灯具投光角度为15°，外侧灯具的投光角为20°，灯具的保护角为31°。游

4．2照明控制系统功能分析

从实际使用的状况来说，本校内体育馆的使用特点:1)主要用于体育教学，使用的频率较高，但是大部分时间要求的照度并不高;2)功能性较强，除了比赛外，还会有集会以及演出的需要; 3)能够胜任各种大型的比赛任务，所以本次智能照明控制系统应能满足实际使用要求。

4．3照明回路及控制方案的设计

i-bus系统要求应能实现单独控制、集中控制和总机房控制等开关灯模式，本次设计中使用多种控制方式相结合的方案，在不同的场景下可以开关任意一组灯具，能够满足不同场景下的照明要求。在任何一种控制方式下，i-bus系统都能自动地按组并以先后顺序打开灯具，避免由于同时点亮灯具而引起的大电流冲击，能够确保电气线路的安全，此外本次设计还要求灯具的运行时间要尽量均衡，经过分析之后，最后运动场地内以每两个灯作为一个开灯组，观众席则以单灯控制为主。

4．4现场控制软件

为了避免由供电设备故障而引起的相邻照明回路同时断电，故而将相邻的两个照明回路划分到不同的配电箱中。i-bus系统可以通过电脑以图形的方式对体育馆各个不同场景的灯光进行集中监视和控制，各种场景之间可以随时切换，控制方便自如，同时现场可以通过智能面板对灯光进行手动控制作为备用，还可以通过定时器对公共通道以及泛光照明定时控制，使用计时计次单元，还可以对照明回路进行开灯时间和开关次数的统计，方便设置维修保养计划。

5　结语

随着体育事业的发展，新建和改扩建的综合体育场馆不断涌现，这就要求灯光控制设备也要不断地更新换代。在实际使用中，体育场馆对照明的要求各有不同，这就意味着智能照明控制系统的设计应能满足各自的使用要求，必须选择最适合的控制方式，既要特点鲜明，还要经济、实用、安全、节能。

参考文献:

［1］JGJ 31—2003，体育建筑设计规范［S］．

［2］GB 50034—2013，建筑照明设计标准［S］．

［3］照明设计手册第2版［Z］．

［4］i-bus智能建筑控制系统ABB产品设计手册［Z］．

中图分类号:TU113．662

文献标识码:A

文章编号:1009-6825(2016)17-0118-02

收稿日期:2016-04-01

作者简介:王晓芳(1978-)，女，工程师泳馆也适合采用第二种布灯方式，采用顶板下侧墙上沿桥架敷设，共设有30套150 W金卤灯和12套100 W的卤钨应急泛光灯，以供游泳馆内人员平时和应急时使用。训练馆则适合采用第一种布灯方式，采用均匀满布的方式布置照明灯具，共设有55盏250 W的金卤灯。

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