建筑項目中的智能照明系統的設計

【摘要】：建筑智能照明工程中智能照明控制系統發展迅速，具有舒適性和節能性兩方面優勢。智能照明控制系統已經處于模塊化高速發展階段，如今更好的控制方案成為制約系統發展的瓶頸。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的4點要求：自然光補償節能、上下班定時開關燈、午休時間燈光關閉N％和下班后紅外感應節能。

【關鍵字】：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非常明顯，很難達到由管理室對全體照明成批監控；現場控制也不夠靈活。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．等需要特定燈光場景的場合中得到應用。

根據辦公大樓的運營實例，節能效果能達到20～50％以上；一般的商場、酒店、地鐵站等地的節能效果也能達到25～30％，同時可將燈具使用壽命延長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LED燈具，測得實際節能60～80％。2013年，Byun等在實驗室內，用LED智能照明系統模擬控制住宅照明，*好的實驗節能數據為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驅動的效率以及模糊PID恒照度自適應控制在抗擾動和響應速度等方面，還需要改進。

3 智能照明系統分析

3.1智能照明發展分析

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

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。智能照明系統通過加裝在窗戶上的照度傳感器智能調節燈光強度，如圖1所示。

3.1.2上下班定時開關燈

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

3.1.3午休時間燈光關閉N％

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

3.1.4下班后紅外感應節能

系統按照預先設置的程序，每隔一定時間電腦巡查所有燈光回路狀態，自動關閉無需使用的回路。

4 安科瑞智能照明控制系統

4.1概述

ALIBUS智能照明產品采用RS485總線技術，技術成熟可靠，安全穩定。開關驅動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，同時預留I/O口以及Modbus接口，還可以滿足與AcrelEMS企業微電網管理云平臺進行數據交換。

4.2應用場所

適合于各類智能小區、醫院、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控制需求。

4.3系統結構

4.4系統功能

1）實時檢測并顯示各個模塊的在線狀態，反饋現場受控回路的開關狀態，監控界面按照樓層各分區的布局和回路列表來瀏覽。

2）當發生模塊離線、網關設備掉線或者狀態反饋和下發控制命令不一致時會發生故障報警，并將故障報警信息記錄并顯示在界面中。

3）可以對單個照明回路實現開關控制；每個模塊、樓層都有相應的模塊控制開關和樓層控制開關，也可以一個模塊或者整個樓層實現開關控制。

4）開關驅動器支持過零觸發功能，負載（燈具）的分合操作僅在交流電過零時進行；可有效減少電磁干擾以及對電網的沖擊，延長燈具與控制裝置的壽命。

5）對每個照明回路可以預設掉電狀態，當照明電源掉電時，開關驅動器會自動切換到預設的掉電狀態；確保重新上電時燈具的開關狀態是確定與可控的。

6）拖動調光控件，照明設備從0%到100%進行調光，可以對單個照明回路實現調光控制，調光總控可以對一個模塊的照明回路實現調光控制，也可以對多個照明回路實現調光控制，通過圖標的亮滅狀態反饋現場開關的狀態。

7）點擊場景控件，打開或者關閉對應場景設置，軟件界面上顯示不同的場景模式和場景功能，通過圖標的亮滅顯示對應的場景狀態是打開還是關閉。

8）設置定時時間，確認時間點后，對該事件點執行的動作進行設置，設置燈在設定的時間點亮或者滅。

9）系統可以通過預設的當地經緯度信息，自動計算每天的日升日落時間；根據天文時鐘控制照明開關，實現日落開燈、日出關燈的功能。

10）所有定時控制計劃均可下發保存至驅動模塊；當上位機系統故障或模塊離線時，驅動模塊可以利用自帶的RTC時鐘維持定時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結構；系統內各元件不依賴于其他元件而能夠獨立工作；系統內各元件可以通過程序的設定實現功能的多樣性。

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

文章通過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行了深入研究，通過分析多個廠家照明系統的各個方案，體現較高節能水平的同時，又注重照明質量。智能照明控制系統不僅僅對照明設計的發展具有前瞻生意義，更可以通過聯動，結合建筑設備自動化系統，提高建筑智能化進程。

參考文獻

[1]劉煒．住宅人工照明光環境智能控制研究[D]．重慶大學，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照明技術的研究和設計實例[D]．湖南大學，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]安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2022.05

作者簡介：陳芳芳，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域。