室內節能照明控制策略

室內節能照明控制策略
美國普渡大學(Purdue University) 博士候選人詹瀅潔

照明系統一直在整個商業建築的能源消耗中佔相當大比例[1]，工程師們朝著兩個方向努力想解決這個問題。其中之一是從燈泡著手，發展效能更好的燈光來源，像LED燈等，它能以更少的能源供給室內與傳統白熾燈泡甚至省電燈泡相同的亮度。而另一個方向就是透過照明系統控制，減少不必要的能源消耗，這也是這篇文章所談的主題，文中將介紹一些最普遍的照明控制策略。

最簡單也易於實現的節能控制策略就是透過定時裝置，例如：辦公室在晚上十二點以後自動熄燈，這樣可以避免人們離開辦公室時忘了關燈等情形，當然這在拼命加班的辦公室裡可能就不太適用了，每個人離開辦公室的時間也不太固定。想要更精準的判斷到底有沒有人在室內？相信大家都有過走進房間燈就突然亮起來的經驗吧！用戶感測器（occupancy sensor）幫我們做到了這一點。但相信也有很多人經歷過人還沒離開房間，事情才做一半，燈就突然熄掉的經驗吧！這時可能需要動一動、揮揮手，燈才會再亮的例子。這跟用戶感測器本身採用的感測方法（紅外線、超音波等）、安裝位置，以及凍結時間設定都有關係。

另外一種最常見的控制技術與日光的利用息息相關，配合光源感測器（photosensor）感受到室內所接受的日照程度，來決定燈光的開關甚至是亮度，這種控制一般分為兩類——開關控制（on/off）跟調光控制（dimming）[2]。開關控制就是，當量測到日光低於設定值時，就將室內燈光全部開啟，反之則全部關閉。但這樣的控制並不能完全的利用燈光，因為當日光低於設定值時，我們可能只需要再提供10%的燈光，就能滿足室內所需要的照明程度，因此衍生出調光控制。調光控制事實上也有不同的實現方式，有時一個燈具同時裝有三根燈管，我們可以選擇打開中間的燈管關閉兩旁或是打開兩旁關閉中間，加上全開或全關，就有四種級別的燈光可選擇。然而不管開關控制或階段控制，因為照明度的變化較大，人們較容易察覺到燈光的變化，並感到困擾。另外一種實現方式則是透過所謂的調光安定器（dimming ballast），調光安定器的價格比一般安定器價格高出許多，但調光安定器可進行非常細微的調光，人們不易察覺到。

然而不管什麼控制，都必須考慮到在裡面活動的人，人必須擁有一定的控制權，當他們不喜歡這樣的設定時，他們有可以改動的機會[3]，在節能的同時兼顧人們的心情才是真正的好控制。

參考資料:

1. Soori, P.K. and M. Vishwas, Lighting control strategy for energy efficient office lighting system design. Energy and Buildings, 2013. 66(0): p. 329-337.
2. Galasiu, A.D., M.R. Atif, and R.A. MacDonald, Impact of window blinds on daylight-linked dimming and automatic on/off lighting controls. Solar Energy, 2004. 76(5): p. 523-544.
3. Escuyer, S. and M. Fontoynont, Lighting controls: a field study of office workers’ reactions. Lighting Research and Technology, 2001. 33(2): p. 77-94.