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江蘇安科瑞電器制造有限公司
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系統(tǒng)解決方案
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智能照明

淺談智能照明控制系統(tǒng)在校園建筑中的應用

時間:2021/12/21閱讀:901
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安科瑞 繆凱倫

智能照明控制系統(tǒng)體現(xiàn)出強大的*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,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)的原理及應用效果,并結合具體工程案例詳細闡述了其在建筑中的應用。

關鍵詞:照明節(jié)能;智能照明控制系統(tǒng)

1.前言

以前由于成本、技術不成熟等原因,智能照明系統(tǒng)僅在一些重要項目及會場、舞臺等需要特定燈光場景的場合中得到應用。隨著建筑智能化成為當今建筑發(fā)展的主流技術,各種智能照明設備及模塊的國產(chǎn)化程度越來越高,產(chǎn)品也越來越豐富,智能照明控制系統(tǒng)在學校建筑中也得到了一定規(guī)模的應用。教學樓中的照明系統(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)應用效果

1)減少建設投資,降耗節(jié)能,延長燈具壽命

節(jié)能是照明控制系統(tǒng)的突出優(yōu)勢。根據(jù)國外統(tǒng)計資料顯示,辦公照明用電量約占一棟辦公樓能耗的三分之一,辦公照明的設備費用約占電氣工程費用的十分之一左右,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)不同場合、不同的人流量,進行時間段、工作模式的細分,讓不必要的照明自動關掉,讓需要的照明在需要時自動開啟,有效減少了燈具的工作時間,節(jié)省不必要的能源開支,也延長了燈具的壽命。同時,系統(tǒng)還能充分利用自然光,通過電動窗簾和調(diào)光模塊自動調(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),能提高照明質量。智能照明控制系統(tǒng)具有開關和調(diào)光兩種控制方法,可以有效地控制各種照明場所的平均照度值,從而提高照度均勻性。系統(tǒng)可以根據(jù)不同的時間段、人們的不同需要,自動調(diào)節(jié)環(huán)境照度。

3)實現(xiàn)多種照明場景

多種照明控制方案可以使同一建筑物具備多種藝術效果,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,更因為采用多種控制方案,使建筑物更加生動、藝術性更強,給人豐富的視覺效果和美感。一棟建筑物中,室外景觀照明、泛光照明可以預設為春夏秋冬四季變化,周末節(jié)假日場景,大型慶典場景,會客廳、會議室等可以預設會議、投影、會間休息等不同場景。在傳統(tǒng)的人工控制方式下,難以實現(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)會自動實現(xiàn)開關和調(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)的不定時開關。

3. 實際應用案例

某高校項目位于惠州市,共15個單體建筑依山而建,其中包含教學辦公樓、創(chuàng)新實驗室、多功能報告廳、圖書館、學員宿舍、酒店及室內(nèi)運動館組成建筑群。本次介紹的是教學區(qū)(教學辦公樓、多功能報告廳、圖書館、運動館)、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)教學辦公主樓

主樓地下室(共兩層)設置一個容納500人的多功能演播廳,平時可以用于學員上課、播放電影、舉行文藝活動等。此房間設置多種場景燈光控制效果,所有燈可由一個集成面板操作,至多可設置10多種不同的場景,還可以結合使用需要系統(tǒng)軟件設定值進行分區(qū)域、分時間段燈光控制。例如,清晨保潔時間段6:007:00,可以通過系統(tǒng)軟件設定房間內(nèi)30%燈具開啟狀態(tài),時間到了,這部分燈直接點亮,屆時無需現(xiàn)場開啟燈具,方便保潔員進行現(xiàn)

場保潔。

主樓地上三層教室主要用于學員上課,此類房間主要設置開關控制模式的智能照明燈具,所有燈具由一個集成面板操作,設置于講臺區(qū),由教師根據(jù)課堂需要隨時開啟不同燈光場景,方便教學。同時為了方便課余時間使用教室,在教室門口側墻設置一鍵開關面板,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,通過在窗戶內(nèi)側設置燈光照度傳感器,根據(jù)傳感器檢測到的不同照度值來調(diào)節(jié)休息區(qū)照明燈具開啟亮度,燈具可實現(xiàn)0~100%范圍調(diào)光,實現(xiàn)節(jié)能效果。

(二)多功能報告廳

現(xiàn)場分120人、250人兩個多功能報告廳,多功能報告廳智能照明燈光設置與主樓500人演播廳基本一致,僅僅燈光場景數(shù)量少一些,一共設置了8種場景。

(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,通過在窗戶內(nèi)側設置燈光照度傳感器,根據(jù)傳感器檢測到的不同照度值來調(diào)節(jié)休息區(qū)照明燈具開啟亮度,燈具可實現(xiàn)0~100%范圍調(diào)光,實現(xiàn)節(jié)能效果。圖書閱覽室采取調(diào)光與開關控制相結合的智能燈控模式,一方面通過設置于窗戶內(nèi)側的照度傳感器檢測室內(nèi)亮度來實現(xiàn)整個閱覽室調(diào)光控制,同時又在每個閱覽桌上設置一鍵集成面板來操作閱讀區(qū)的燈光,滿足不同讀者對燈光亮度的適用習慣。

(四)運動館

運動館分室內(nèi)羽毛球館、乒乓球館、健身房等功能房間,現(xiàn)場根據(jù)不同功能房間對燈光控制需要進行個性化設置。其中羽毛球館按智能開關控制模式設置照明燈具,現(xiàn)場設置簡單的一鍵集成面板來操作整個場館燈光的開啟與關閉;乒乓球館按每個乒乓球桌劃分區(qū)域單獨設置智能調(diào)光效果,每個區(qū)域設置可調(diào)光的一鍵集成面板,方便運動員自行調(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,主要考慮設置多種場景的智能調(diào)光模式,通過設定不同場景燈效,實現(xiàn)健身房達到和悅的健身氛圍。

(五)建筑泛光與園林景觀照明

考慮到整個校園為山體建筑,建筑物相對分散,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),采取智能開關控制模式實現(xiàn)不同時間段的燈光場景效果。

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)采用分層分布式結構,即站控層,通訊層與間隔層; 如圖(1)所示:

淺談智能照明控制系統(tǒng)在校園建筑中的應用 -于洋-12.212533.png

圖(1)網(wǎng)絡拓撲圖

間隔設備層主要為:開關驅動器,這些裝置分別對應相應的一次設備安裝在電氣柜內(nèi),這些裝置均通過現(xiàn)場KNX總線組網(wǎng)通訊,實現(xiàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)場采集。

網(wǎng)絡通訊層主要為:智能照明網(wǎng)關,其主要功能為把分散在現(xiàn)場采集裝置集中控制,同時遠傳至站控層,完成現(xiàn)場層和站控層之間的數(shù)據(jù)交互。

站控管理層:設有高性能工業(yè)計算機、顯示器、UPS電源、打印機等設備。監(jiān)控系統(tǒng)安裝在計算機上,集中采集顯示現(xiàn)場設備運行狀況,以人機交互的形式顯示給用戶。 以上開關模塊均采用KNX總線傳輸,一般都采用4根連線,接線簡單方便,傳輸距離可達1.2km。

4.2安科瑞智能照明系統(tǒng)組成

1. 定時控制

通過時鐘管理器,實現(xiàn)整個系統(tǒng)的有關區(qū)域照明的定時和自動管理功能,實現(xiàn)公共通道、景觀照明、泛光照明、車庫照明定時控制。如百葉窗定時升降、集中供熱定時調(diào)節(jié)、節(jié)假日照明定時關閉、定時通知等。

淺談智能照明控制系統(tǒng)在校園建筑中的應用 -于洋-12.212917.png

2. 場景控制

智能照明控制系統(tǒng)根據(jù)各個部門的需求,設定不同種類的場景模式,進行各種照明燈光的組合,達到美化工作環(huán)境的效果;結合人體感應傳感器,當人員離開時,關閉所有該會議室照明。

3. 實時監(jiān)控

中控室,配置一臺中控主機,所有照明控制設備,通過KNX網(wǎng)關,接入監(jiān)控系統(tǒng),操作管理人員,可以通過中控電腦,實時監(jiān)視總線、區(qū)域、樓層、樓棟等照明狀態(tài),并可根據(jù)需求進行控制調(diào)整。系統(tǒng)繪圖工具支持向量圖和多層頁面,圖形頁面縮放方便,切換簡單,支持DXF、WMF、BMP、JPG、ICON等圖形對象的嵌入、支持二維、三維圖元的繪制,增加可視化的空間效果。

淺談智能照明控制系統(tǒng)在校園建筑中的應用 -于洋-12.213192.png

4. 報警處理

系統(tǒng)提供了警報處理能力,用戶可采用編程來完成不同的任務,當某種警報條件出現(xiàn)時應做什么,可由用戶自行確定。

5.事件通報 系統(tǒng)提供了事件通報功能,支持郵件通報、文本輸出以及事件驅動打印,可按照用戶預先設置的條件,觸發(fā)事件通報功能。

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4.3設備選型

智能照明控制系統(tǒng)

序號

產(chǎn)品名稱及型號

主要功能

說明

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。還會提供一個30V的輔助直流電壓端子,為其他的外設(如觸摸屏幕、IP網(wǎng)關等)提供電壓。

電源模塊是系統(tǒng)選型的*元件,具體數(shù)量按實際情況而定。

2

2路開關驅動器

ASL100-S2/16

開關驅動器,有四路、八路、十二路三種型號可選擇。

適用于只需要開關控制場合,如辦公室、車庫、教室、廠房、走道梯廳等

4路開關驅動器

ASL100-S4/16

主要實現(xiàn)對負載的開關控制。具有手動操作開關、開關延時設定、狀態(tài)反饋、場景控制、閾值開關等功能。

8路開關驅動器

ASL100-S8/16

12路開關驅動器

ASL100-S12/16

3

2路帶電流反饋開關驅動器

ASL100-S2I/16

帶電流反饋開關驅動器,有四路、八路、十二路三種型號可選擇。

   相比較開關驅動器外,可實現(xiàn)電流檢測、故障判斷的功能。一般用于大型商場、機場等項目

4路帶電流反饋開關驅動器

ASL100-S4I/16

主要實現(xiàn)對負載的開關控制。具有手動操作開關、開關延時設定、狀態(tài)反饋、場景控制、閾值開關、電流檢測、回路故障判斷等功能。

8路帶電流反饋開關驅動器

ASL100-S8I/16

12路帶電流反饋開關驅動器

ASL100-S12I/16

4

2路0-10v調(diào)光驅動器

ASL100-SD2/16

0—10V調(diào)光驅動器,有兩路、四路兩種型號可選擇。

適用于需要調(diào)光控制的場合,如會議室等

4路0-10v調(diào)光驅動器

ASL100-SD4/16

該模塊既可以對負載進行開關控制,還可以輸出0—10V調(diào)光信號對具有0-10V調(diào)光接口的燈具進行調(diào)光,此外該模塊還可實現(xiàn)預設控制、場景控制功能。

5

2路可控硅調(diào)光驅動器

ASL100-TD2/5

可控硅調(diào)光驅動器,既可以對負載進行開關控制,還可以對支持可控硅調(diào)光的燈具進行調(diào)光此外該模塊還可實現(xiàn)預設控制、場景控制功能。

適用于需要調(diào)光控制的場合,如會議室等

6

窗簾驅動器

ASL100-C4/6

窗簾控制驅動器,主要實現(xiàn)窗簾電機控制。具有手動控制、場景控制、時間設置、步進控制、場景功能。

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

可通過區(qū)分按鍵短按長按并結合不同參數(shù)設置實現(xiàn)開關控制、調(diào)光控制、百葉窗控制、場景控制、數(shù)值發(fā)送控制等功能。

四聯(lián)八鍵 智能面板

ASL100-F4/8


8

照度和人體移動二合一傳感器

ASL100-T2/BM

該系列兩通道傳感器,分別探測人體移動(物體移動)和光照度,將感應的信號處理后傳遞給其他控制模塊(如調(diào)光驅動器、開關驅動器等)并實現(xiàn)相應的自動控制功能。

主要用于走道、樓梯等公共區(qū)域。根據(jù)當前照度及有人無人情況自動開燈或者關燈。

照度和微波二合一傳感器

ASL100-T2/BR

9

干接點輸入模塊

ASL100-DI4/20

干接點輸入模塊,通過外部輸入或()手動操作按鍵來控制驅動器的動作。模塊自帶20VDC輸入信號,無需外部電壓輸入。當檢測到外部干接點信號輸入時,模塊可實現(xiàn)開關、調(diào)光、窗簾控制等功能。

一般在應急照明箱內(nèi),做消防聯(lián)動用。

當消防信號是有源信號時,選用濕接點模塊。

濕接點輸入模塊

ASL100-WI4/230

濕接點模塊通過外部輸入或()手動操作按鍵來控制驅動器的動作。該濕接點模塊支持24V~230V AC DC電壓輸入。當系統(tǒng)檢測到外部有源信號輸入時,模塊可實現(xiàn)開關、調(diào)光、窗簾控制等功能。

5.結束語

智能照明控制系統(tǒng)在節(jié)能和節(jié)省燈具使用的同時,有效節(jié)省了電費與管理費用的支出。根據(jù)整個學校日常運營來看,節(jié)能效果達到30%左右,同時可將燈具使用壽命延長2-3倍。雖然初期投資稍大些,但減少了施工布線,節(jié)省了控制設備,降低了能耗。根據(jù)目前統(tǒng)計分析,僅在節(jié)能和減少設備布線這兩項,就可在2-3年內(nèi)收回投資,效果還是令人滿意的。

參考文獻:

[1] 魯鴻雁,丁錫宏. EIB在辦公樓中的應用[J].智能建筑與城市信息,2003(08).

[2] 企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2020.06版.

[3] 智能照明控制系統(tǒng).2020.08版.

  [4] 曾志雄,李兆德.智能照明控制系統(tǒng)在學校建筑中的應用.



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