基于物聯(lián)網(wǎng)的智能照明技術(shù)對古建筑消防安全的影響研究

摘要：近日，國家文物局、應(yīng)急管理部聯(lián)合印發(fā)了《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)文物消防安全工作的指導(dǎo)意見》，針對古建筑的消防安全提出了更高要求。古建筑是我國古代勞動人民的智慧結(jié)晶，體現(xiàn)了我國古代勞動人民精湛的建造技術(shù)和工藝，也是研究古代歷史文化的寶貴資料，本文從研究基于物聯(lián)網(wǎng)的智能照明技術(shù)對古建筑消防安全的影響角度出發(fā)，指出基于物聯(lián)網(wǎng)的智能照明技術(shù)對古建筑消防安全保護(hù)的意義，從而豐富新形勢下古建筑消防安全方面的研究。

關(guān)鍵詞：基于物聯(lián)網(wǎng)的智能照明技術(shù)；古建筑；消防安全；

引言

國家文物局、應(yīng)急管理部聯(lián)合印發(fā)了《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)文物消防安全工作的指導(dǎo)意見》，這是兩部門深入貫徹習(xí)近平總書記關(guān)于文物安全工作的重要指示精神，落實(shí)黨中央、國務(wù)院有關(guān)部署要求，認(rèn)真汲取法國巴黎圣母院等世界重要文化遺產(chǎn)火災(zāi)事故教訓(xùn)，針對我國文物、博物館單位防火形勢，進(jìn)一步加強(qiáng)和改進(jìn)文物消防安全工作的重要舉措。

根據(jù)黨的十九大報(bào)告明確提出建設(shè)“智慧社會”，要提高城市精細(xì)化服務(wù)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(shù)對城市進(jìn)行重塑和再造。作為城市未來發(fā)展的新形態(tài)，智慧城市概念的主旨是提升城市居民的生活質(zhì)量，重點(diǎn)是鼓勵公眾參與到城市管理中，使城市更加宜居。根據(jù)智慧城市的建設(shè)理念，基于物聯(lián)網(wǎng)的智能照明技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，基于物聯(lián)網(wǎng)的智能照明系統(tǒng)中的智能互聯(lián)傳感器和嵌入式設(shè)備通過開放的智能互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的可靠照明，降低能耗、優(yōu)化城市管理部門的運(yùn)營，并為城市管理部門提供照明功能以外的數(shù)據(jù)價(jià)值。

古建筑夜景照明憑借其人文歷史底蘊(yùn)，區(qū)別于其他夜景照明方式，作為城市夜游經(jīng)濟(jì)重要的組成部分和經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)，又由于其建筑本身以木質(zhì)結(jié)構(gòu)為主的特殊性，一旦發(fā)生火災(zāi)事故，極易造成珍貴文物損毀的巨大影響。因而，是否應(yīng)該在古建筑照明設(shè)計(jì)的過程中引入基于物聯(lián)網(wǎng)的智能照明技術(shù)，通過對古建筑群乃至景區(qū)照明進(jìn)行智能化集中管理，使景區(qū)的安全性大大提高，更能使古建筑本身煥發(fā)出新的生機(jī)，這些都值得深入研究和探討。

1、我國古建筑景觀照明設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

從旅游業(yè)態(tài)角度分析，古建筑夜景旅游非常具有投資和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，古建筑以其獨(dú)特形式與內(nèi)涵之美深深來自八方的游客。近年來，古建筑照明行業(yè)隨著中國景觀照明行業(yè)的發(fā)展共同進(jìn)步，尤其是根據(jù)國務(wù)院《關(guān)于進(jìn)一步激發(fā)文化和旅游消費(fèi)潛力的意見》中指出：“提出大力發(fā)展夜間文旅經(jīng)濟(jì)，估計(jì)有條件的旅游景區(qū)開展夜間游覽服務(wù)，豐富夜間文化演出市場，優(yōu)化文化和旅游場所的夜間服務(wù)。到2022年，建設(shè)200個以上國家級夜間文旅消費(fèi)集聚區(qū)，夜間文旅消費(fèi)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大?！?/p>

對于古建筑景觀照明，市民和游客已經(jīng)從過去的“亮起來”升級到“美起來”，全國各地涌現(xiàn)出不少優(yōu)秀的古建筑照明案例，比如山西歷史文化遺產(chǎn)平遙古城，夜幕降臨后，暖色調(diào)的燈光照亮整座古城，充分地將古建筑之美展現(xiàn)在世人面前。設(shè)計(jì)者在景觀照明設(shè)計(jì)中，精確配選燈光，使燈具盡可能隱藏在建筑所處的景中，通過燈光有層次地打亮對古城建筑物立面，讓古建筑體的照明效果更加立體、生動，充分融于夜景之中。

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，所有到過重慶洪巖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筑改造成了洪崖洞特色街區(qū)，古樸的建筑在燈光的映照下和身后的高樓林立形成明顯的對比，洪崖洞的燈光設(shè)計(jì)告訴人們重慶不只是一個現(xiàn)代化的城市，也是一個有歷史、有故事、有意思的城市。它充分體現(xiàn)出城市管理者和設(shè)計(jì)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(yīng)該將其理解為由它的市民感受到的城市。好的燈光設(shè)計(jì)最重要的是做好頂層設(shè)計(jì)，充分考慮人的心理因素，并用恰當(dāng)好的燈光藝術(shù)表演出來。洪巖洞燈光設(shè)計(jì)凸顯了重慶的這個城市地理形態(tài)上的層次感和縱深感，通過燈光表現(xiàn)出了重慶錯落有致的山水特色。

重慶洪崖洞夜景燈光（來源：重慶文化和旅游發(fā)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筑照明設(shè)計(jì)行業(yè)都對古建筑保護(hù)的認(rèn)識有了長足的進(jìn)步。通過設(shè)計(jì)理念可以看出，對古建筑燈光的理解，已經(jīng)不僅僅是通過夜景照明來重復(fù)白天的景象，也不僅僅只是照亮古建筑物本身，而是使游客產(chǎn)生想象，甚至是對古建筑本身所蘊(yùn)含的文化底蘊(yùn)產(chǎn)生思考；通過燈具產(chǎn)品可以看出，LED照明產(chǎn)品已被大量應(yīng)用于古建筑景觀照明市場。LED燈具憑借其出色的色彩表現(xiàn)力、變光變色控制能力、體積小易隱藏及長壽、節(jié)能環(huán)保、穩(wěn)定等特性，替代了大量過去使用的金屬鹵化物燈。但是，我們應(yīng)該看到，隨著人們思想意識、生活方式的不斷改變和技術(shù)水平的不斷提高，古建筑照明設(shè)計(jì)在選擇適宜光源的情況下，除了經(jīng)濟(jì)因素外還要從古建筑整個光環(huán)境效果及古建筑消防保護(hù)的角度出發(fā)，因此，未來的古建筑照明設(shè)計(jì)師智能化的，是與智慧城市、智慧景區(qū)管理相聯(lián)系的。

2、基于物聯(lián)網(wǎng)的智能照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述

傳統(tǒng)的、簡單的開閉控制的古建筑照明方式雖然點(diǎn)亮了古建筑，通過對古建筑電氣回路加裝熔斷器或者斷路器保護(hù)也可以為線路提供較為可靠的保護(hù)，通過設(shè)置防雷系統(tǒng)，也可以減少甚至避免雷電引起的火災(zāi)，加強(qiáng)對古建筑的保護(hù)。但是，在當(dāng)今智慧城市建設(shè)的大背景下，古建筑照明已經(jīng)不僅作為給人們夜游帶來光亮的景點(diǎn)，而是應(yīng)該充分運(yùn)用新一代信息技術(shù)，將精細(xì)化和動態(tài)管理與古建筑照明管理相結(jié)合，運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施，實(shí)現(xiàn)古建筑全面透徹的感知，給人們夜里以美的享受的同時保障安全，真正提高市民生活質(zhì)量。

景觀照明集中控制管理系統(tǒng)

在照明技術(shù)和信息技術(shù)日益進(jìn)步的今天，將景觀照明集中控制系統(tǒng)和智慧城市結(jié)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效信息和便利?；谖锫?lián)網(wǎng)的智能照明控制系統(tǒng)可以通過硬件擴(kuò)展，可以實(shí)現(xiàn)燈光模式選擇、燈光秀節(jié)目編輯，對LED視頻、音樂、其他功能照明等實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)聯(lián)動控制，通過物聯(lián)網(wǎng)將所有建筑燈光連接，實(shí)現(xiàn)智能照明控制系統(tǒng)對建筑進(jìn)行整體燈光控制、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(lián)網(wǎng)的智能照明控制系統(tǒng)，充分利用物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，可以自動監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，工作電流、電壓、功率、過載、故障，實(shí)時反饋到監(jiān)控中心，使管理人員實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，對設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程故障檢修，這一優(yōu)點(diǎn)，對古建筑的消防保護(hù)意義重大。通過物聯(lián)網(wǎng)和裝設(shè)在設(shè)備上的傳感器對設(shè)備的實(shí)時監(jiān)控和反饋，實(shí)現(xiàn)電氣故障的第一時間報(bào)警，使管理人員第一時間辨識消防火災(zāi)的隱患地點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程故障切除，提高古建筑照明的安全性，優(yōu)化運(yùn)營，為景區(qū)節(jié)省大量人力物力。

3、基于物聯(lián)網(wǎng)的智能照明對古建筑消防保護(hù)的意義研究

3.1基于物聯(lián)網(wǎng)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系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對黃浦江兩岸景觀照明的統(tǒng)一管理、集中控制和節(jié)目編輯。系統(tǒng)通過建立景觀控制終端、無線通信網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)安全和數(shù)據(jù)安全系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)管轄范圍內(nèi)智能景觀照明管理系統(tǒng)運(yùn)行、遠(yuǎn)程控制和管理功能。在景觀照明智能集中控制系統(tǒng)中，可以通過制定不同的亮燈時間模式完成對景觀照明的亮燈管理，當(dāng)有臨時開關(guān)燈需求時，只需值班人員在系統(tǒng)前修改亮燈方案就可以完成修改操作，改變了過去需要層層聯(lián)系到值班人員，并要求值班人員必須在控制臺前進(jìn)行開關(guān)控制的情況。

眾所周知，上海為慶祝國慶70周年和第二屆中國國際進(jìn)口國際博覽會，為全國乃至世界的八方來客提供了一場名為“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(shù)過往的27棟歷史建筑，通過對萬國建筑群等光影變化的藝術(shù)編排，配以人民群眾熟悉的旋律，為大家?guī)砹艘粓龉庥耙暵犑⒀纭?/p>

基于物聯(lián)網(wǎng)的智能照明系統(tǒng)示意圖（來源：企鵝號：祝浪輝）

外灘萬國建筑群在2018年完成了燈光改造工程，中山東一路的延安東路至外白渡橋路段的外灘核心區(qū)23幢地標(biāo)性建筑升級了基于物聯(lián)網(wǎng)的智能照明系統(tǒng)，作為上海海納百川的歷史見證，外灘古建筑的歷史意義不言而喻，使用了基于物聯(lián)網(wǎng)的智能照明系統(tǒng)后，通過物聯(lián)網(wǎng)照明平臺及軟件能夠與市集控平臺兼容。在燈具的使用上，23幢古建筑采用可調(diào)節(jié)的白色LED外立面照明，改變了過去鈉蒸汽放電產(chǎn)生可見光的鈉燈耗電、體積偏大、不利于隱藏的缺點(diǎn)，利用LED燈具的小巧，在古建筑的檐口、雕花等細(xì)節(jié)處也加以燈光點(diǎn)綴，展現(xiàn)外灘古建筑的肌理和層次，通過控制系統(tǒng)，可以精準(zhǔn)逐點(diǎn)調(diào)節(jié)色溫，實(shí)現(xiàn)了夜景照明與市民游客感受反饋的通路。未來，通過物聯(lián)網(wǎng)傳感器，不但可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測燈具狀態(tài)及能耗數(shù)據(jù)，也可以利用搭載在燈具上的傳感器實(shí)時監(jiān)控影像、溫度、濕度等數(shù)據(jù)，通過GPRS連接所有系統(tǒng)內(nèi)燈具，將燈具的運(yùn)行信息儲存于云服務(wù)平臺或終端服務(wù)器，通過智能互聯(lián)開放式的系統(tǒng)可與其他城市管理系統(tǒng)兼容互聯(lián)，例如與消防火災(zāi)報(bào)警等系統(tǒng)互聯(lián)，第一時間發(fā)現(xiàn)事故隱患位置，第一時間啟動消防保護(hù)等裝置動作，保障古建筑免受由于燈具安全引發(fā)的消防事故，降低保護(hù)建筑的運(yùn)維成本，提高景區(qū)的維護(hù)效率，照明燈具不再只用于照明，還可以用來傳輸信息和數(shù)據(jù)，智慧城市名副其實(shí)。

圖：“浦江追夢，光耀中華”光影秀表演之外灘（攝影：鐘鳴、燕飛）

3.2消防新形勢下古建筑照明基于物聯(lián)網(wǎng)智能照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)的意義

一邊是基于越來越嚴(yán)格要求的消防新規(guī)，一邊是人民群眾對于古建筑景觀照明“美的享受”越發(fā)注重的要求，基于物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)，利用智能傳感器和射頻無線連接相結(jié)合，將感知和收集到的數(shù)據(jù)通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸給管理者，通過數(shù)據(jù)分析，為管理者提供決策依據(jù)。

（1）提供光照保護(hù)性：由于古建筑大多為磚木結(jié)構(gòu)建筑群，木質(zhì)和油漆表面對光照敏感度高，可能造成古建筑材質(zhì)表面損毀，通過傳感器對古建筑體各處表面的溫度、照度等進(jìn)行數(shù)據(jù)采集并反饋給管理者，管理者能根據(jù)不同情況做出照明模式調(diào)整，保護(hù)古建筑體免受光照損害。

（2）提供防火、防水保護(hù)：基于物聯(lián)網(wǎng)的智能照明系統(tǒng)不但可以利用傳感器實(shí)時檢測古建筑各種環(huán)境數(shù)據(jù)，還可以將過去獨(dú)立的防火監(jiān)控系統(tǒng)、用電安全監(jiān)測系統(tǒng)、消防水監(jiān)測系統(tǒng)、可燃?xì)怏w檢測系統(tǒng)等都連接到智能照明管理平臺上，通過實(shí)時傳感器監(jiān)控古建筑照明等設(shè)施運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)出現(xiàn)異常情況發(fā)生時，多途徑告警通知，確保區(qū)域險(xiǎn)情早發(fā)現(xiàn)、早報(bào)警、早處置。

（3）具有小型化、隱蔽性特點(diǎn)：基于物聯(lián)網(wǎng)的智能照明系統(tǒng)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(diǎn)減少了對古建筑本身負(fù)載損害和古建筑整體美感的破壞。

（4）具有高效性的特點(diǎn)：基于物聯(lián)網(wǎng)的智能照明系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時傳輸?shù)皆破脚_，通過語音、短信、手機(jī)APP等多種形式呈現(xiàn)給管理者，方便管理者實(shí)時了解古建筑景區(qū)運(yùn)行狀態(tài)，提高管理效能。

4、結(jié)語

本文通過對基于物聯(lián)網(wǎng)的智能照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)對古建筑消防安全的優(yōu)勢分析，給出了筆者對消防新形勢下古建筑景觀照明設(shè)計(jì)的建議，相信隨著公眾與管理部門對古建筑保護(hù)意識越來越強(qiáng)，隨著大眾對古建筑文化的審美意識不斷提升，會有越來越多更安全、環(huán)保、高效的科技技術(shù)手段和更加豐富、創(chuàng)新的燈光表現(xiàn)手法運(yùn)用到對古建筑照明的設(shè)計(jì)中去。

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