基于动态夜空背景的建筑泛光照明亮度控制方法研究

摘要

城市夜景照明已经成为塑造城市夜晚形象的重要组成部分，随着城市夜景照明技术迅速发展，已经从解决亮起来问题的阶段转化为改善美观程度的阶段。同时，LED产品及相关技术也有了大幅度提高，其智能化调光控制技术也已日臻成熟，并在城市夜景照明中广泛使用。当前，城市夜景照明面临的主要问题，一是保持夜景景观的美观，美化人们的生活环境，二是节能降耗，减少光污染和碳排放。
　　目前，城市建筑夜景照明通常采用固定亮度的模式，再经过不同照明模式即开关不同组别灯具进行调光，实现不同时间段的节能控制，而在同一模式下建筑立面具有固定亮度。但是以天空为主的建筑背景夜间亮度一般随时间、季节、所处区域及城市方向的不同而发生变化，建筑立面亮度从视觉美感和节能角度都不应该采用固定的亮度水平。本文的研究目标是根据夜景天空环境亮度变化，对构筑物景观照明亮度水平进行智能调节控制。
　　本文选取典型的建筑环境，以晴天为例，通过亮度测试，寻找不同天空亮度水平下建筑立面亮度最佳范围。首先通过实测，确定晴天条件下，天空由亮到暗的亮度分布情况及亮度数据，测量建筑立面亮度的组成比例，建立天空及周边环境背景亮度变化的数值模型；其次，通过计算机建立建筑立面亮度无级变化的建筑模型，并与不同的天空及周边环境背景模型进行组合；第三，通过问卷调查，对不同组合的场景进行视觉亮度满意度调查，通过语义差别法得出最佳亮度配比范围。
　　本文得到最佳亮度配比范围可作为建筑立面照明调光控制的依据，通过 LED智能调光控制技术实现建筑立面亮度的无级变化，在获得最佳视觉亮度效果的同时，能够降低照明能耗、减少光污染和碳排放，从而推动绿色照明的发展。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 国内外建筑泛光照明亮度研究概况

1.3 本文研究内容及方法

1.4 本文研究目的及意义

1.5 研究框架

第二章 建筑泛光照明研究相关理论基础

2.1 夜间视觉理论

2.2 图像测量照明亮度理论

2.3 LED调光技术

2.4 本章小结

第三章 建筑立面泛光照明亮度测试

3.1 城市夜景照明亮度调查

3.2 建筑立面泛光照明测试概况

3.3 测量结果分析

3.4 本章小结

第四章 建筑立面泛光照明主观评价测试

4.1 实验目的与内容

4.2场景模拟

4.2 主观评价实验

4.3 实验结果统计分析

4.4 本章小结

第五章 建筑立面泛光照明最佳亮度范围的确定

5.1 模拟图片灰度的提取

5.2 图像灰度与亮度的转化

5.3 确定亮度范围和控制曲线

5.4节能效益分析

5.5 本章小结

第六章 结语与展望

6.1 结语

6.2 后续研究工作展望

参考文献

攻读学位期间所取得的相关科研成果

致谢