探討綠色照明與智能照明節能控制系統應用

【摘 要】隨著(zhù)社會(huì )經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人們對生活質(zhì)量、環(huán)境品質(zhì)越發(fā)重視。積極推廣綠色智能照明，提高城市照明質(zhì)量，對于改善人們居住環(huán)境意義重大。文章簡(jiǎn)要介紹了綠色照

明的基本要求、室內智能照明節能控制系統研究的基本思路，以及智能照明節能控制系統

在室內空間中的應用。

【關(guān)鍵字】：綠色照明；智能照明；節能控制系統。

0 引言

綠色照明指在確保建筑照明質(zhì)量的前提下同時(shí)兼顧能源節約和環(huán)境保護的照明方式。目前，很多室內空間在照明設計和使用中依舊存在許多不合理現象，因此需要通過(guò)對綠色照明的普及和對智能照明節能系統進(jìn)行設計，在充分滿(mǎn)足人們對高質(zhì)量光環(huán)境要求的基礎上，*大限度地節約能源，并降低照明設備在生產(chǎn)和使用等各個(gè)環(huán)節的能源消耗。

1 綠色照明的基本要求

（1）利用高效光源。綠色照明工程范圍十分廣泛，除了獲取高效光源外，還包括研發(fā)和推廣應用優(yōu)質(zhì)高效的照明器材及與燈具、光源配套的電器附件等。

（2）重視環(huán)保節能。節能降耗是綠色照明的重要方面，通過(guò)照明節電和基于資源的有效循環(huán)利用才能減少電能消耗，減少燃煤燃氣消耗，并減少有害氣體的排放。

（3）統籌兼顧。節能降耗在綠色照明工程，是在傳統意義上減少用量的基礎之上，進(jìn)行更高層次的改善，*大限度地提高照明質(zhì)量和視覺(jué)環(huán)境，這就要求在照明系統設計、設施器材制造、運行維護管理等方面進(jìn)行統籌兼顧，充分運用現代科技手段提高照明工程水平。比如，制訂出科學(xué)合理的整體方案，根據實(shí)際情況選擇合適的照度和照明方式；擇優(yōu)選擇光源和燈具；制訂對應的運行維護方案和管理措施，盡可能地將綠色照明系統的作用發(fā)揮出來(lái)。

2 室內智能照明節能控制系統研究的基本思路

2.1 室內空間照明節能系統概念。

所謂室內空間照明系統，是依據不同建筑室內空間環(huán)境中所需照度，正確選用照明方式與燈具類(lèi)型來(lái)為人們提供良好的光照條件，使人們能夠獲得*佳的視覺(jué)效果，同時(shí)還能夠獲得某種氣氛和意境，增強室內空間表現效果及審美感的一種設計處理手法。

2.2 智能照明節能控制系統的技術(shù)特點(diǎn)。

傳統控制采用手動(dòng)開(kāi)關(guān)，而智能照明控制通常是采用低壓二次小信號控制，與傳統控制相比智能照明節能控制系統具有強大的控制功能、多種不同的方式、廣闊的范圍、高度的自動(dòng)化及先進(jìn)的記憶功能，通過(guò)對實(shí)現場(chǎng)景預設置后，系統便可以產(chǎn)生記憶，在操作時(shí)只需輕觸控制面板上相應的按鈕，即可啟動(dòng)相應場(chǎng)景的燈光模式，返回鍵即可將各照明回路切回初始的自動(dòng)變換的狀態(tài)。

智能照明節能控制系統中的調光功能，可以隨著(zhù)人們生活場(chǎng)景的變化智能調節光源的光通量大小及色溫范圍，為人們提供更加靈活的光環(huán)境。

智能照明節能控制系統可實(shí)現能源管理自動(dòng)化，減少浪費?，F階段，大部分人的節能環(huán)保意識比較差，人為造成的電能大量浪費的現象依然普遍存在，一些人沒(méi)有養成隨手關(guān)燈的好習慣，房間沒(méi)人的時(shí)候燈依舊長(cháng)亮，而智能照明節能控制系統可以利用分布式網(wǎng)絡(luò )的手段，通過(guò)一臺計算機控制一棟樓的電源，如此一來(lái)該系統既能分散控制又能集中管理的優(yōu)點(diǎn)被充分發(fā)揮出來(lái)。

2.3 智能照明節能控制系統的分析。

室內空間自然光線(xiàn)強度的變化。室內空間應該將自然光充分地利用起來(lái)，這樣既能夠達到節能燈減耗的目的，又能夠創(chuàng )造相對穩定的視覺(jué)環(huán)境，將光線(xiàn)感應裝置應用到智能照明節能控制系統開(kāi)關(guān)中，將測定工作面的照度和設定值進(jìn)行比較制成照明開(kāi)關(guān)，便可以充分利用室內空間的自然光，并且不會(huì )受季節、氣候等外部因素的影響。值得注意的是，雖然靠近窗戶(hù)的地方自然光照強度比較高，人工照明提供的照度相對比較低，但是合成的照度還是應該維持在設計照度的范圍內。智能照明節能控制系統的情景模式中可以根據不同的視覺(jué)需求轉換，但是亮度空間維持在預設的設計照度值水平內。

空間光效的衰減。傳統的空間光效初始照度一般設置得比較高，因為在對建筑物照明進(jìn)行設計時(shí)，設計師一般都會(huì )優(yōu)先考慮燈具的效率及房間墻面反射率是否會(huì )隨著(zhù)時(shí)間的推移出現衰減及衰減程度。這種設計常常會(huì )導致建筑照明在使用過(guò)程中照度出現不一致的現象，另外設計的照度偏高會(huì )直接導致能耗增加。采用智能照明節能控制系統后，系統根據不同自然光源環(huán)境開(kāi)啟預先設置好的標準亮度，維持照明區域恒定的光照度，而且還不會(huì )因為燈具效率的降低、墻面反射率的衰減而出現明顯差異。

空間活動(dòng)內容的轉換?？臻g活動(dòng)內容的轉換是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過(guò)程，要求同樣的一套照明裝置需要在不同的時(shí)刻有著(zhù)不同的表現，作業(yè)的照明條件會(huì )隨著(zhù)不同場(chǎng)景、不同活動(dòng)內容而發(fā)生變化。因此，采用智能照明節能控制系統既可以滿(mǎn)足控制簡(jiǎn)便、燈光氛圍與活動(dòng)內容搭配達到*佳的要求，又可以實(shí)現 20%～50%的節能及延長(cháng)燈具壽命 2～4 倍的效果。傳統照明需要大量的配電控制設備，這些配電設備大部分在智能照明節能控制系統中都被節省下來(lái)，簡(jiǎn)化和節省了大量的穿管布線(xiàn)的工作，在一定程度上降低了施工成本。除此之外，智能照明系統的情境預設功能，可以為人們在不同場(chǎng)景中都可以處在*舒適的照明狀態(tài)，不僅保證了人的身心健康，還能夠獲得提高工作效率的潛在價(jià)值回報。

3 智能照明節能控制系統在室內空間中的應用

3.1 智能照明節能控制系統設計、安裝流程圖如圖 1 所示。

3.2 住宅空間智能照明節能控制系統設計舉例。

3.2.1燈光的選擇

建筑照明系統在選擇光源的環(huán)節，結合建筑物的采光情況及實(shí)際需求進(jìn)行科學(xué)合理的規劃，保證既可以滿(mǎn)足照明需求，還能夠*大限度地實(shí)現節能效果。LED 作為一種綠色照明光源，具有效率高、能耗低、壽命長(cháng)、光色豐富、響應快的優(yōu)點(diǎn)，在全球范圍內得到推廣應用，因此智能照明節能控制系統盡量選擇使用LED節能光源。

3.2.2 燈光線(xiàn)路設計與智能控制燈

光線(xiàn)路設計需與智能照明節能控制系統相關(guān)聯(lián)，可以根據平常的使用習慣配置燈光的控制，比如可以在客廳、臥室等經(jīng)?；顒?dòng)的空間配置總控面板，這樣方便全屋燈光的設置和控制。還可以在手機上裝上相應的遠程控制系統，實(shí)現對燈光或場(chǎng)景的遠程控制。在室內空間的一些特殊部位如過(guò)道、樓梯，可以通過(guò)采用人體感應、聲控、光控及智能化控制等手段，減少照明燈具的開(kāi)啟時(shí)間，合理地采用照明控制技術(shù)，可以比傳統照明技術(shù)降低 40%～80%的能耗[6]。智能照明節能控制系統還能夠實(shí)現對燈光的靈活調節，淡入淡出是*常見(jiàn)的調光輸出功能?？赏ㄟ^(guò)設定淡入淡出時(shí)間，實(shí)現 0～100%不同程度的燈光亮度來(lái)調節居住空間。比如由暗變明的過(guò)程適合 應用在臥室，這可以規避起夜時(shí)突然的強光直射眼睛引起的不適應；而在玄關(guān)處通過(guò)明暗的變化可以起到很好的過(guò)渡作用。

3.2.3家居空間的智能照明情景劃分

以臥室房間智能照明 節能控制系統設計為例，可以劃分為以下 3 種情景模式：居家模式、起床模式、睡眠模式。居家模式：當房間需要清潔或者會(huì )客時(shí)，可以使房間處于一個(gè)全亮狀態(tài)，提供高亮度的 照明。起床模式：當需要起床的時(shí)候，床周邊區域燈光逐漸變亮至 50%的亮度，讓人的眼睛更加舒適。睡眠模式：當智能感應探頭探測到有人起床上廁所的時(shí)候會(huì )自動(dòng)開(kāi)啟床邊的微弱燈光，如此一來(lái)，既保證了人的安全，又不會(huì )破壞人的睡眠環(huán)境。

4 安科瑞智能照明控制系統

4.1 概述

ALIBUS智能照明產(chǎn)品采用RS485總線(xiàn)技術(shù)，技術(shù)成熟可靠，安全穩定。開(kāi)關(guān)驅動(dòng)器具備獨立工作的能力，適用于一些中小型的項目；模塊化設計，可以任意拼接擴展，同時(shí)預留I/O口以及Modbus接口，還可以滿(mǎn)足與AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)管理云平臺進(jìn)行數據交換。

4.2 應用場(chǎng)所

適合于各類(lèi)智能小區、醫院、學(xué)校、酒店，以及體育場(chǎng)所、機場(chǎng)、隧道、車(chē)站等大型公建項目的照明控制需求。

4.3 系統結構

4.4系統功能

1）實(shí)時(shí)檢測并顯示各個(gè)模塊的在線(xiàn)狀態(tài)，反饋現場(chǎng)受控回路的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，監控界面按照樓層各分區的布局和回路列表來(lái)瀏覽。

2）當發(fā)生模塊離線(xiàn)、網(wǎng)關(guān)設備掉線(xiàn)或者狀態(tài)反饋和下發(fā)控制命令不一致時(shí)會(huì )發(fā)生故障報警，并將故障報警信息記錄并顯示在界面中。

3）可以對單個(gè)照明回路實(shí)現開(kāi)關(guān)控制；每個(gè)模塊、樓層都有相應的模塊控制開(kāi)關(guān)和樓層控制開(kāi)關(guān)，也可以一個(gè)模塊或者整個(gè)樓層實(shí)現開(kāi)關(guān)控制。

4）開(kāi)關(guān)驅動(dòng)器支持過(guò)零觸發(fā)功能，負載（燈具）的分合操作僅在交流電過(guò)零時(shí)進(jìn)行；可有效減少電磁干擾以及對電網(wǎng)的沖擊，延長(cháng)燈具與控制裝置的壽命。

5）對每個(gè)照明回路可以預設掉電狀態(tài)，當照明電源掉電時(shí)，開(kāi)關(guān)驅動(dòng)器會(huì )自動(dòng)切換到預設的掉電狀態(tài)；確保重新上電時(shí)燈具的開(kāi)關(guān)狀態(tài)是確定與可控的。

6）拖動(dòng)調光控件，照明設備從0%到100%進(jìn)行調光，可以對單個(gè)照明回路實(shí)現調光控制，調光總控可以對一個(gè)模塊的照明回路實(shí)現調光控制，也可以對多個(gè)照明回路實(shí)現調光控制，通過(guò)圖標的亮滅狀態(tài)反饋現場(chǎng)開(kāi)關(guān)的狀態(tài)。

7）點(diǎn)擊場(chǎng)景控件，打開(kāi)或者關(guān)閉對應場(chǎng)景設置，軟件界面上顯示不同的場(chǎng)景模式和場(chǎng)景功能，通過(guò)圖標的亮滅顯示對應的場(chǎng)景狀態(tài)是打開(kāi)還是關(guān)閉。

8）設置定時(shí)時(shí)間，確認時(shí)間點(diǎn)后，對該事件點(diǎn)執行的動(dòng)作進(jìn)行設置，設置燈在設定的時(shí)間點(diǎn)亮或者滅。

9）系統可以通過(guò)預設的當地經(jīng)緯度信息，自動(dòng)計算每天的日升日落時(shí)間；根據天文時(shí)鐘控制照明開(kāi)關(guān)，實(shí)現日落開(kāi)燈、日出關(guān)燈的功能。

10）所有定時(shí)控制計劃均可下發(fā)保存至驅動(dòng)模塊；當上位機系統故障或模塊離線(xiàn)時(shí)，驅動(dòng)模塊可以利用自帶的RTC時(shí)鐘維持定時(shí)控制計劃的正常執行，不影響日常的照明控制效果。

11）系統結構是分布式總線(xiàn)結構；系統內各元件不依賴(lài)于其他元件而能夠獨立工作；系統內各元件可以通過(guò)程序的設定實(shí)現功能的多樣性。

12）預留BA或第三方集成平臺接口，采用modbus、opc等方式。

4.5 設備選型

5 結束語(yǔ)

選擇綠色智能的照明方式，不僅能為人們創(chuàng )建出舒適節能的生活環(huán)境，還能夠促使建筑照明節能設計的水平不斷提升。綠色照明是今后節能設計工作的重點(diǎn)工作，也是照明領(lǐng)域未來(lái) 發(fā)展的趨勢，因此研究室內智能照明具有極大的現實(shí)意義照明。起床模式：當需要起床的時(shí)候，床周邊區域燈光逐漸變亮至 50%的亮度，讓人的眼睛更加舒適。睡眠模式：當智能感應探頭探測到有人起床上廁所的時(shí)候會(huì )自動(dòng)開(kāi)啟床邊的微弱燈光，如此一來(lái)，既保證了人的安全，又不會(huì )破壞人的睡眠環(huán)境。

參考文獻:

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