1. 研究目的与意义
近年来，随着社会的不断发展，全球能源短缺的问题正在逐年凸显。建筑楼宇不断增多，建筑用电也占到了能源消耗的很大的一部分。照明是日常生活、办公和运营中不可或缺的部分。但是，大多数的建筑物仍采用传统的照明控制方式，实现的只是简单的开关控制，或预设的场景控制。这种控制方式不能随着外界环境的变化丽变化，在相对固定的电气设计下，不能提供一个舒适的工作环境，带来的便是工作效率的降低，可以说灵活性比较差，而且，在能源方面，造成的是能源的大量浪费，又在许多数情况下成为光污染源。对于电力资源相对紧张的中国，这无疑是一种负担。照明用电占所有建筑用电的20％～25％，而现在市场上儿家主要的专注于智能照明的电气公司所生产的调光产品或场景控制器基本上都是开环控制，当人们进入工作区域，会按照需要的工作需求来打开所需的场景光源，调节光源的光输出，以使其达到所期望的照度水平，但是由于人类所固有的惰性，当调节好场景照度后，工作区域内灯的照度一般不会再根据室内采光的采光系数来改变，这样到了城市的用电高峰期，便会在不必要的情况下增加电网的负担，不仅不会创造好的、舒适的工作环境，降低工作效率，而且还造成不必要的经济损失．由于增加了用电负荷，在增加额外的电力投资的同时，也造成了大量的污染。
随着当今智能家居技术的发展，将智能控制技术融入到照明系统中，无疑可以在保证正常照明的情况下，最大限度地节省能源消耗。上个世纪末以来，我国通过实施改革政策加快了科学技术的发展进程，科学家们提出了“绿色能源”这一新的概念人们逐渐意识到传统的照明方式已经不能够再满足当今社会的需求。传统照明更多的依赖于人工照明的方式来满足人们生活和工作的要求，这极大地浪费了能源。同时，传统照明忽视了对于自然光的利用，事实上，对于自然采光的研究是建筑节能照明的一项重要途径，且自然光的光色更加的自然，拥有其他光源不可替代的独特的表现力。研究指出人们在自然光照办公环境更加能够提高工作效率以及工作满意度。因此，充分利用自然光进行室内照明是将是未来照明智能发展以及能源节约的一个重要方向。
目前国内大部分智能照明的研究也停留在分时间段采用不同的照明方式的方法，比如，有些建筑采用早上九点到下午五点采用自然光进行照明，其它时间段采用人工光源。这种方法虽然在一定程度一定时间内可以达到节能的作用，但它忽视了室内照明舒适度的问题，即不能保证当前室内处于一个最佳的照明状态，有时可能影响工作生活状态。
2. 研究内容和预期目标
(1)主要研究内容
本课题详细的研究了室内光照的基本因素，分析了自然光的组成——直射光和天空光，并根据国际照明委员会的推荐标准给出了一般天空模型的表达式。本课题将会研究自然光对建筑物照明情况的影响，分析解释自然光采光影响因素并在算法上得出建筑物能得到最佳的自然光照射的各个条件，然后依据这些条件来让建筑物获得最佳的照明条件，因此需利用仿真模拟软件来建立房间照明模型，对传统的采光指标，即采光系数进行研究，分析其自身局限性，说明该指标不能作为办公建筑采光质量的评价标准；进而对新的采光指标进行了研究，包括亮度分布、眩光、光的方向性等一系列参数，并对办公室的采光指标进行了分析研究。对室内自然光采光的照度进行分析并给出了采光照度的相关计算公式。同时，对室内光通量传递过程进行了研究分析，并在此基础上得出了计算室内任一点照度值的照度公式和矩阵。针对室内人工照明下工作面照度的均一性这一问题，采用了一种群体规模自调整的改进粒子群算法对室内工作面的照度均一性进行
了分析研究，并给出了算法的流程图，建立了工作面的照度模型以及照度均一性的适应度函数。本课题将会根据上述的研究结果推导出来一个室内混合照明系统的节能公式，并将该公式通过matlab仿真软件来进行仿真，验证公式的正确性，以此来为实际的混合照明系统项目提供理论指导以及算法支持。
3. 研究的方法与步骤
总体方案设计:
本课题以模拟仿真为主，来推导出一个最佳的室内混合照明节能公式。本课题首先是要分析得到自然光采光影响的多个因素，在此基础上得出可以获得最佳自然光照明的各个因素条件。其次研究关于光的强度，亮度等公式，了解各个有关光公式的意义以及推导方法。其次借助所学的知识以及参考建筑物的最佳自然光的照明条件，并根据室内混合照明的节能条件来推导出一个符合该节能设计的最佳的节能公式。最后需再次借助仿真软件来模拟运行公式，并将数据进行分析汇总，通过分析这些数据，来验证公式的正确性以及确定公式需要改进的地方。
拟采用的具体步骤为：
4. 参考文献
[1] 谢秀颖,郭宏祥. 电气照明技术. 2. 北京:中国电力出版社,2009.7;
[2] 北京照明学会照明设计委员会. 照明设计手册. 北京:中国电力出版社,2006.12；
[3] 郭福雁,黄民德, 建筑供配电与照明(下册).中国建设工业出版社，2014
5. 计划与进度安排
工作进度初步安排如下：
1. 2022-02-20～2022-03-03 查阅资料，翻译外文资料和撰写开题报告；
2. 2022-03-04～2022-04-01进行自然光照度测量实验；
