淺談建筑項目中的智能照明系統的設計與研究

【摘要】：建筑智能照明工程中智能照明控制系統發(fā)展迅速，具有舒適性和節能性?xún)煞矫鎯?yōu)勢。智能照明控制系統已經(jīng)處于模塊化高速發(fā)展階段，如今更好的控制方案成為制約系統發(fā)展的瓶頸。文章在研究了國內外智能照明系統的基礎上，從照明節能方面提出照明控制方案設計時(shí)的4點(diǎn)要求：自然光補償節能、上下班定時(shí)開(kāi)關(guān)燈、午休時(shí)間燈光關(guān)閉N％和下班后紅外感應節能。

【關(guān)鍵字】：智能照明；建筑工程；研究展望

1研究意義

現代建筑的能耗相當大，據資料統計建筑的能耗達整個(gè)國家總能耗的30％，而建筑物的能耗通常體現在建筑設備的能耗上，建筑物的設備能耗中照明及辦公用電大概占建筑設備用電的39％。傳統的照明控制缺點(diǎn)非常明顯，很難達到由管理室對全體照明成批監控；現場(chǎng)控制也不夠靈活。智能照明控制系統可以更有效地利用能源，緩解能源危機。

2國內外研究現狀

以前由于成本高、運行維護難等原因，智能照明系統僅在一些重點(diǎn)項目及道路、蔬菜大棚口、舞臺和辦公大樓l3．等需要特定燈光場(chǎng)景的場(chǎng)合中得到應用。

根據辦公大樓的運營(yíng)實(shí)例，節能效果能達到20～50％以上；一般的商場(chǎng)、酒店、地鐵站等地的節能效果也能達到25～30％，同時(shí)可將燈具使用壽命延長(cháng)2-3倍。如2012年，日本人Ono，Keiko等使用智能照明系統控制辦公室頂棚L(fēng)ED燈具，測得實(shí)際節能60～80％。2013年，Byun等在實(shí)驗室內，用LED智能照明系統模擬控制住宅照明，*好的實(shí)驗節能數據為21．9％。

國內的智能照明控制系統，控制對象絕大多數為商業(yè)照明，如：劇院、博物館、路燈等。2013年，李智華等設計了一種基于ZigBee的LED智能照明控制系統，該系統在恒照度自適應控制試驗中取得了5％的誤差，但是在LED驅動(dòng)的效率以及模糊PID恒照度自適應控制在抗擾動(dòng)和響應速度等方面，還需要改進(jìn)。

3 智能照明系統分析

3.1智能照明發(fā)展分析

在智能照明控制系統模塊化的今天，各大廠(chǎng)商智能照明模塊*大的區別就在于各自對照明系統場(chǎng)景方案的設計。建筑類(lèi)型多種多樣，業(yè)主需求五花Afq，如何針對性的提取共性，設計出符合絕大多數業(yè)主需求的控制方案，盡可能的一樓一方案才能實(shí)現真正意義上的智能。以下為智能照明模塊方案中的幾點(diǎn)共性。

3.1.1自然光補償節能

從節能的角度考慮，應盡可能*大程度地使用自然光。智能照明系統通過(guò)加裝在窗戶(hù)上的照度傳感器智能調節燈光強度，如圖1所示。

3.1.2上下班定時(shí)開(kāi)關(guān)燈

傳統模式中，每天需要管理人員提早出發(fā)，一片區域一片區域打開(kāi)。智能控制系統按照預先設定的程序，準時(shí)、全自動(dòng)運行，并無(wú)人工成本。

3.1.3午休時(shí)間燈光關(guān)閉N％

午休時(shí)間，員工外出就餐，并不需要．[作時(shí)的照度，可適當調整燈具光強或關(guān)閉部分燈具。若以午休時(shí)間燈光關(guān)閉50％為例，每天中午休息一小時(shí)，平均每個(gè)回路每天少運行O．5小時(shí)，每回路每天運行10小時(shí)計算，實(shí)際節省電力為5％。

3.1.4下班后紅外感應節能

系統按照預先設置的程序，每隔一定時(shí)間電腦巡查所有燈光回路狀態(tài)，自動(dòng)關(guān)閉無(wú)需使用的回路。

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)

文章通過(guò)對當今智能照明系統研究分析的基礎上，從照明系統運行方案層面對照明系統進(jìn)行了深入研究，通過(guò)分析多個(gè)廠(chǎng)家照明系統的各個(gè)方案，體現較高節能水平的同時(shí)，又注重照明質(zhì)量。智能照明控制系統不僅僅對照明設計的發(fā)展具有前瞻生意義，更可以通過(guò)聯(lián)動(dòng)，結合建筑設備自動(dòng)化系統，提高建筑智能化進(jìn)程。

參考文獻

[1]劉煒．住宅人工照明光環(huán)境智能控制研究[D]．重慶大學(xué)，2003：23．

[2]Overa-GonzalezErnestoAlaniz-LumbrerasDanielLvanovTsonchevRumenetalIntelligentlightingsystemforplantgrowthanddevelopmentlJ1．Computers&ElectronicsinAgriculture，2013,9248—53．

[3]張明．智能照明控制系統在辦公大樓中的應用[J]．智能建筑與城市信息，2014(18)：84—85．

[4]黃天宏．LED照明技術(shù)的研究和設計實(shí)例[D]．湖南大學(xué)，2009：5．

[5]OnoKeikoMikiMitsunoriYoshimiMasatoeta1．DevelopmentofanIntelligentLightingSystemUsingLEDCeilingLightsintoanActualOffice[J]．ElectronicsCommunicationsinJapan，2012，95(10)：54—63

[6]ByunJinsungHongInsungLeeByounNooeta1．IntelligenthouseholdLEDlightingsystemconsideringenergyeficiencyandusersatisfaction[J]．IEEETransactionsonConsumerElectronics．，2013，59(1)：70—76．

[7]李智華，周峰，王元章，等．基于ZigBee的LED智能照明控制系統．現代建筑電氣，2013(6)：9—12

[8]孫良，肖 虹，建筑工程中的智能照明控制系統研究展望.

[9]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2022.05

作者簡(jiǎn)介：李雪薇，女，現任職于安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為智能照明控制系統領(lǐng)域。手機:17821733155，郵箱:2881346390@QQ.com