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淺談現(xiàn)代建筑照明中的智能照明控制系統(tǒng)

更新時(shí)間：2021-01-06

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霍麗麗

安科瑞電氣股份有限公司上海嘉定 201801

摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)、技術(shù)的不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)在建筑中的應(yīng)用不斷地?cái)U(kuò)大，人們對(duì)物質(zhì)文化和精神生活水平有了更高的追求，就當(dāng)今建筑的發(fā)展來說，智能化已經(jīng)成為主流，涵蓋多個(gè)方面，包括：空調(diào)系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、安全防范系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。但是，智能照明在我國一直沒有引起足夠的重視，大部分建筑物采用的照明依然是傳統(tǒng)的照明控制方式，因此，本文就智能照明系統(tǒng)在現(xiàn)代建筑中的應(yīng)用進(jìn)行分析，繼而使人們認(rèn)識(shí)智能照明系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，為其發(fā)展提供一些推動(dòng)作用。

關(guān)鍵詞：智能照明，控制系統(tǒng)，應(yīng)用

1、引言

智能化已經(jīng)成為建筑發(fā)展的主流技術(shù)，其涵蓋多個(gè)方面。但是*以來，我國建筑中仍然沿用傳統(tǒng)的照明控制方式，較少建筑中采用智能照明系統(tǒng)。在現(xiàn)代建筑中，智能照明系統(tǒng)的設(shè)備不但多而且比較分散，待實(shí)現(xiàn)的控制功能較多，因而如何構(gòu)建經(jīng)濟(jì) 合理、實(shí)用的智能照明系統(tǒng)，如何確定智能照明系統(tǒng)在現(xiàn)代建筑照明中的控制策略是亟待解決的問題,只有把這些問題解決了，智能照明系統(tǒng)才能夠在現(xiàn)代建筑中廣泛的應(yīng)用。

2、智能照明系統(tǒng)概述

智能照明控制系統(tǒng)，是根據(jù)現(xiàn)代建筑的功能、室內(nèi)光亮度、不同的時(shí)間段來實(shí)現(xiàn)照明的自動(dòng)控制。其中重要的是對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)設(shè)，即室內(nèi)照度通過一系列的功能設(shè)置進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。這些設(shè)置通常稱之為場景，可通過調(diào)光器系統(tǒng)或建筑設(shè)備*控制系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)光�，F(xiàn)代建筑智能照明控制系統(tǒng)通常有以下幾種：獨(dú)立式、特定于房間式和大型的聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。

3、智能照明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和控制策略

按網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來分，可以將現(xiàn)代建筑智能照明控制系統(tǒng)大致分為以下兩種：總線式系統(tǒng)和以星型結(jié)構(gòu)為主的混合式系統(tǒng)，兩種形式都有自己的特點(diǎn)�？偩€式的特點(diǎn)是靈活性較強(qiáng)，比較容易進(jìn)行擴(kuò)展，獨(dú)立性控制，成本低；混合式的特點(diǎn)是可靠性高，容易進(jìn)行故障的診斷和排除，存取協(xié)議簡單，具有較高的傳輸速度。在選用何種系統(tǒng)形式時(shí)可以結(jié)合具體的工程進(jìn)行選擇我們可以根據(jù)以下兩種分類來選擇合適的現(xiàn)代建筑智能照明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：

3.1按區(qū)域分類

區(qū)域分類就是指按建筑物結(jié)構(gòu)分區(qū)對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行分類，對(duì)每個(gè)分區(qū)內(nèi)的被控對(duì) 象的數(shù)量、控制參數(shù)、整體運(yùn)行狀態(tài)和通信要求進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，進(jìn)而為智能照明系統(tǒng)的集成設(shè)計(jì)和集中控制提供參考依據(jù)。

3.2按功能分類

功能分類就是指按照監(jiān)測和監(jiān)控要求對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)現(xiàn)代建筑智能照明系統(tǒng)的控制和管理主要包括：室內(nèi)照明、工作照明、藝術(shù)照明、事故照明、障礙燈等特殊照明。更加詳細(xì)的劃分，可分為調(diào)光控制、區(qū)域燈光控制、場景變換控制、燈光時(shí)鐘控制、動(dòng)靜探測、光線感測等等。通過對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行功能的細(xì)分，進(jìn)而為控制精度、控制方式和控制成本的確定提供了依據(jù)。在工程的實(shí)際應(yīng)用過程中，分布式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 是現(xiàn)代建筑智能照明控制系統(tǒng)常采用的，即每個(gè)單元的調(diào)光控制都是相對(duì)獨(dú)立的，通過信息接口和集中管理器，和現(xiàn)代建筑的管理系統(tǒng)相互聯(lián)接�，F(xiàn)代建筑智能照明控制的主系統(tǒng)是由主干線、集中管理器和信息接口等部件組成的，對(duì)現(xiàn)代建筑進(jìn)行相同的控制和信號(hào)采樣的網(wǎng)絡(luò)；其子系統(tǒng)是由控制面板，調(diào)光模塊和智能探頭等部件組成，對(duì)現(xiàn)代建筑進(jìn)行具體的、不同的網(wǎng)絡(luò)控制，主系統(tǒng)可以通過信息接口和子系統(tǒng)進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。

4、智能照明控制系統(tǒng)在現(xiàn)代建筑的應(yīng)用

本文以某市某一綜合樓為例。該樓是一棟l2層的綜合樓，包括地下車庫、展覽廳、辦公室、會(huì)議室、多功能廳和室外景觀等多種功能。根據(jù)業(yè)主對(duì)該綜合樓內(nèi)的智能照明控制提出的具體要求和實(shí)際的情況，該大樓設(shè)置的智能照明控制系統(tǒng)主要是對(duì)地下車庫、作品展覽廳、走廊、辦公室、會(huì)議室、多功能廳和室外景觀等區(qū)域的日常照明和消防應(yīng)急照明進(jìn)行有效的控制。根據(jù)上文對(duì)現(xiàn)代建筑智能照明系統(tǒng)的功能劃分原則，將整個(gè)智能照明控制系統(tǒng)分為以下三個(gè)區(qū)域進(jìn)行設(shè)置：一區(qū)為(地下車庫、走廊等部位)、二區(qū)為(會(huì)議廳、辦公室)、三區(qū)為(多功能廳、作品展覽廳和室外景觀)，分別對(duì)每個(gè)區(qū)域設(shè)置智能照明控制系統(tǒng)，具體設(shè)置如下：

圖1 自動(dòng)調(diào)光控制方式

4.2 走廊、電梯廳等區(qū)域

走廊、電梯廳的照明回路可以根據(jù)工作時(shí)間和節(jié)假日兩種模式采用分組分模式的運(yùn)行控制，即便于進(jìn)行管理還能夠節(jié)約能源。

4.3會(huì)議廳

通過智能開關(guān)驅(qū)動(dòng)控制會(huì)議廳內(nèi)所有的照明回路，并在現(xiàn)場設(shè)置智能照明控制面板，不但在*控制室進(jìn)行集中控制，而且還可以進(jìn)行現(xiàn)場控制。為了滿足不同的場景對(duì)燈光的需求，可以在會(huì)議廳設(shè)置討論發(fā)言、演講和清掃等多種的控制模式�？梢愿鶕�(jù)會(huì)議室的不同需求，對(duì)會(huì)議室內(nèi)的照明燈具進(jìn)行自動(dòng)調(diào)光控制。

4.4衛(wèi)生間

通過人體紅外感應(yīng)和時(shí)間進(jìn)行控制，當(dāng)平時(shí)衛(wèi)生間內(nèi)無人時(shí)，智能照明系統(tǒng)可以打開部分電路提供基本的照明，當(dāng)衛(wèi)生間有人進(jìn)入時(shí)，則負(fù)責(zé)該區(qū)域的燈光可以自動(dòng)整體變亮，當(dāng)人離開后可以進(jìn)行延時(shí)關(guān)閉，而延時(shí)的時(shí)間可以人為的控制。還可以在衛(wèi)生間的入口或清潔工作間設(shè)置控制面板，設(shè)置全關(guān)、半亮、全開等手動(dòng)開關(guān)模式。通過智能開/關(guān)、人體紅外感應(yīng)和時(shí)間完成控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)節(jié)能，在給人帶來新奇、科技感覺的同時(shí)也體現(xiàn)了建筑節(jié)能的主題。

4.5車庫

通過智能開關(guān)控制車庫內(nèi)的所有照明回路，可在現(xiàn)代建筑*控制室集中進(jìn)行控制；按照事先制定好的時(shí)間段控制程序，在車庫值班室可利用控制面板直接對(duì)車庫照明回路的開啟數(shù)進(jìn) 行控制，便于就地應(yīng)急控制。

4.6 室外景觀

室外景觀照明的控制主要是利用氣象控制器根據(jù)照度、時(shí)間、天氣情況來實(shí)現(xiàn)一般節(jié)日、重大節(jié)日、日常三種燈光場景控制模式。

5、安科瑞智能照明控制系統(tǒng)介紹

5.1系統(tǒng)簡介

Acrel-BUS智能照明控制系統(tǒng)，是基于KNX總線技術(shù)設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)。KNX總線技術(shù)起源于歐洲，是在EIB，Batibus和EHS這三種住宅和樓宇的總線控制技術(shù)上發(fā)展起來的，其中EIB（European Installation Bus,歐洲安裝總線）是該總線技術(shù)的主體。

Acrel-BUS智能照明控制系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)的2*2*0.8EIB BUS總線（即KNX總線）作為總線線纜，將所有的智能照明控制模塊連接到一起并組成一套完整的控制系統(tǒng)，既可實(shí)現(xiàn)照明燈具的遠(yuǎn)程集中控制，又可實(shí)現(xiàn)就近控制功能。該系統(tǒng)理論連接控制模塊數(shù)量達(dá)580000多個(gè)。

安科瑞智能照明產(chǎn)品種類齊全，方案完善。用戶可通過控制面板、人體感應(yīng)、照度感應(yīng)、微波感應(yīng)、上位機(jī)系統(tǒng)、觸摸屏、平板端等多種控制終端實(shí)現(xiàn)靈活多樣的智能控制，特別適合于各類智能小區(qū)、醫(yī)院、學(xué)校，以及體育場所、機(jī)場、隧道、車站等大型公建項(xiàng)目的照明系統(tǒng)。

5.2系統(tǒng)工作原理示意圖（見圖2）

5.3產(chǎn)品選型

5.4系統(tǒng)功能

1）光照度（需要配照度傳感器）監(jiān)測，對(duì)利用自然光照明區(qū)域，根據(jù)自然光照度變化，進(jìn)行照明控制和調(diào)節(jié)，滿足照明和節(jié)能要求；

2）公共區(qū)域、走廊、通道、門廳、電梯廳等的照明，應(yīng)設(shè)置紅外或微波類人體感應(yīng)器，并結(jié)合智能控制面板，實(shí)現(xiàn)各種場景照明控制，盡可能較少燈具點(diǎn)亮?xí)r間；

3）樓梯間照明采用人體感應(yīng)探測控制；

4）設(shè)備房、設(shè)備房走道采用分組就地控制；

5）室外路燈、景觀等照明采用光照度控制結(jié)合時(shí)控的集中控制方式；

6）監(jiān)控系統(tǒng)界面友好，畫面美觀,實(shí)時(shí)顯示各區(qū)照明工作狀態(tài)；

7）應(yīng)具有完善的用戶權(quán)限管理功能，避免越權(quán)操作；

5.5系統(tǒng)的控制優(yōu)勢

1）系統(tǒng)可通過、觸摸屏、電腦對(duì)現(xiàn)場的燈光、空調(diào)及窗簾等進(jìn)行遠(yuǎn)程集中控制，使得控制更加方便智能，用戶體驗(yàn)更舒服；

2）系統(tǒng)中控制模塊均工作在直流30V可靠電壓下，用戶操作更加可靠、舒服；

3）系統(tǒng)在實(shí)施過程中，充分結(jié)合自然光及人員的活動(dòng)規(guī)律來自動(dòng)控制燈光，減少能源消耗，達(dá)到很好的節(jié)能效果；

4）系統(tǒng)采用分布分布式KNX總線結(jié)構(gòu)，搭建簡單靈活，系統(tǒng)內(nèi)各模塊互不影響，可獨(dú)立工作，可靠性更高；

5)多種控制方式可供選擇，如本地控制，自動(dòng)感應(yīng)控制，定時(shí)控制，場景控制和集中控制等，控制方式更靈活；

6)系統(tǒng)的自動(dòng)控制、遠(yuǎn)程集中控制等功能，在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的同時(shí)，大量減少了值班人員，提高了管理水平和工作效果；

7)升級(jí)系統(tǒng)內(nèi)控制模塊或更改系統(tǒng)功能時(shí)，無需增加連接線，不需關(guān)閉整個(gè)系統(tǒng)，只需更改設(shè)備參數(shù)即可實(shí)現(xiàn)，維護(hù)方便，操作簡單；

8)系統(tǒng)可與消防系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，在出現(xiàn)消防報(bào)警時(shí)，強(qiáng)制打開應(yīng)急回路，方便人員疏散，從而降低了人員傷亡的風(fēng)險(xiǎn)，提高了建筑的可靠性。

5.6安科瑞組網(wǎng)方案

智能照明控制系統(tǒng)組網(wǎng)方式靈活，擴(kuò)展方便，當(dāng)系統(tǒng)模塊數(shù)量較少、距離較近、范圍較小時(shí)，各設(shè)備以樹形枝狀延伸，構(gòu)成支路系統(tǒng)智能照明控制系統(tǒng)；當(dāng)系統(tǒng)模塊數(shù)量較多、距離較遠(yuǎn)、范圍較大時(shí)，用支線耦合器組成多條支路，構(gòu)成區(qū)域智能照明控制系統(tǒng)；當(dāng)系統(tǒng)模塊數(shù)量很多、距離很遠(yuǎn)、范圍很大時(shí)，用支線耦合器、區(qū)域耦合器等構(gòu)成樓群智能照明控制系統(tǒng)。（見圖3）

圖3 組網(wǎng)方案

6、總結(jié)

現(xiàn)代建筑智能照明控制系統(tǒng)不僅能夠提高現(xiàn)代建筑的智能化，改善了工作和生活環(huán)境，提高人們的舒適度，提高工作效率，而且還能夠節(jié)約能源，降低燈具的能耗率，降低整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用，從而給業(yè)主帶來了很大的經(jīng)濟(jì)效益。隨著我國建筑和照明技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代建筑和照明融為一體，照明已成為現(xiàn)代建筑藝術(shù)中的一部分，為現(xiàn)代建筑營造出更加藝術(shù)性、智能化的光環(huán)境。

【參考文獻(xiàn)】

[1]李梅.淺談智能照明系統(tǒng)在現(xiàn)代建筑照明中的應(yīng)用

[2]張?jiān)儡�，吳明光．智能照明系統(tǒng)控制網(wǎng)絡(luò)的研究[J].照明工程學(xué)報(bào),2004.

[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊.2020.06版

作者簡介：霍麗麗，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向?yàn)橹悄苷彰鞯难邪l(fā)與應(yīng)用

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