光照环境是家庭中最重要的环境之一,关系到人在家居生活中的起居、行动和工作,本文介绍了家庭智能设备如何控制光线,营造舒适的光照环境,并给出了实现建议。

场景

晚上回到家,红外探测器感应到人出现,自动开灯。到了书房,坐下工作,台灯和背景灯光立即调节到适合工作的亮度。

到了平时睡觉的时间,房间灯逐渐变暗,营造睡意。

夜里起身,床下自动亮起微弱的灯光,照亮脚下,同时不打扰熟睡的人。

冬天的早晨,天还没亮,随着闹钟声灯光逐渐亮起,模拟太阳的升起,用最自然的方式将人从睡梦中叫醒。

系统架构

设备搭建

序号 设备 介绍
1 灯具 家庭的光源,不同灯具应使用在不同环境与场景
2 红外感应器 感应人体移动
3 光照传感器 探测光照强度
4 声音传感器 探测声音
5 自动窗帘 可远程控制和与其他设备联动
6 调光玻璃 通过通断电调节透明度的玻璃

智能化建议

门厅

门厅是回家或离家时最先经过的地点,且此处的一般会进行换鞋、整理等工作,此处应保证在不同时间及环境下都能有亮度足够的光照。此处一般采用自动触发式的光源,如自动红外感应灯具,并且由于此处场景比较单一,光源一般无需联网实现复杂控制逻辑,能够实现自动触发即可。

客厅

客厅主要功能是提供会客接待、家庭活动、人际交流的场所,也是人们分配的居家时间最长的一个区域,此处的光源一般较多,传统的光源控制方式是通过墙面开关,但由于灯管设备多,且不同灯光需要同时操作,客厅处的灯光控制逻辑比较复杂。

客厅的灯光应联网实现按场景的控制,一个场景控制多个光源产生相应的灯光效果。同时面板控制作为最直观方便的操作模式也不能缺少,应选用智能墙面触控开光,同时兼顾手动控制和智能场景控制。

休息区

休息区包括主卧室、客卧室、育儿室、儿童房、老人房和保姆房,这个区域具体指的是以床为中心的供人们睡觉小憩的地方。从光的特性角度分析,休息区的照度标准值为50-150lx,亮度标准值为200-300 cd/m2,色温标准值为2700-3000K,室内光线一定要低柔均匀。

休息区的光线需要能根据情景调节亮度,入睡前和睡觉时灯光要暗,起床和看书时光线要达到相应亮度,同时需要考虑到起夜等情况,设计用于最低照明亮度的灯具。

休息区的灯管需要能根据用户不同的调节亮度和色温,在睡前逐渐变暗,促进褪黑激素分泌,促进睡眠。早晨灯光亮起,如果自然光充足,可以使用自动窗帘配合调节室内亮度,使室内亮度合适。

考虑到睡前灯光操作的困难,室内灯光需支持语音控制或手机遥控,用户睡下后不必起床关灯。灯光还应与闹钟联动,创造更好的叫醒服务。

工作学习区

工作学习区主要是指书房,还包括客厅、主卧、客卧和儿童房的办公学习区域。从光的特性角度分析,这一区域需要较高的照度值,一般在300lx左右,多用日光色灯具,色温标准值为4000-5000K

工作学习区需要配合光照度传感器,根据用户不同工作,调节灯光亮度在适宜的范围。

重点参数解释

光是人们工作生活必不可缺的一部分,也是家居生活中经常被人忽略的,我们将从照度、亮度和色温这三个方面分析光线在家居中的运用,以及落实到智能家居设备中的实际使用。

光的照度

光的照度是指由光源发出的光束(即从灯发出的光的总量)照射到被照物体单位面积上的光通量,单位为勒克斯(lx)。确定照度依据的是工作、生产的特点和作业对视觉的要求,具体分为以下三个方面

  • 被照对象的大小,即工作的精细程度;
  • 对比度,即被照对象和所在背景之间的亮度差,差值越小则清晰度越低,而两者差值与对比度成正比,因此看清对象需要高的照度;
  • 在视觉方面,照度直接影响视觉的准确度,人眼以工作的精细度和速度分等级,要求越高,照度越高,还有视觉的连续性,即观看时间的长短,被照对象的静止或运动状态,视距的大小,观看者的生理因素等。

家居环境中,家庭中各个功能分区对光线的照度和色温等要求也是不一样的。现代日常生活中常用的照度值(如下表所示)。其中,工作台面的最低照度值为200lx

200lx 工作台面的最低照度
300lx 工业的普通照度
500lx 办公室商店及商场
750lx 实验室及仔细的工作
1000lx 电子厂、印刷厂的分色及布料厂

光的亮度

光的亮度是指发光体(或反光体)表面发出(或反射出)的光的强弱的物理量,单位是坎德拉(cd/m2)。亮度具有黑限亮限两个范围,视觉上的眩光正是后者的具体表现,而介于二者之间范围内的亮度就是我们正常能接受的舒适亮度。

光的亮度设计是整个光环境设计过程中的重要一环,与光的照度设计一同合作。给予同样的照度条件下,被照物体的表面会因其材质对光的反射率不同而造成亮度的不同。在家居环境中,墙面的最佳亮度值为50-150 cd/m2,顶棚的最佳亮度值为100-300 cd/m2,最佳工作区的亮度值为100-400 cd/m2,梳妆区的最佳人脸亮度值为250 cd/m2,需要注意的是易产生弦光的亮度值为2000 cd/m2。在进行合理的照度设计之后,亮度设计将对整个光环境做必要的补充和调节,各类灯具与墙面、吊顶及家具之间相互作用,从而营造个性舒适的照明效果

50-150 墙面最佳亮度
100-300 顶棚最佳亮度
100-400 最佳工作区亮度
250 最佳人脸亮度
2000 易产生炫光亮度
5000 天空平均亮度

常用最佳亮度值表(单位cd/m2

光的色温

光的色温是用来描述光源的色表的,单位为K。下表列出了不同的色温值所表现出的冷暖效果。

2700K 白炽灯的暖色
3000K 温白色
4000K 中性白色
5000K 日光色
6500K 冷日光色
7400K 蓝天色

常用最佳色温表

灯光的色温越低,室内的照明感觉越暖,反之则越冷。灯具光源的色温如同物体的颜色一样,加强色温的表现力有利于提高居住者的心理效果。因此,在家居环境中,可以通过使用不同色温的光管来营造室内空间的冷暖色调效果。

结语

本文从常见场景开始,介绍了家居生活中各个场景的光线设计,包括智能设备的选用、设备搭建和系统架构,然后从光照的三种特性介绍了设计背后的理论基础,为智能厂家搭建光线环境提供参考


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