智能照明控制在辦公大樓的應用探討

時間：2020-09-10

摘要: 在我國的能源消耗結(jié)構(gòu)比例中，照明大約占了 20% ，經(jīng)過調(diào)查，辦公建筑在這其中又占了相當大的比例。在當前我國對建筑節(jié)能要求越來越高的發(fā)展趨勢下，公用建筑的照明節(jié)能就顯得尤為重要。而隨著科技有進步，智能照明控制系統(tǒng)逐步顯示出其節(jié)能、管理方便的優(yōu)勢，其應用也會越來越廣泛，下文用工程實例闡述了辦公建筑的智能化照明設計。

關鍵詞: 節(jié)能; 能耗; 智能照明; 自動控制

1、智能照明控制系統(tǒng)的組成

智能照明控制系統(tǒng)具有和傳統(tǒng)蹺板開關一樣的控制功能、調(diào)光功能，而且有自動探測設備能感測如照明設計，人體運動和周圍環(huán)境照度等，自動控制燈的開關及調(diào)光，還可以與其他的自控系統(tǒng)集成，實現(xiàn)相互控制。智能照明控制系統(tǒng)分為硬件和軟件兩大部分，其中硬件主要由輸入單元、輸出單元、系統(tǒng)單元三部分組成，軟件則由編程軟件、監(jiān)控軟件、時控軟件組成，硬件通過總線系統(tǒng)連接成網(wǎng)絡，由軟件實現(xiàn)遠程自動控制。

1.1 輸入單元。輸入單元將外界控制信號的轉(zhuǎn)變?yōu)橄到y(tǒng)信號在總線上傳播，一般輸入單元包括線式開關、場景控制器、遙控設備、紅外及亮度優(yōu)感器等。

1.2 輸出單元。輸出單元接收總線上信號，控制相應回路輸出，實現(xiàn)對負載進行控制。一般由繼電器、調(diào)光器、模擬單元等組成。

1.3 系統(tǒng)單元。系統(tǒng)單元由電源供應單元、Pc 接口等組成。系統(tǒng)單元通過對各個輸入、輸出單元及計算機調(diào)制解調(diào) 器的連接實現(xiàn)網(wǎng)絡化連接，為集中及遠程控制創(chuàng)造了條件。

1.4 編程軟件。編程軟件通過與網(wǎng)絡中 PC 接口相連的計算機隨時修改系統(tǒng)的控制要求，是智能照明控制系統(tǒng)的大腦。

1.5 監(jiān)控軟件。監(jiān)控軟件通過可視化界面，預先制定控制方案或臨時對大樓內(nèi)燈具進行開關、調(diào)光等控制，是控制系統(tǒng)的執(zhí)行者。

1.6 時空軟件。時空軟件可實現(xiàn)燈光按規(guī)律點亮或熄滅。

2、辦公建筑的智能照明控制系統(tǒng)設計方案

我們在進行設計之初應該將建筑按功能的不同進行分區(qū)，不同的區(qū)域?qū)φ彰骷翱刂频囊笫遣灰粯拥摹Ｒ话愕霓k公建筑基本可以分為辦公區(qū)、功能區(qū)、輔助區(qū)及室外照明等功能區(qū)域。

2.1 辦公區(qū)照明

2.1.1 普通辦公區(qū): 現(xiàn)申請公樓內(nèi)普通辦公區(qū)均以敝開式大空間為主，辦公面積大，可以將整個辦公區(qū)分成若干個獨立的照明區(qū)域，采用網(wǎng)絡開關根據(jù)需要開啟相應區(qū)域的照明，由于出入口多，可實現(xiàn)辦公區(qū)內(nèi)多點控制，方便了使用人員操作。在每個出入口都可以開啟和關閉整個辦公區(qū)的所有燈，這樣可根據(jù)需要方便就近地控制辦公區(qū)的燈，同時可以根據(jù)時間進行控制，如平時晚 8 點自動關燈，如果有人加班，則可以切換為手動開關燈。

2.1.2 辦公區(qū): 辦公區(qū)一般都會進行個性化裝修，而且燈具多，組合形式多樣，可以通過多種控制方式對照明進行控制，這其中包括場景控制、遙控、調(diào)光控制等?？梢栽诓煌沫h(huán)境要求進開啟不同的燈具組合并進行調(diào)光等操作，如辦公、會客、休閑，而這些都可以通過編程進行預設置，使用時只通過單鍵作即可。

2.2 功能區(qū)照明

作為功能區(qū)的會議室、多功能廳等場所是辦公樓的一個重要組成部分，通過場景設置可以將其設定為會議報告狀態(tài)、多媒體會議狀態(tài)、娛樂休息狀態(tài)、清掃狀態(tài)等，使多功能場所在照明上實現(xiàn)多功能化。

2.3 輔助區(qū)照明

作為輔助區(qū)的大廳、走廊、樓梯間、洗手間等場所，因為使用比較頻繁，時間性強，一般以時間控制為主并結(jié)合安裝紅外感應器等方式以達到節(jié)約能源的目的。

2.3.1 大廳。大廳是進入辦公樓的必經(jīng)之路，使用時間段相對集中，如上下班時間，可以開啟全部回路的燈光，方便人員進出; 人員進出較少時段可只打開部分回路燈光。

2.3.2 走廊。走廊作為各辦公室空間的聯(lián)絡通道，照明也至關重要，我們主要采用自動控制方法。正常工作時間全開，非工作時間改為減光照明。

2.3.3 樓梯間。樓梯間在現(xiàn)申請公建筑中，尤其是高層建筑中已不作為主要通道而只作為輔助通道及應急疏散通道使用，所以控制方式以紅外感應延時開關為主。

2.3.4 洗手間。這種地方存在管理的盲區(qū)，普通管理方式下這里的燈經(jīng)常成為長明燈，比較浪費，而智能化設計中采用紅外感應進行控制，人來開燈，人走延時關閉或采用傳統(tǒng)方式與時問控制相結(jié)合的方式，在平時由傳統(tǒng)方式控制，晚間無人后通過定時將回路斷開以節(jié)約能源。

2.4 停車場及室外照明

2.4.1 停車場照明。由于現(xiàn)代大多數(shù)辦公建筑均將停車場設在地下層內(nèi)，地下室無自然采光，這就要求車場內(nèi)有一部分照明需要常明，而辦公建筑停車場忙閑時間又非常地明顯和集中，這樣我們就可以采用時間定時控制方式，可分為忙時照明、閑時照明、維持照明，忙閑分明，大大節(jié)約了能源。

2.4.2 建筑物泛光照明。泛光照明是建筑一個閃光點，是凸現(xiàn)建筑特點的重要手段，但同時也是耗電的大戶，如何扮靚建筑又減少不必要的浪費就顯得尤為重要。我們在智能化系統(tǒng)中可主要通過日期設置及時間設置完成這個任務。在主控計算機上，對開啟/ 關閉時間進行設定，如晚上 6 點開啟整個泛光照明燈，lO 點關閉部分燈，12 點以后只保留很少的燈或全部關閉，當然，還要根據(jù)一年四季晝夜長短的變化和節(jié)假日進行相應的調(diào)整。

3 安科瑞智能照明控制系統(tǒng)

安科瑞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 2×2×0.8 EIB 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一起并組成一套完整的控制系統(tǒng)，即可實現(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 58000 多個。安科瑞智能照明控制產(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)靈活多樣的智能化控制，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)。

功能描述：

3.1 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。

3.2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(jié)合人體感應傳感器，當人員離開時，關閉所有該會議室照明。

3.3人體感應控制

在辦公走道和樓梯內(nèi)，布置人體感應傳感器。在有人員進入?yún)^(qū)域時，自動開打開照明。當人員離開后，延遲一段時間再關閉。若延遲時間內(nèi)有人進入，則重新進入打開模式，以達到節(jié)能目的。并且可以設置白天有效，晚上無效，根據(jù)需求設定。

3.4恒照度控制

在室內(nèi)辦公區(qū)域內(nèi)，布置照度傳感器，可以根據(jù)外界自然光源，自動調(diào)節(jié)室內(nèi)照明的燈光亮度和開燈數(shù)量;既充分利用了自然光，又可以為室內(nèi)人員創(chuàng)造一個舒適的工作環(huán)境。

3.5實時監(jiān)控

中央控制室，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。

3.6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。

3.7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(qū)動打印，可按照用戶預先設置的條件，觸發(fā)事件通報功能。

3.8日照時間計算

按照用戶當前所在的時區(qū)，計算日照時間，作為定時控制的時間基準。

3.9數(shù)據(jù)交換

系統(tǒng)可以直接使用ETS2和ETS3項目的數(shù)據(jù)，方便的實現(xiàn)軟件升級和替代;還可接受以CVS文件格式保存的模塊及系統(tǒng)數(shù)據(jù);系統(tǒng)支持OPC服務，可以與其他建筑智能化系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換。

3.10系統(tǒng)聯(lián)動

系統(tǒng)可以輸入模塊，接受其他系統(tǒng)或工作人員的強切信號;實現(xiàn)安防系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)、會議系統(tǒng)，甚至消防系統(tǒng)的聯(lián)動控制，控制相應燈具點亮和設備啟停。

4 結(jié)語

智能照明控制系統(tǒng)與建筑智能系統(tǒng)的集成智能照明控制系統(tǒng)可以很*地通過通訊協(xié)議利用網(wǎng)絡連接到樓宇管理系統(tǒng)中而成為其子系統(tǒng)，尤其要強調(diào)的是智能照明控制系統(tǒng)管理著所有照明，其中也包括火災應急照明。智能照明控制系統(tǒng) 硬件設備上均設計有消防聯(lián)動接口，火災時可強行點亮應急照明以達到消防要求。智能照明控制系統(tǒng)的前景今后，智能照明控制系統(tǒng)必將朝著智能化、小型化、標準化的方向發(fā)展。網(wǎng)絡系統(tǒng)較加優(yōu)化，功能較加完善，擴展較加便捷，保護較加可靠，節(jié)能較加可觀，其大面積的應用也將成為必然。

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