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基于物聯網的智能照明技術對古建築消防安全的
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基于物聯網的智能照明技術對古建築消防安全的影响研究


 

 
>>>>弁言                                                                                                                                

 
國家文物局、應急管理部聯合印發了《關于進一步加強文物消防安全工作的指導意見》,這是兩部門深入貫徹習近平總書記關于文物安全工作的重要唆使精神,落實黨中央、國務院有關部署要求,當真汲取法國巴黎聖母院等天下重要文化遺産火災變亂教訓,針對我國文物、博物館單位防火形勢,進一步加強和改進文物消防安全工作的重要辦法。
 
根據黨的十九大報告明確提出建設“智慧社會”,要提高城市精細化服務水平的要求,新型智慧城市,不是單純的城市信息化,而是利用智能技術對城市進行重塑和再造。作爲城市未來發展的新形態,智慧城市概念的主旨是提拔城市住民的生活質量,重點是鼓勵公衆參與到城市管理中,使城市更加宜居。根據智慧城市的建設理念,基于物聯網的智能照明技術應運而生,基于物聯網的智能照明體系中的智能互聯傳感器和嵌入式設備通過開放的智能互聯收集設施協同工作,實現高質量的可靠照明,降低能耗、優化城市管理部門的運營,並爲城市管理部門提供照明功能之外的數據價值。
 
古建築夜景照明憑借其人文曆史底蘊,區分于其他夜景照明方式,作爲城市夜遊經濟重要的組成部分和經濟增長點,又由于其建築本身以木質結構爲主的特殊性,一旦發生火災變亂,極易造成貴重文物損毀的巨大影響。因而,是否應該在古建築照明設計的過程中引入基于物聯網的智能照明技術,通過對古建築群以致景區照明進行智能化集中管理,使景區的安全性大大提高,更能使古建築本身煥發出新的生機,這些都值得深入研究和探討。
 
 
從旅遊業態角度分析,古建築夜景旅遊非常具有投資和經濟價值,古建築以其獨特情勢與內在之美深深來自八方的遊客。近年來,古建築照明行業隨著中國景觀照明行業的發展共同進步,尤其是根據國務院《關于進一步激發文化和旅遊消耗潛力的意見》中指出:“提出大力發展夜間文旅經濟,估計有條件的旅遊景區開展夜間遊覽服務,豐富夜間文化演出市場,優化文化和旅遊場所的夜間服務。到2022年,建設200個以上國家級夜間文旅消耗集聚區,夜間文旅消耗規模持續擴大。”
 
對于古建築景觀照明,市民和遊客已經從過去的“亮起來”升級到“美起來”,天下各地湧現出不少優秀的古建築照明案例,比如山西曆史文化遺産平遙古城,夜幕降臨後,暖色調的燈光照亮整座古城,充分地將古建築之美展現在眾人眼前。設計者在景觀照明設計中,精確配選燈光,使燈具盡可能隱藏在建築所處的景中,通過燈光有層次地打亮對古城建築物立面,讓古建築體的照明結果更加立體、活潑,充分融于夜景當中。
 
山西平遙古城夜景燈光(來源:五色國際照明)
 
又比如重慶洪崖洞的夜景,所有到過重慶洪岩洞的人都會對洪崖洞的燈光印象深刻,建在山城上的老街老建築改造成了洪崖洞特色街區,古樸的建築在燈光的映照下和身後的高樓林立形成明顯的對比,洪崖洞的燈光設計告訴人們重慶不只是一個當代化的城市,也是一個有曆史、有故事、故意思的城市。它充分體現出城市管理者和設計者的心思,即不能將城市僅僅看成是自身存在的事物,而是應該將其理解爲由它的市民感受到的城市。好的燈光設計最重要的是做好頂層設計,充分考慮人的心理身分,並用恰當好的燈光藝術表演出來。洪岩洞燈光設計凸顯了重慶的這個城市地理形態上的層次感和縱深感,通過燈光表現出了重慶錯落有致的山水特色。
 
重慶洪崖洞夜景燈光(來源:重慶文化和旅遊發展委員會)
 
通過這些案例,我們可以看出,無論是各級管理部門還是古建築照明設計行業都對古建築保護的認識有了長足的進步。通過設計理念可以看出,對古建築燈光的理解,已經不僅僅是通過夜景照明來重複白天的景象,也不僅僅只是照亮古建築物本身,而是使遊客産生想象,甚至是對古建築本身所蘊含的文化底蘊産生思考;通過燈具産品可以看出,LED照明産品已被大量應用于古建築景觀照明市場。LED燈具憑借其出色的色彩表現力、變光變色控制能力、體積小易隱藏及長壽、節能環保、穩定等特性,替換了大量過去使用的金屬鹵化物燈。但是,我們應該看到,隨著人們思想意識、生活方式的不斷改變和技術水平的不斷提高,古建築照明設計在選擇相宜光源的情況下,除了經濟身分外還要從古建築全部光環境結果及古建築消防保護的角度出發,因此,未來的古建築照明設計師智能化的,是與智慧城市、智慧景區管理相聯系的。
 
 
傳統的、簡單的開閉控制的古建築照明方式雖然點亮了古建築,通過對古建築電氣回路加裝熔斷器或者斷路器保護也可以爲線路提供較爲可靠的保護,通過設置防雷體系,也可以減少甚至避免雷電引起的火災,加強對古建築的保護。但是,在當今智慧城市建設的大背景下,古建築照明已經不僅作爲給人們夜遊帶來光亮的景點,而是應該充分運用新一代信息技術,將精細化和動態管理與古建築照明管理相結合,運用物聯網和雲計算基礎設施,實現古建築全面透徹的感知,給人們夜裏以美的享受的同時保障安全,真正提高市民生活質量。
 
景觀照明集中控制管理體系
 
在照明技術和信息技術日益進步的今天,將景觀照明集中控制體系和智慧城市結合起來,將燈具控制與信息采集、處理、決策相融合,給決策者和使用者帶來真正的有用信息和便利。基于物聯網的智能照明控制體系可以通過硬件擴大,可以實現燈光模式選擇、燈光秀節目編輯,對LED視頻、音樂、其他功能照明等實現多體系聯動控制,通過物聯網將所有建築燈光連接,實現智能照明控制體系對建築進行團體燈光控制、單體燈光控制、編輯多種燈光模式控制等多種控制場景。
 
最重要的是,通過基于物聯網的智能照明控制體系,充分利用物聯網收集,可以自動監控設備的運行狀態,工作電流、電壓、功率、過載、故障,實時反饋到監控中心,使管理職員實現遠程實時監控設備運行狀態,對設備進行遠程故障檢修,這一優點,對古建築的消防保護意義重大。通過物聯網和裝設在設備上的傳感器對設備的實時監控和反饋,實現電氣故障的第一時間報警,使管理職員第一時間辨識消防火災的隱患地點,實現遠程故障切除,提高古建築照明的安全性,優化運營,爲景區節省大量人力物力。
 
 
3.1基于物聯網的智能照明案例分析
 
目前,上海黃浦江沿岸已建成景觀照明智能化集中控制體系,實現對黃浦江兩岸景觀照明的同一管理、集中控制和節目編輯。體系通過建立景觀控制終端、無線通信收集、計算機控制體系、收集安全和數據安全體系,實現管轄範圍內智能景觀照明管理體系運行、遠程控制和管理功能。在景觀照明智能集中控制體系中,可以通過訂定不同的亮燈時間模式完成對景觀照明的亮燈管理,當有臨時開關燈需求時,只需值班職員在體系前修改亮燈方案便可以完成修改操作,改變了過去需要層層聯系到值班職員,並要求值班職員必須在控制台前進行開關控制的情況。
 
衆所周知,上海爲慶祝國慶70周年和第二屆中國國際進口國際博覽會,爲天下以致天下的八方來客提供了一場名爲“浦江追夢,光耀中華”的光影秀表演,表演秀中充分利用承載著上海無數過往的27棟曆史建築,通過對萬國建築群等光影變化的藝術編排,配以人民群衆熟悉的旋律,爲大家帶來了一場光影視聽盛宴。
 


 
基于物聯網的智能照明體系示意圖(來源:企鵝號:祝浪輝)
 
外灘萬國建築群在2018年完成了燈光改造工程,中山東一起的延安東路至外白渡橋路段的外灘核心區23幢地標性建築升級了基于物聯網的智能照明體系,作爲上海海納百川的曆史見證,外灘古建築的曆史意義不言而喻,使用了基于物聯網的智能照明體系後,通過物聯網照明平台及軟件能夠與墟市控平台兼容。在燈具的使用上,23幢古建築采用可調節的紅色LED外立面照明,改變了過去鈉蒸汽放電産生可見光的鈉燈耗電、體積偏大、不利于隱藏的缺點,利用LED燈具的小巧,在古建築的檐口、雕花等細節處也加以燈光點綴,展現外灘古建築的肌理和層次,通過控制體系,可以精准逐點調節色溫,實現了夜景照明與市民遊客感受反饋的通路。未來,通過物聯網傳感器,不但可以實現遠程監測燈具狀態及能耗數據,也可以利用搭載在燈具上的傳感器實時監控記憶、溫度、濕度等數據,通過GPRS連接所有體系內燈具,將燈具的運行信息儲存于雲服務平台或終端服務器,通過智能互聯開放式的體系可與其他城市管理體系兼容互聯,比方與消防火災報警等體系互聯,第一時間發現變亂隱患位置,第一時間啓動消防保護等裝置動作,保障古建築免受由于燈具安全引發的消防變亂,降低保護建築的運維成本,提高景區的保護服從,照明燈具不再只用于照明,還可以用來傳輸信息和數據,智慧城市名副實在。
 







 
圖:“浦江追夢,光耀中華”光影秀表演之外灘(照相:鍾鳴、燕飛)
 
 
 
3.2消防新形勢下古建築照明基于物聯網智能照明體系設計的意義
 
一邊是基于越來越嚴格要求的消防新規,一邊是人民群衆對于古建築景觀照明“美的享受”更加注重的要求,基于物聯網的技術,利用智能傳感器和射頻無線連接相結合,將感知和收集到的數據通過互聯網傳輸給管理者,通過數據分析,爲管理者提供決策依據。
(1)提供光照保護性:由于古建築大多爲磚木結構建築群,木質和油漆表面對光照敏感度高,可能造成古建築材質表面損毀,通過傳感器對古建築體各處表面的溫度、照度等進行數據采集並反饋給管理者,管理者能根據不憐憫況做出照明模式調整,保護古建築體免受光照損害。
(2)提供防火、防水保護:基于物聯網的智能照明體系不但可以利用傳感器實時檢測古建築各種環境數據,還可以將過去獨立的防火監控體系、用電安全監測體系、消防水監測體系、可燃氣體檢測體系等都連接到智能照明管理平台上,通過實時傳感器監控古建築照明等設施運行狀態,當出現異常情況發生時,多門路告警通知,確保地區險情早發現、早報警、早處置。
(3)具有小型化、隱蔽性特點:基于物聯網的智能照明體系是一套基于LED燈和傳感器芯片等高度集成的體系,因此其小型化、隱蔽性的特點減少了對古建築本身負載損害和古建築團體美感的破壞。
(4)具有高效性的特點:基于物聯網的智能照明體系可實現數據實時傳輸到雲平台,通過語音、短信、手機APP等多種情勢呈現給管理者,方便管理者實時了解古建築景區運行狀態,提高管理效能。
 
 
本文通過對基于物聯網的智能照明體系設計對古建築消防安全的優勢分析,給出了筆者對消防新形勢下古建築景觀照明設計的建議,信賴隨著公衆與管理部門對古建築保護意識越來越強,隨著大衆對古建築文化的審美意識不斷提拔,會有越來越多更安全、環保、高效的科技技術手段和更加豐富、創新的燈光表現伎倆運用到對古建築照明的設計中去。

文章來源:阿拉丁照明網
文章
原創:唐欣慧,姚英昊 

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