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您的位置：網(wǎng)站首頁 > 技術文章 > 淺談現(xiàn)代建筑照明中的智能照明控制系統(tǒng) 劉細鳳
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要：隨著我經(jīng)濟、技術的不斷發(fā)展，科學技術在建筑中的應用不斷地擴大，人們對物質文化和精神生活水平有了更高的追求，就當今建筑的發(fā)展來說，智能化已經(jīng)成為主流，涵蓋多個方面，包括：空調(diào)系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、防范系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和計算機網(wǎng)絡技術。但是，智能照明在我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)代建筑中的應用進行分析， 繼而使人們認識智能照明系統(tǒng)的點，為其發(fā)展提供些推動作用。
關鍵詞：智能照明，控制系統(tǒng)，應用
1、引言
智能化已經(jīng)成為建筑發(fā)展的主流技術，其涵蓋多個方面。但是長期以來，我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)的設備不但多而且比較分散，待實現(xiàn)的控制功能較多，因而如何構建經(jīng)濟 合理、實用的智能照明系統(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、不同的時間段來實現(xiàn)照明的自動控制。其中重要的是對該系統(tǒng)進行預設，即室內(nèi)照度通過系列的功能設置 進行實現(xiàn)。這些設置通常稱之為場景，可通過調(diào)光器系統(tǒng)或建筑設備控制系統(tǒng)進行 自動調(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)的結構和控制策略
按網(wǎng)絡的拓撲結構來分，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)和以星型結構為主的混合式系統(tǒng)，兩種形式都有自己的特點。總線式的特點是靈活性較強，比較容易進行擴展，獨立性控制，成本低；混合式的特點是可靠性高，容 易進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)形式時可以結合具體的工程進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)結構：
3.1按區(qū)域分類
區(qū)域分類就是指按建筑物結構分區(qū)對被控對象進行分類，對每個分區(qū)內(nèi)的被控對 象的數(shù)量、控制參數(shù)、整體運行狀態(tài)和通信要求進行統(tǒng)計，進而為智能照明系統(tǒng)的集成 設計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)視和監(jiān)控要求對被控對象進行分類統(tǒng)計現(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、藝術照明、事故照明、障礙燈等特殊照明。更加詳細的劃分，可分為調(diào)光控制、區(qū)域燈光控制、場景變換控制、燈光時鐘控制、動靜探測、光線感測等等。通過對被控對象進行功能的細分，進而為控制精度、控制方式和控制成本的確定提供了依據(jù)。在工程的實際應用過程中，分布式的系統(tǒng)結構 是現(xiàn)代建筑智能照明控制系統(tǒng)常采用的，即每個單元的調(diào)光控制都是相對獨立的，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， 對現(xiàn)代建筑進行相同的控制和信號采樣的網(wǎng)絡；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，對現(xiàn)代建筑進行具體的、不同的網(wǎng)絡控制，主系統(tǒng)可以通過信息接口和子系統(tǒng)進行連接，實 現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。
4、智能照明控制系統(tǒng)在現(xiàn)代建筑的應用
本文以某市某綜合樓為例。該樓是棟l2層的綜合樓，包括地下車庫、展覽廳、辦公室、會議室、多功能廳和室外景觀等多種功能。根據(jù)業(yè)主對該綜合樓內(nèi)的智能照明控制提出的具體 要求和實際的情況，該大樓設置的智能照明控制系統(tǒng)主要是對地下車庫、作品展覽廳、走廊、辦公室、會議室、多功能廳和室外景觀等區(qū)域的日常照明和消防應急照明進行有效的控制。根據(jù)上文對現(xiàn)代建筑智能照明系統(tǒng)的功能劃分原則，將整個智能照明控制系統(tǒng)分為以下三個區(qū)域進行設置：區(qū)為(地下車庫、走廊等部位)、二區(qū)為(會議廳、辦公室)、三區(qū)為(多功能廳、作品展覽廳和室外景觀)，分別對每個區(qū)域設置智能照明控制系統(tǒng)，具體設置如下：
4.1大面積辦公室
對于大面積辦公室來說，每層都設有單獨控制、定時控制、總控室控制、亮度和紅外感應控制功能。操作員可以在總控室里通過總控開關很容易地對所有區(qū)域的照明燈光同時打開或關閉的操作，同時也可對每天回路的開關進行單獨的控制，可以在窗戶附近安裝亮度傳感器，智能照明系統(tǒng)能夠充分的利用通過玻璃進入辦公室內(nèi)的自然光，自動實現(xiàn)日照補償當天氣陰沉或夜幕降臨時，窗戶旁邊的照明燈會自動的開啟；當室外陽光明媚，系統(tǒng)會將窗戶旁邊的照明燈自動關閉。其自動調(diào)光方式如圖 1所。
圖1 自動調(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)工作時間和節(jié)假日兩種模式采用分組分模式的運行控制，即便于進行管理還能夠節(jié)約能源。
4.3會議廳
通過智能開關驅動控制會議廳內(nèi)所有的照明回路，并在現(xiàn)場設置智能照明控制面板，不但在控制室進行集中控制，而且還可以進行現(xiàn)場控制。為了滿足不同的場景對燈光的需求，可以在會議廳設置討論發(fā)言、演講和清掃等多種的控制模式?？梢愿鶕?jù)會議室的不同需求，對會議室內(nèi)的照明燈具進行自動調(diào)光控制 。
4.4衛(wèi)生間
通過人體紅外感應和時間進行控制，當平時衛(wèi)生間內(nèi)無人時，智能照明系統(tǒng)可以打開部分 電路提供基本的照明，當衛(wèi)生間有人進入時，則負責該區(qū)域的燈光可以自動整體變亮， 當人離開后可以進行延時關閉，而延時的時間可以人為的控制。還可以在衛(wèi)生間的入口或清潔工作間設置控制面板，設置全關、半亮、全開等手動開關模式。通過智能開/關、人體紅外感應和時間完成控制，進而實現(xiàn)節(jié)能，在給人帶來新奇、科技感覺的同時也體現(xiàn)了建筑節(jié)能的主題。
4.5車庫
通過智能開關控制車庫內(nèi)的所有照明回路，可在現(xiàn)代建筑控制室集中進行控制；按照事先制定好的時間段控制程序，在車庫值班室可利用控制面板直接對車庫照明回路的開啟數(shù)進 行控制，便于就地應急控制。
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、時間、天氣情況來實現(xiàn)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總線技術設計的控制系統(tǒng)。KNX總線技術起源于歐洲，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）是該總線技術的主體。
Acrel-BUS智能照明控制系統(tǒng)采用標準的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起并組成套完整的控制系統(tǒng)，既可實現(xiàn)照明燈具的遠程集中控制，又可實現(xiàn)就近控制功能。該系統(tǒng)理論連接控制模塊數(shù)量達580000多個。
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、照度感應、微波感應、上位機系統(tǒng)、觸摸屏、手機、平板端等多種控制終端實現(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、學校、酒店，以及體育場所、機場、隧道、車站等大型公建項目的照明系統(tǒng)。
5.2系統(tǒng)工作原理示意圖（見圖2）
圖2 系統(tǒng)工作原理示意圖
型號
參數(shù) | ASL100-S2/16 （2路開關驅動器） | ASL100-S4/16（4路開關驅動器） | ASL100-S8/16 （8路開關驅動器） | ASL100-S12/16 （12路開關驅動器） |
設備供電 | DC21-30V 12mA(max) 功耗<360mW 負載電流<16A 負載電壓：AC110-250V | |||
操作指示 | LED指示燈及編程按鍵 | |||
防護等級 | IP 20 EN 60529 | |||
溫度范圍 | 正常運行：-5℃-45℃；儲存溫度：-25℃-55℃；運輸溫度：-30℃-70℃ | |||
安裝方式 | 標準DIN 35mm軌道安裝 | |||
型號 參數(shù) | ASL100-SD2/16 （2路0-10V調(diào)光驅動器） | ASL100-SD4/16 （4路0-10V調(diào)光驅動器） |
設備供電 | DC21-30V 12mA(max) 功耗<360mW 負載電流<16A 負載電壓：AC110-250V | |
操作指示 | LED指示燈及編程按鍵 | |
防護等級 | IP 20 EN 60529 | |
溫度范圍 | 正常運行：-5℃-45℃；儲存溫度：-25℃-55℃；運輸溫度：-30℃-70℃ | |
安裝方式 | 標準DIN 35mm軌道安裝 | |
型號 參數(shù) | ASL100-TD2/5 （2路可控硅調(diào)光驅動器） |
設備供電 | DC21-30V 12mA(max) 功耗<360mW 負載電流<5A 負載電壓：AC110-250V |
操作指示 | LED指示燈及編程按鍵 |
防護等級 | IP 20 EN 60529 |
溫度范圍 | 正常運行：-5℃-45℃；儲存溫度：-25℃-55℃；運輸溫度：-30℃-70℃ |
安裝方式 | 標準DIN 35mm軌道安裝 |
型號
參數(shù) | ASL100-T2/BM （照明及人體移動二合傳感器） | ASL100-T2/BR （照明及微波二合傳感器）
|
感應范圍 | 人體感應距離5-7m 照度感應0-65535 lux | 微波感應距離5m 照度感應0-65535 lux |
設備供電 | DC21-30V 12mA(max) 功耗<360mW | |
操作指示 | LED指示燈及編程按鍵 | |
防護等級 | IP 20 EN 60529 | |
溫度范圍 | 正常運行：-5℃-45℃；儲存溫度：-25℃-55℃；運輸溫度：-30℃-70℃ | |
安裝方式 | 嵌入式吸頂安裝 | |
型號 參數(shù) | ASL100-P640/30 |
設備供電 | AC85-260V 50/60Hz |
輸出參數(shù) | 輸出電壓30V；輸出電流640mA；短路電流<1.3A |
操作指示 | 紅色和綠色LED以及按鍵 |
防護等級 | IP 20 EN 60529 |
溫度范圍 | 正常運行：-5℃-45℃；儲存溫度：-25℃-55℃；運輸溫度：-25℃-75℃ |
安裝方式 | 標準DIN 35mm軌道安裝 |
型號 參數(shù) | ASL100-F1/2 聯(lián)兩鍵智能面板 | ASL100-F2/4 兩聯(lián)四鍵智能面板 | ASL100-F4/8 四聯(lián)八鍵智能面板 |
設備供電 | DC21-30V 12mA(max) 功耗<360mW | ||
操作指示 | 紅色和綠色LED以及按鍵 | ||
輸入?yún)?shù) | 按鍵輸入 | ||
防護等級 | IP 20 EN 60529 | ||
溫度范圍 | 正常運行：-5℃-45℃；儲存溫度：-25℃-55℃；運輸溫度：-25℃-75℃ | ||
安裝方式 | 標準86盒安裝 | ||
型號 參數(shù) | ASL100-DI4/20 | ASL100-WI4/230 |
設備供電 | DC21-30V 12mA(max) 功耗<360mW | |
操作指示 | 紅色和綠色LED以及按鍵 | |
輸入類型 | 干接點信號輸入 | 12-230V AC/DC濕接點輸入 |
防護等級 | IP 20 EN 60529 | |
溫度范圍 | 正常運行：-5℃-45℃；儲存溫度：-25℃-55℃；運輸溫度：-25℃-75℃ | |
安裝方式 | 標準DIN 35mm軌道安裝 | |
5.4系統(tǒng)功能
1）光照度（需要配照度傳感器）監(jiān)測，對利用自然光照明區(qū)域，根據(jù)自然光照度變化，進行照明控制和調(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，應設置紅外或微波類人體感應器，并結合智能控制面板，實現(xiàn)各種場景照明控制，盡可能較少燈具點亮時間；
3）樓梯間照明采用人體感應探測控制；
4）設備房、設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合時控的集中控制方式；
6）監(jiān)控系統(tǒng)界面友好，畫面美觀,實時顯示各區(qū)照明工作狀態(tài)；
7）應具有完善的用戶權限管理功能，避免越權操作；
5.5系統(tǒng)的控制勢
1）系統(tǒng)可通過、觸摸屏、電腦對現(xiàn)場的燈光、空調(diào)及窗簾等進行遠程集中控制，使得控制更加方便智能，用戶體驗更舒服；
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)在實施過程中，充分結合自然光及人員的活動規(guī)律來自動控制燈光，減少能源消耗，達到很好的節(jié)能效果；
4）系統(tǒng)采用分布分布式KNX總線結構，搭建簡單靈活，系統(tǒng)內(nèi)各模塊互不影響，可獨立工作，可靠性更高；
5)多種控制方式可供選擇，如本地控制，自動感應控制，定時控制，場景控制和集中控制等，控制方式更靈活；
6)系統(tǒng)的自動控制、遠程集中控制等功能，在實現(xiàn)自動化的同時，大量減少了值班人員，提高了管理水平和工作效果；
7)升級系統(tǒng)內(nèi)控制模塊或更改系統(tǒng)功能時，無需增加連接線，不需關閉整個系統(tǒng)，只需更改設備參數(shù)即可實現(xiàn)，維護方便，操作簡單；
8)系統(tǒng)可與消防系統(tǒng)聯(lián)動，在出現(xiàn)消防報警時，強制打開應急回路，方便人員疏散，從而降低了人員傷亡的風險，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，擴展方便，當系統(tǒng)模塊數(shù)量較少、距離較近、范圍較小時，各設備以樹形枝狀延伸，構成支路系統(tǒng)智能照明控制系統(tǒng)；當系統(tǒng)模塊數(shù)量較多、距離較遠、范圍較大時，用支線耦合器組成多條支路，構成區(qū)域智能照明控制系統(tǒng)；當系統(tǒng)模塊數(shù)量很多、距離很遠、范圍很大時，用支線耦合器、區(qū)域耦合器等構成樓群智能照明控制系統(tǒng)。（見圖3）
圖3 組網(wǎng)方案
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，降低整個系統(tǒng)的運行費用，從而給業(yè)主帶來了很大的經(jīng)濟效益。隨著我建筑和照明技術的不斷發(fā)展，現(xiàn)代建筑和照明融為體，照明已成為現(xiàn)代建筑藝術中的部分，為現(xiàn)代建筑營造出更加藝術性、智能化的光環(huán)境。
【參考文獻】
作者簡介：劉細鳳，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為智能照明的研發(fā)與應用
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