LED剧场观众席照明的系统解决方案及应用案例
前言
传统的观众席照明的光源主要以白炽灯（调光效果好）为主，近十年来设计建成的新剧场及新设计的剧场，光源主要以节能灯为主；许多人不知道节能灯可调光，为了节能有许多人把光源设计成金卤灯和节能灯，控制方式为分组开关方式，效果极不理想；（观众席照明应禁止使用金卤灯，无法热启动，一旦掉电及不安全）；节能灯调光由于有预热和启动冲击，启动的低端亮度要3-10%，且会跳闪，关闭时的调光效果会好些；故在一些对调光效果要求高的场合如“国家大剧院”还是使用白炽灯(2007年投入使用)，根据《中国逐步淘汰白炽灯路线图》，今年10月1日起，我国将禁止进口和销售60瓦及以上的普通照明用白炽灯；2011年我公司开始研发大功率LED筒灯，同年我公司承接中国剧院剧场线路改造项目，观众席照明改造原设计为大功率节能灯调光系统，我公司在中标后，拿出刚刚赶制的样品说服设计方和甲方，提出用大功率LED调光筒灯代替节能灯；改造后得到总政领导及总后设计院的肯定；2013年我们又承接了保利剧院的LED照明系统改造及舟山普陀大剧院的LED观众席照明系统设计及实施，2014年完成中央戏剧学院小剧场的LED观众席照明系统改造，通过以上案例，准备将LED观众席照明系统向全国剧场推广，下面将介绍LED观众席照明系统的构成、设计要点及节能效果对比。
一． 观众席照明系统构成及设计要点
系统主要由调光灯具（LED灯和调光电源）、调光控制器、控制面板、应急照明接口及火灾报警接口等部分组成；
1. 观众席照明光源及灯具的选择
配合建筑装饰布设灯具及选配灯具，使观众厅内获得均匀照度和装饰效果，满足各种演出要求；在剧场兼有会议及报告厅功能的剧场应满足书写功能。
2.观众席照明的类别
正常照明：在正常情况下可平滑调光光线无明显突变；同时观众视线中无光源。
应急照明：平时它要像普通灯具一样提供照明，当出现紧急情况，如地震、失火或电路故障引起电源突然中断，此时，它必须立即提供可靠的照明，并指示人流疏散的方向和紧急出口的位置，以确保滞留在黑暗中的人们顺利地撤离。
3、观众席照明的照度要求
根据JGJ57-2000剧场建筑设计规范10.3.8；剧场观众厅照度标准值为75-150LX，显色性Ra不小于80。
根据GB50034-2004建筑照明设计标准5.2.2，报告厅（会议室）观众席照度标准值为300Lx，显色性Ra不小于80。
在一些以演出和电影放映的场合，设计照度可在150Lx以内；在一些剧场兼有政府机关的会场和报告厅的场合，设计照度可在300Lx以上；
4、控制系统要求：
设计对回路进行分配，满足配电要求，同时进行管线设计；控制面板的设计应满足剧场多点控制的特点；一般需在灯光控制室、电影放映室、舞台台口及清扫间安装控制面板；系统应满足应急照明及消防报警接口。
传统的应急照明系统与观众席照明系统为两套系统；如2005年我公司参与的北京大兴影剧院的设计是观众席照明系统采用我公司系统，而应急照明系统采用DSEMAN的Z-BUS系统，两套系统灯具及管线各不相干，造成系统的浪费。
在中国剧院改造时，甲方的要求应急照明灯具也要工作在观众席调光系统中，设计院的方案是每个应急灯具加装继电器切换火线，(在应急状态将灯具的L线切换到EPS电源)但调光灯具在切断火线后，如灯具的控制信号不工作灯具是不会亮的；（此时灯具的控制信号系统电源有可能是没有电的）；中国剧院的改造最终采用了信号控制应急系统切换，详见后面。
二、LED调光驱动的接口方式及系统
目前在照明控制领域与调光电源（节能灯/日光灯称调光镇流器）的接口方式主要为0-10V/DALI/DMX512/TRIAC为主，此外还有其他自定义的接口方式。
本项目采用0-10V接口
0-10V接口
0-10V接口是传统的模拟方式的灯光控制接口。通过改变0～10V的电压信号，从而控制灯光亮度。智能控制系统中0-10V控制用于日光灯驱动器。该接口同样适用于LED驱动器。目前最流行的室内照明控制系统的LED调光接口为0-10V；其主要原因是照明控制系统和电源驱动企业都有该接口，且协议简单易被接受。
主照明回路选用4路0-10V调光控制器并含有备用回路；应急照明选用4路开关控制器，开关模块自带干接点接口接收消防信号及其他干接点信号，由EPS供电。
3.系统设计
控制面板分别设计在设备间、灯光控制室、清扫室及放映室等四个控制点。
在主配电回路正常供电时，EPS回路也由主配电供电；主照明回路和EPS照明回路的灯具都接收控制面板的控制，正常工作。
在主配电回路异常断电时，EPS回路会马上启动上电，启动干接点模块（输入通道1），干接点模块会发出预设的应急场景命令给控制器，实现疏散照明；在疏散后可通过任意一个面板关闭应急灯光场景。
在有火灾报警发生时，火灾报警接点由常闭变为断开，启动干接点模块（输入通道2），干接点模块会发出预设的应急场景命令给调光器，实现疏散照明；在疏散后可通过任意一个面板关闭应急灯光场景。
三．改造工程节能分析
1．保利剧院观众席改造前情况
北京保利剧院观众厅共设有1500个座位，其中包括乐池的可活动座椅96个。观众厅共分为二层：一层共有840个座位，其中包括2个VIP包厢，每个包厢可容纳10人；二层共有564个座位，其中包括容纳6人、10人和32人不同规格的露台包厢8个，包厢共容纳108人。
观众席宽25米，长50米（可能有问题，保利人给的参数），高18米
剧院观众席原有灯具150W共286只，总功率42.9KW（主要灯具）原有照度100-130Lx。
2. 改造方案后节能分析
替换原有灯具286只，替换LED灯具光源功率24W;整灯功率30W,总功率8.6KW;改造后照度280-300Lx；
改造后照度是原来的2.7倍；节约电能80%，综合节电率92%（按原照度只需耗电3.2KW）；
改造前每天使用时间平均按4小时，一年用电4*42.9*365=6.26万度电
改造后每天使用时间平均按4小时，一年用电4*8 .6*365=1.25万度电
每年可节电5万度，且可节省光源更换（原光源安寿命1000小时，每只100元）可节省灯泡（286*100*1.4=40040元）每年可节省电费及光源9万元，（未计算维护人工费）。
六．后记
通过两年努力，我们的LED大功率筒灯已经向系列化发展，为国家的节能减排做了一份贡献；最新消息，我们新的实验调光筒灯，整灯光效达到了82Lm/W；已经是节能灯的一倍了；光源光效大于100Lm/ W。
