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一個周界辦公室配備從地板到天花板的玻璃,沐浴在早晨的陽光下,但天花板的照明裝置卻全開。零售店面在正午的光線中沐浴,而天花板的照明燈卻不必要地亮著。在這兩種情況下,佔用感應器都完全按照設計工作,檢測到人員後切換電路。問題出在設計本身:它忽略了最豐富且免費的光源。

標準的佔用感應器很好地解決了一個效率低下的問題:它們在空房間中關閉燈光。它們的二元邏輯基於運動偵測。有人即代表開啟,沒有人即代表關閉。這假設黑暗是基線。在有大量來自窗戶、天窗或中庭的日光的空間中,即此假設失效。感應器無法區分需要人工照明的房間和已經充滿自然光的房間。電路閉合,電力流動,毫無理由地燒掉瓦特數。
解決方案是一款整合了第二輸入的佔用感應器:環境光。這些裝置結合了運動偵測和光敏電池,在切換負載前引入門檻測試。這種雙門控邏輯——同時檢查存在與黑暗——允許系統根據自然光智能反應,而不需建築自動化系統或複雜程式。技術成熟且廣泛可用。真正的挑戰在於配置。工廠預設值很少符合實際情況,但現場調整能讓這些裝置從僅僅是功能性變得真正高效。
陽光浪費的悖論
擁有大面積玻璃的辦公室、旨在模糊室內外界線的店面以及面向南方的會議室都代表了在電照明上的重大投資。配件已經指定,電路已經佈線,控制系統已經安裝以符合規範。佔用感應器符合能源法規的自動關閉要求,因此在文件上系統是合規且高效的。
實際操作中,這些感應器通常使用被動紅外或超聲技術來偵測人員。當偵測到動作時,繼電器閉合,點亮燈光。決策樹非常簡單:如果感應器看到動作,它就假設需要照明。如果空間已經有充足的日光,感應器無法得知。它的唯一輸入是運動和時間。光線水平對其邏輯來說是不可見的。
這導致了一個可預測的浪費模式。朝東的玻璃讓早晨的太陽照射進來,提供足夠的照明。有人走進來,感應器做出反應,天花板燈瞬間開啟。它們常常持續亮著數小時,毫無意義地補充已被自然光照亮的空間。這種低效是結構性問題,而非偶然。
occupancy sensors 如何測量日光
將日光感知融入占用傳感器需要一個光敏電池,一個將亮度轉換為電信號的光敏組件。這個信號成為除了運動偵測之外的第二個決策點。傳感器現在在關閉繼電器之前,會評估兩個條件:是否有人存在,以及空間在沒有人工光源的情況下是否過於黑暗?
光敏電池的角色
光敏電池是一種被動感應器,通常是鎘硫化物電池或矽光電二極體,其電阻會隨著入射光而變化。在明亮的環境中,電阻下降;在昏暗的環境中,它升高。感應器內部電路監測這一變化,該變化直接映射到周圍光線強度。
光敏電池可以內建於佔用感應器的外殼內,也可以作為獨立組件安裝。集成式光敏電池提供簡便性,由一個裝置負責運動偵測、光測量和負載切換。外置光敏電池則提供位置安裝的靈活性。有時,最適合偵測運動的地方並不適合測量光線。分離這兩個功能可以避免折衷。一個安裝在天花板的運動感應器可能因為梁而被遮蔽,而放置在窗戶附近的光敏電池則能捕捉更準確的日光數據。
以照度閾值作為控制邏輯
光敏電池產生一個信號,但感應器設定的照度閾值決定行動。照度是衡量光線落在表面上的光照度單位,一個典型的辦公桌需要300至500勒克斯的照度來舒適工作,而陽光直射的顯示屏可能接受數千勒克斯。
感應器的邏輯很簡單。如果偵測到運動且測量的光線水平達到 低於 照度閾值,燈光就會開啟。如果偵測到運動但光線水平是 以上 閾值受到光線閾值的影響,燈光會保持關閉,因為自然光已經在起作用。當動作停止時,倒數計時器開始計時,計時結束時燈光會自動關閉,不論環境光線如何。光照閾值起著門控的作用,在明亮時阻擋不必要的照明,同時在雲層滾動或夜晚降臨時仍能作出反應。
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這種雙輸入邏輯模擬人類手動做出的決策,但具有完美的一致性。傳感器無干擾、無遺忘或浪費習慣地應用這一規則。
內建光閾與外接光電感測器配對

選擇內建光電感測器與外接光電感測器的占用感測器,會影響安裝、佈置和彈性。
集成設備提供一站式、簡潔的解決方案。動作偵測器、光電感測器和繼電器都裝在一個符合標準插座的單元中。接線方式傳統,配置通常只需簡單的旋鈕或DIP開關。這種簡單性意味著較低的安裝工時和較少的故障點。缺點是固定位置。如果傳感器需要在天花板中央以獲得動作覆蓋,可能無法取得代表性房間自然光的樣本,導致調整不佳。
外接光電系統將這些功能分離。一個獨立的光電感測器,通常是小圓頂或圓盤,可以安裝在最能測量環境光的位置——靠近窗戶、在任務高度的牆上或其他關鍵位置。這種架構增加了布線複雜性,但解決了佈置上的矛盾。動作偵測器可以放置在理想的覆蓋範圍內,而光電感測器則放在能提供理想準確度的位置。對於自然光不規則的房間,比如有一端設有窗戶的深空間,這種彈性對實現有意義的控制至關重要。
決策取決於幾何形狀。來自天窗的均勻自然光適合使用集成設備。具有定向窗戶和較深空間的周邊區域則需要外接光電感測器。
確定合適的光照閾值點
光照閾值是最重要的參數。設得太低,會忽略自然光的貢獻,損失節能效果;設得太高,當真正需要時燈依然非亮不可,影響能見度。目標是找到一個最大化節能又不妨礙房間功能的閾值。

建議值,通常是300–500勒克斯用於辦公空間,只是起點。實際需求會因執行的任務、住戶年齡、表面顏色,甚至偏好而異。畫圖室需要不同的照明,而一個南向的辦公室,擁有較高的窗牆比,在500勒克斯的設定下,大部分時間都會關燈。而在北向的房間,可能很少達到該設定值,實際上這個功能幾乎不起作用。
找到合適設定值的兩種方法。第一個是測量。在明亮的自然光下,用手持照度計在工作面測量。如果讀數是800勒克斯且空間感覺舒適,設定400勒克斯可確保在高峰期燈保持關閉,並在需要時啟動。第二種方法是迭代。從建議值開始,觀察系統幾天,然後調整。如果儘管自然光充足但燈仍亮著,可以提高設定值;如果住戶抱怨太暗,則降低。這種方法需要耐心,但不需要特殊工具。
對於自然光變化極端的空間,比如有大面積東或西窗的房間,採取只捕捉最亮時間段的保守設定值,可能收效有限。一個較佳的方法是找到一個平衡點,考慮全天的平均自然光貢獻。
在雲層和動作面前的時間延遲
光照閾值控制著 何時 燈光可以打開,而延遲時間決定它們持續多長時間 保持 在動作停止後仍保持亮燈。在日光充足的空間中,這個設置必須考慮到自然光的變化。
過雲是主要的干擾因素。雲層可以暫時降低自然光照度低於光照閾值。設置一到兩分鐘的短延遲時間,感應器會察覺這個下降並打開燈光。過一會兒,雲過去,自然光反彈回來,但燈仍然亮著,因為仍在偵測動作。系統現在處於「開啟」狀態,直到動作計時器到期—可能幾個小時後。短暫的陰影觸發了全天的能量浪費。
這就是雲漂移問題。快速變化的天氣形成鋸齒狀的照明度變化,光電池能完美追蹤。如果感應器反應過快,會在臨時低谷時觸發燈光,而人類會忽略這些變化。
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較長的延遲時間,從五到十五分鐘,可以對抗這個問題。系統對於瞬時光照下降或短暫佔用空間的反應性較低。較長的延遲意味著在空房間內燈光會稍微多點亮一點,這是微不足道的低效率。但這個成本遠小於由於觸發系統而造成的燈壓、用戶不滿和能源浪費。在日光充足的空間中,穩定性幾乎總是勝出。
現場調整勝過工廠預設
沒有廠商能預料特定場所的條件,因此工廠預設只是一個較為通用的最佳猜測。可接受的並非最佳。預設設定在陽光充足的中庭可能表現不佳,在無窗走廊中卻可能過度反應。保留預設值會保證結果平平。
現場調整是根據實際環境調整參數的做法。這需要觀察、細心留意、以及願意反覆調整。首先,確認基本操作。遮住光電池,確認有動作時燈會亮,再揭開,確認燈會關閉。這樣可以確保雙閘邏輯運作正常。
接著,根據空間類型的測量或建議,設定光照閾值。持續觀察幾天。如果燈在空間顯得足夠明亮時啟動,可以稍微提高設定值;如果空間太暗,則調低。
最後,調整延遲時間。在多雲天氣下觀察回圈—燈反覆開啟關閉。如果發生這種情況,延長延遲。目標是找到用戶能忍受的最長延遲,這樣可以最大化系統穩定性。
調整流程
- 安裝並驗證基本的動作偵測與開關功能。
- 設定適合空間的基本光照閾值。
- 在不同光線條件下監測行為3-5天。
- 將照度設定點上下調整以符合觀察需求。
- 將延遲時間設為適中值,例如辦公室的8-12分鐘。
- 監控循環或過度運行,並調整延遲。
- 記錄最終設置以供未來參考。
記住,日光隨季節變化。十二月調校的設定點在六月可能過於保守。進行快速的年度或半年一次的檢討——夏季略微上調,冬季略微下調——將使系統維持最佳運行。
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簡單、硬連線邏輯的理由
具有光電池的佔用感測器依賴確定性、硬連線邏輯運作。它們讀取輸入、比較閾值,並切換繼電器。沒有網路、沒有應用程式、沒有雲端服務,也沒有韌體更新。這種簡單是一種優點。
確定性行為是可預測且一致的。它建立信任。當系統每次都以相同方式運作時,使用者會停止思考它,它也成為有效的基礎設施。相比之下,聯網系統引入了連接性作為依賴。一個掉線的Wi-Fi信號、一個伺服器故障或安全補丁都可能導致控制失效甚至完全失敗,常常讓燈光一直開著。一個硬連線感測器的唯一故障點是電源和裝置本身。
另一個主要差異是維護負擔。聯網系統需要持續的IT管理。硬連線感測器,一旦調整完畢,就不需要額外互動。在主要挑戰是日光變化的空間中,聯網控制的增加的複雜性幾乎沒有價值,反而增加了不必要的風險。
削弱性能的設置錯誤
即使是最好的硬體配置不當也會失效。這些常見錯誤會破壞任何依賴日光感測的系統。
光電池安置錯誤: 陰影角落的光電池即使在房間明亮時也會讀取低光水平,導致不必要的開燈。放太靠近窗戶的感測器會讀取過多的亮度,當房間較暗的深處仍然保持關燈。光電池必須放置在能看到空間光線狀況的位置。 平均 空間的光線狀況。
不正確的閾值: 一個未能反映房間實際日光輪廓的設置點,可能會禁用該功能或使其失去作用。在一個日光照明永遠不超過 500 照度的空間中,設定閾值為 1000 照度意味著光敏電元件毫無作用。調校不是可選的。
令人困惑的占用和空閒模式: 占用模式完全自動(自動開啟、自動關閉)。空閒模式是手動開啟,自動關閉。在日光充足的空間中,空閒模式通常更佳。它賦予使用者控制權;如果他們進入一個明亮的房間並沒有開燈,他們已經判斷日光足夠。傳感器尊重這一選擇,同時提供自動關閉,節省能源的好處。
忽略季節性變化: 『設置後忘記』的方法將失效。日光強度和持續時間在冬季和夏季之間有巨大變化。快速的季節性調整照度設定點,確保傳感器的邏輯與太陽保持同步,最大化全年節能效果。




























