安科瑞 繆凱倫
摘要：智能照明控制系統(tǒng)體現(xiàn)出強(qiáng)大的*性，不僅可以滿足現(xiàn)代建筑中的照明需求，提升照明環(huán)境品質(zhì)，還可以充分利用和節(jié)約能源，使建筑物更加節(jié)能、環(huán)保。本文即分析了智能照明系統(tǒng)的原理及應(yīng)用效果，并結(jié)合具體工程案例詳細(xì)闡述了其在建筑中的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：照明節(jié)能；智能照明控制系統(tǒng)
1.前言
以前由于成本、技術(shù)不成熟等原因，智能照明系統(tǒng)僅在一些重要項(xiàng)目及會(huì)場(chǎng)、舞臺(tái)等需要特定燈光場(chǎng)景的場(chǎng)合中得到應(yīng)用。隨著建筑智能化成為當(dāng)今建筑發(fā)展的主流技術(shù)，各種智能照明設(shè)備及模塊的國(guó)產(chǎn)化程度越來(lái)越高，產(chǎn)品也越來(lái)越豐富，智能照明控制系統(tǒng)在學(xué)校建筑中也得到了一定規(guī)模的應(yīng)用。教學(xué)樓中的照明系統(tǒng)不僅要有足夠的照度，還要能滿足樓內(nèi)舒服的視覺感受，減少光的干擾和污染，而引入智能照明控制系統(tǒng)是滿足這些要求的理想解決方案。
2.智能照明控制系統(tǒng)應(yīng)用效果
（1）減少建設(shè)投資，降耗節(jié)能，延長(zhǎng)燈具壽命
節(jié)能是照明控制系統(tǒng)的突出優(yōu)勢(shì)。根據(jù)國(guó)外統(tǒng)計(jì)資料顯示，辦公照明用電量約占一棟辦公樓能耗的三分之一，辦公照明的設(shè)備費(fèi)用約占電氣工程費(fèi)用的十分之一左右，因此，選擇合理的照明方案不但能節(jié)約能源，還能大大減少穿管布線施工的工作量。傳統(tǒng)的樓宇公共區(qū)域照明工作模式，一般是白天關(guān)燈晚上開燈，而采用智能照明控制系統(tǒng)后，可以根據(jù)不同場(chǎng)合、不同的人流量，進(jìn)行時(shí)間段、工作模式的細(xì)分，讓不必要的照明自動(dòng)關(guān)掉，讓需要的照明在需要時(shí)自動(dòng)開啟，有效減少了燈具的工作時(shí)間，節(jié)省不必要的能源開支，也延長(zhǎng)了燈具的壽命。同時(shí)，系統(tǒng)還能充分利用自然光，通過(guò)電動(dòng)窗簾和調(diào)光模塊自動(dòng)調(diào)節(jié)室內(nèi)照度已滿足環(huán)境需求。
（2）改善光照環(huán)境，提高工作效率
良好的工作環(huán)境是提高工作效率的一個(gè)必要條件。合理地選用光源、燈具及性能*的照明控制系統(tǒng)，能提高照明質(zhì)量。智能照明控制系統(tǒng)具有開關(guān)和調(diào)光兩種控制方法，可以有效地控制各種照明場(chǎng)所的平均照度值，從而提高照度均勻性。系統(tǒng)可以根據(jù)不同的時(shí)間段、人們的不同需要，自動(dòng)調(diào)節(jié)環(huán)境照度。
（3）實(shí)現(xiàn)多種照明場(chǎng)景
多種照明控制方案可以使同一建筑物具備多種藝術(shù)效果，為建筑增色不少。在現(xiàn)代建筑物中，照明不單為滿足人們視覺上的明暗效果，更因?yàn)椴捎枚喾N控制方案，使建筑物更加生動(dòng)、藝術(shù)性更強(qiáng)，給人豐富的視覺效果和美感。一棟建筑物中，室外景觀照明、泛光照明可以預(yù)設(shè)為春夏秋冬四季變化，周末節(jié)假日?qǐng)鼍埃笮蛻c典場(chǎng)景，會(huì)客廳、會(huì)議室等可以預(yù)設(shè)會(huì)議、投影、會(huì)間休息等不同場(chǎng)景。在傳統(tǒng)的人工控制方式下，難以實(shí)現(xiàn)如此多種多樣的照明效果。
（4）提高管理水平
智能照明控制系統(tǒng)是以自動(dòng)控制為主、人工控制為輔的系統(tǒng)。一般情況下，不需要人的參與，照明系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)開關(guān)和調(diào)光功能。既大大減少了管理人員的數(shù)量，也排除了由于人為因素的干擾而出現(xiàn)的不定時(shí)開關(guān)。
3. 實(shí)際應(yīng)用案例
某高校項(xiàng)目位于惠州市，共15個(gè)單體建筑依山而建，其中包含教學(xué)辦公樓、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室、多功能報(bào)告廳、圖書館、學(xué)員宿舍、酒店及室內(nèi)運(yùn)動(dòng)館組成建筑群。本次介紹的是教學(xué)區(qū)（教學(xué)辦公樓、多功能報(bào)告廳、圖書館、運(yùn)動(dòng)館）、建筑泛光與園林景觀智能照明控制系統(tǒng)。
以下是其使用智能照明系統(tǒng)所用的功能：
（一）教學(xué)辦公主樓
主樓地下室（共兩層）設(shè)置一個(gè)容納500人的多功能演播廳，平時(shí)可以用于學(xué)員上課、播放電影、舉行文藝活動(dòng)等。此房間設(shè)置多種場(chǎng)景燈光控制效果，所有燈可由一個(gè)集成面板操作，至多可設(shè)置10多種不同的場(chǎng)景，還可以結(jié)合使用需要系統(tǒng)軟件設(shè)定值進(jìn)行分區(qū)域、分時(shí)間段燈光控制。例如，清晨保潔時(shí)間段6:00至7:00，可以通過(guò)系統(tǒng)軟件設(shè)定房間內(nèi)30%燈具開啟狀態(tài)，時(shí)間到了，這部分燈直接點(diǎn)亮，屆時(shí)無(wú)需現(xiàn)場(chǎng)開啟燈具，方便保潔員進(jìn)行現(xiàn)
場(chǎng)保潔。
主樓地上三層教室主要用于學(xué)員上課，此類房間主要設(shè)置開關(guān)控制模式的智能照明燈具，所有燈具由一個(gè)集成面板操作，設(shè)置于講臺(tái)區(qū)，由教師根據(jù)課堂需要隨時(shí)開啟不同燈光場(chǎng)景，方便教學(xué)。同時(shí)為了方便課余時(shí)間使用教室，在教室門口側(cè)墻設(shè)置一鍵開關(guān)面板，方便一鍵總控所有燈具。教室休息區(qū)采用可調(diào)光控制的智能照明燈具，通過(guò)在窗戶內(nèi)側(cè)設(shè)置燈光照度傳感器，根據(jù)傳感器檢測(cè)到的不同照度值來(lái)調(diào)節(jié)休息區(qū)照明燈具開啟亮度，燈具可實(shí)現(xiàn)0~100%范圍調(diào)光，實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果。
（二）多功能報(bào)告廳
現(xiàn)場(chǎng)分120人、250人兩個(gè)多功能報(bào)告廳，多功能報(bào)告廳智能照明燈光設(shè)置與主樓500人演播廳基本一致，僅僅燈光場(chǎng)景數(shù)量少一些，一共設(shè)置了8種場(chǎng)景。
（三）圖書館
圖書館為一棟三層建筑，其中首層為室內(nèi)游泳池，二三層為圖書閱覽室。首層室內(nèi)游泳池三面墻體為落地窗式玻璃幕墻，采用可調(diào)光控制的智能照明燈具，通過(guò)在窗戶內(nèi)側(cè)設(shè)置燈光照度傳感器，根據(jù)傳感器檢測(cè)到的不同照度值來(lái)調(diào)節(jié)休息區(qū)照明燈具開啟亮度，燈具可實(shí)現(xiàn)0~100%范圍調(diào)光，實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果。圖書閱覽室采取調(diào)光與開關(guān)控制相結(jié)合的智能燈控模式，一方面通過(guò)設(shè)置于窗戶內(nèi)側(cè)的照度傳感器檢測(cè)室內(nèi)亮度來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)閱覽室調(diào)光控制，同時(shí)又在每個(gè)閱覽桌上設(shè)置一鍵集成面板來(lái)操作閱讀區(qū)的燈光，滿足不同讀者對(duì)燈光亮度的適用習(xí)慣。
（四）運(yùn)動(dòng)館
運(yùn)動(dòng)館分室內(nèi)羽毛球館、乒乓球館、健身房等功能房間，現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)不同功能房間對(duì)燈光控制需要進(jìn)行個(gè)性化設(shè)置。其中羽毛球館按智能開關(guān)控制模式設(shè)置照明燈具，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置簡(jiǎn)單的一鍵集成面板來(lái)操作整個(gè)場(chǎng)館燈光的開啟與關(guān)閉；乒乓球館按每個(gè)乒乓球桌劃分區(qū)域單獨(dú)設(shè)置智能調(diào)光效果，每個(gè)區(qū)域設(shè)置可調(diào)光的一鍵集成面板，方便運(yùn)動(dòng)員自行調(diào)整燈光亮度；健身房考慮涉及到不同類型的健身器材與健身愛好者，主要考慮設(shè)置多種場(chǎng)景的智能調(diào)光模式，通過(guò)設(shè)定不同場(chǎng)景燈效，實(shí)現(xiàn)健身房達(dá)到和悅的健身氛圍。
（五）建筑泛光與園林景觀照明
考慮到整個(gè)校園為山體建筑，建筑物相對(duì)分散，室外人行道路也婉婉曲折。建筑泛光與園林景觀照明也采用智能照明系統(tǒng)，采取智能開關(guān)控制模式實(shí)現(xiàn)不同時(shí)間段的燈光場(chǎng)景效果。
4.安科瑞為校園建筑智能照明控制提供解決方案
4.1安科瑞智能照明監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，即站控層，通訊層與間隔層； 如圖（1）所示：
圖（1）網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D
間隔設(shè)備層主要為：開關(guān)驅(qū)動(dòng)器，這些裝置分別對(duì)應(yīng)相應(yīng)的一次設(shè)備安裝在電氣柜內(nèi)，這些裝置均通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)KNX總線組網(wǎng)通訊，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)場(chǎng)采集。
網(wǎng)絡(luò)通訊層主要為：智能照明網(wǎng)關(guān)，其主要功能為把分散在現(xiàn)場(chǎng)采集裝置集中控制，同時(shí)遠(yuǎn)傳至站控層，完成現(xiàn)場(chǎng)層和站控層之間的數(shù)據(jù)交互。
站控管理層：設(shè)有高性能工業(yè)計(jì)算機(jī)、顯示器、UPS電源、打印機(jī)等設(shè)備。監(jiān)控系統(tǒng)安裝在計(jì)算機(jī)上，集中采集顯示現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行狀況，以人機(jī)交互的形式顯示給用戶。 以上開關(guān)模塊均采用KNX總線傳輸，一般都采用4根連線，接線簡(jiǎn)單方便，傳輸距離可達(dá)1.2km。
4.2安科瑞智能照明系統(tǒng)組成
1. 定時(shí)控制
通過(guò)時(shí)鐘管理器，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的有關(guān)區(qū)域照明的定時(shí)和自動(dòng)管理功能，實(shí)現(xiàn)公共通道、景觀照明、泛光照明、車庫(kù)照明定時(shí)控制。如百葉窗定時(shí)升降、集中供熱定時(shí)調(diào)節(jié)、節(jié)假日照明定時(shí)關(guān)閉、定時(shí)通知等。
2. 場(chǎng)景控制
智能照明控制系統(tǒng)根據(jù)各個(gè)部門的需求，設(shè)定不同種類的場(chǎng)景模式，進(jìn)行各種照明燈光的組合，達(dá)到美化工作環(huán)境的效果；結(jié)合人體感應(yīng)傳感器，當(dāng)人員離開時(shí)，關(guān)閉所有該會(huì)議室照明。
3. 實(shí)時(shí)監(jiān)控
中控室，配置一臺(tái)中控主機(jī)，所有照明控制設(shè)備，通過(guò)KNX網(wǎng)關(guān)，接入監(jiān)控系統(tǒng)，操作管理人員，可以通過(guò)中控電腦，實(shí)時(shí)監(jiān)視總線、區(qū)域、樓層、樓棟等照明狀態(tài)，并可根據(jù)需求進(jìn)行控制調(diào)整。系統(tǒng)繪圖工具支持向量圖和多層頁(yè)面，圖形頁(yè)面縮放方便，切換簡(jiǎn)單，支持DXF、WMF、BMP、JPG、ICON等圖形對(duì)象的嵌入、支持二維、三維圖元的繪制，增加可視化的空間效果。
4. 報(bào)警處理
系統(tǒng)提供了警報(bào)處理能力，用戶可采用編程來(lái)完成不同的任務(wù)，當(dāng)某種警報(bào)條件出現(xiàn)時(shí)應(yīng)做什么，可由用戶自行確定。
5.事件通報(bào) 系統(tǒng)提供了事件通報(bào)功能，支持郵件通報(bào)、文本輸出以及事件驅(qū)動(dòng)打印，可按照用戶預(yù)先設(shè)置的條件，觸發(fā)事件通報(bào)功能。
4.3設(shè)備選型
智能照明控制系統(tǒng) |
序號(hào) | 產(chǎn)品名稱及型號(hào) | 主要功能 | 說(shuō)明 |
1 | 總線電源 | ASL100-P640/30 | 總線電源，不僅為總線模塊提供電壓，耦合總線信號(hào)。還會(huì)提供一個(gè)30V的輔助直流電壓端子，為其他的外設(shè)(如觸摸屏幕、IP網(wǎng)關(guān)等)提供電壓。 | 電源模塊是系統(tǒng)選型的*元件，具體數(shù)量按實(shí)際情況而定。 |
2 | 2路開關(guān)驅(qū)動(dòng)器 | ASL100-S2/16 | 開關(guān)驅(qū)動(dòng)器，有四路、八路、十二路三種型號(hào)可選擇。 | 適用于只需要開關(guān)控制場(chǎng)合，如辦公室、車庫(kù)、教室、廠房、走道梯廳等 |
4路開關(guān)驅(qū)動(dòng)器 | ASL100-S4/16 | 主要實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載的開關(guān)控制。具有手動(dòng)操作開關(guān)、開關(guān)延時(shí)設(shè)定、狀態(tài)反饋、場(chǎng)景控制、閾值開關(guān)等功能。 |
8路開關(guān)驅(qū)動(dòng)器 | ASL100-S8/16 |
12路開關(guān)驅(qū)動(dòng)器 | ASL100-S12/16 |
3 | 2路帶電流反饋開關(guān)驅(qū)動(dòng)器 | ASL100-S2I/16 | 帶電流反饋開關(guān)驅(qū)動(dòng)器，有四路、八路、十二路三種型號(hào)可選擇。 | 相比較開關(guān)驅(qū)動(dòng)器外，可實(shí)現(xiàn)電流檢測(cè)、故障判斷的功能。一般用于大型商場(chǎng)、機(jī)場(chǎng)等項(xiàng)目 |
4路帶電流反饋開關(guān)驅(qū)動(dòng)器 | ASL100-S4I/16 | 主要實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載的開關(guān)控制。具有手動(dòng)操作開關(guān)、開關(guān)延時(shí)設(shè)定、狀態(tài)反饋、場(chǎng)景控制、閾值開關(guān)、電流檢測(cè)、回路故障判斷等功能。 |
8路帶電流反饋開關(guān)驅(qū)動(dòng)器 | ASL100-S8I/16 |
12路帶電流反饋開關(guān)驅(qū)動(dòng)器 | ASL100-S12I/16 |
4 | 2路0-10v調(diào)光驅(qū)動(dòng)器 | ASL100-SD2/16 | 0—10V調(diào)光驅(qū)動(dòng)器，有兩路、四路兩種型號(hào)可選擇。 | 適用于需要調(diào)光控制的場(chǎng)合，如會(huì)議室等 |
4路0-10v調(diào)光驅(qū)動(dòng)器 | ASL100-SD4/16 | 該模塊既可以對(duì)負(fù)載進(jìn)行開關(guān)控制，還可以輸出0—10V調(diào)光信號(hào)對(duì)具有0-10V調(diào)光接口的燈具進(jìn)行調(diào)光，此外該模塊還可實(shí)現(xiàn)預(yù)設(shè)控制、場(chǎng)景控制功能。 |
5 | 2路可控硅調(diào)光驅(qū)動(dòng)器 | ASL100-TD2/5 | 可控硅調(diào)光驅(qū)動(dòng)器，既可以對(duì)負(fù)載進(jìn)行開關(guān)控制，還可以對(duì)支持可控硅調(diào)光的燈具進(jìn)行調(diào)光此外該模塊還可實(shí)現(xiàn)預(yù)設(shè)控制、場(chǎng)景控制功能。 | 適用于需要調(diào)光控制的場(chǎng)合，如會(huì)議室等 |
6 | 窗簾驅(qū)動(dòng)器 | ASL100-C4/6 | 窗簾控制驅(qū)動(dòng)器，主要實(shí)現(xiàn)窗簾電機(jī)控制。具有手動(dòng)控制、場(chǎng)景控制、時(shí)間設(shè)置、步進(jìn)控制、場(chǎng)景功能。 |
7 | 一聯(lián)兩鍵 智能面板 | ASL100-F1/2 | 智能面板有一聯(lián)兩鍵、兩聯(lián)四鍵、四聯(lián)八鍵三種選擇。 | 主要用于控制回路較少或者需要區(qū)域控、總控的小房間、值班室等區(qū)域 |
兩聯(lián)四鍵 智能面板 | ASL100-F2/4 | 可通過(guò)區(qū)分按鍵短按長(zhǎng)按并結(jié)合不同參數(shù)設(shè)置實(shí)現(xiàn)開關(guān)控制、調(diào)光控制、百葉窗控制、場(chǎng)景控制、數(shù)值發(fā)送控制等功能。 |
四聯(lián)八鍵 智能面板 | ASL100-F4/8 |
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8 | 照度和人體移動(dòng)二合一傳感器 | ASL100-T2/BM | 該系列兩通道傳感器，分別探測(cè)人體移動(dòng)（物體移動(dòng)）和光照度，將感應(yīng)的信號(hào)處理后傳遞給其他控制模塊（如調(diào)光驅(qū)動(dòng)器、開關(guān)驅(qū)動(dòng)器等）并實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的自動(dòng)控制功能。 | 主要用于走道、樓梯等公共區(qū)域。根據(jù)當(dāng)前照度及有人無(wú)人情況自動(dòng)開燈或者關(guān)燈。 |
照度和微波二合一傳感器 | ASL100-T2/BR |
9 | 干接點(diǎn)輸入模塊 | ASL100-DI4/20 | 干接點(diǎn)輸入模塊，通過(guò)外部輸入或(和)手動(dòng)操作按鍵來(lái)控制驅(qū)動(dòng)器的動(dòng)作。模塊自帶20V的DC輸入信號(hào)，無(wú)需外部電壓輸入。當(dāng)檢測(cè)到外部干接點(diǎn)信號(hào)輸入時(shí)，模塊可實(shí)現(xiàn)開關(guān)、調(diào)光、窗簾控制等功能。 | 一般在應(yīng)急照明箱內(nèi)，做消防聯(lián)動(dòng)用。 |
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當(dāng)消防信號(hào)是有源信號(hào)時(shí)，選用濕接點(diǎn)模塊。 |
濕接點(diǎn)輸入模塊 | ASL100-WI4/230 | 濕接點(diǎn)模塊通過(guò)外部輸入或(和)手動(dòng)操作按鍵來(lái)控制驅(qū)動(dòng)器的動(dòng)作。該濕接點(diǎn)模塊支持24V~230V AC DC電壓輸入。當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到外部有源信號(hào)輸入時(shí)，模塊可實(shí)現(xiàn)開關(guān)、調(diào)光、窗簾控制等功能。 |
5.結(jié)束語(yǔ)
智能照明控制系統(tǒng)在節(jié)能和節(jié)省燈具使用的同時(shí)，有效節(jié)省了電費(fèi)與管理費(fèi)用的支出。根據(jù)整個(gè)學(xué)校日常運(yùn)營(yíng)來(lái)看，節(jié)能效果達(dá)到30%左右，同時(shí)可將燈具使用壽命延長(zhǎng)2-3倍。雖然初期投資稍大些，但減少了施工布線，節(jié)省了控制設(shè)備，降低了能耗。根據(jù)目前統(tǒng)計(jì)分析，僅在節(jié)能和減少設(shè)備布線這兩項(xiàng)，就可在2-3年內(nèi)收回投資，效果還是令人滿意的。
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