肖輝:智能控制實現天然采光和人工照明的互補
摘要: 來自同濟大學的肖輝教授在12月12日上海光影空間六方峰會上發表演講,提出通過智能控制實現天然采光和人工照明的互補,而LED的出現使得這種智能控制得以更好的發揮。
肖輝,女,博士,副教授,碩士生導師,1969年生,重慶人。
自同濟大學畢業留校至今,一直從事建筑電氣、智能照明與節能領域的教學、設計和科研工作,主要致力于天然采光和人工照明節能優化研究,提出 “主動式綠色照明模式”。近年來,在LED半導體照明及照明控制應用領域,主持上海市科委專項《基于節能模型的半導體照明系統集成與應用示范研究》、《LED景觀照明節能控制應用示范研究》等10余項課題的研究;承擔無錫市重點工程“快速內環夜景照明”、“世博會主題館夜景照明”和“滬上生態家”等工程的夜景照明規劃、設計20余項;參與編制相關規范4部,撰寫論文30余篇,其中SCI、EI檢索15篇。
現任中國照明學會理事、高級會員、咨詢委員會副主任委員、國家高級照明設計師;中國建筑學會電氣分會理事;中國建筑學會建筑物理分會理事;上海照明學會副秘書長、理事、高級會員;上海電氣設計研究會理事、高級會員。
肖輝:剛才陳易老師把天然光作為建筑的元素,把燈具作為室內空間的元素給大家提出來了。基于這樣的考慮,我們希望把天然光和人工照明聯合控制,同時由于LED讓這種控制來實現。把天然采光和人工照明聯合控制,不強調誰更重要,而是一種聯合的控制來實現節能,這也是主動式的照明的方式。在研究實際天空亮度分布的基礎上,把現代控制思想引進建筑技術和照明領域,首次提出并構建出天然光與人工照明相結合的建筑光環境聯合控制模型,即“主動式綠色照明模型”。該模型把天然采光和人工照明相結合的建筑光環境作為系統的被控對象,通過對天然光的動態模式進行實時監測,間接給出恒定照度下,以最大限度地合理利用天然光為目標的人工照明補償策略,從而降低人工照明用電。
天然光的采集和控制
天然采光的含義是利用天然光源來保證建筑室內光環境。在采光設計中提到的天然光往往指的是天空擴散光,它是建筑采光的主要光源。建筑物充分利用天然照明的意義,不僅在于獲得較高的視覺功效、節能環保,而且還是一項長遠的保護人體健康的有效措施。無論從環境的實用性還是美觀的角度,采用被動或主動地手段,充分利用天然光照明是實現建筑可持續發展的有效途徑之一,有著非常重要的意義。
白天的時候我們擁有豐富的太陽光,也就是天然光我們可以通過建筑來采光,那么采光以后我們到底怎么跟我們室內怎么互動,同時這樣的需求提出來以后,在傳統的照明里面可能剛才談到我們是用電動窗或是百葉,這兩個東西控制的話是兩個分離的對象,我們怎么樣在一個智能系統上這兩個聯動起來,所以我們控制系統就產生了。正是基于這樣的思想,我們希望通過不同的天然光的時段和室內,包括通過遮陽的變換,以及百葉窗的調整整個系統進行聯動,這個系統當中我們把它看成被控對象,比如同樣的建筑得到夜間的也可以得到補充的環境。當然這個是在控制的里面比較清楚,我們是把它聯動成為一塊控制對象,然后我們所要做的事情其實就是控制器的設定,也就是按照以人為本設定控制的策略,讓被控對象在控制方式的作用下得到我們想要的輸出。
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