浅谈智能照明控制系统在大型会展建筑的应用

时间：2021-04-16作者：安科瑞电气股份有限公司浏览：310

周晓丽

安科瑞电气股份有限公司  上海嘉定  201801
 
【摘要】本文结合福州海峡国际会展中心的建筑及功能特点，简述EIB/KNX智能灯光环境控制系统在该会展中心的设计应用，并在方案中实现智能照明控制与消防联动。
【关键词】EIB/KNX；智能灯光控制；照明控制；大型会展建筑
 
1 项目概况
       福州海峡国际会展中心由两个展馆和会议中心组成，建筑综合体布局呈“V”字形。总建筑面积约38万平方米，其中地上23万平方米，地下15万平方米。设置有展馆、洽谈、办公、餐饮、服务办公等区域。会展中心区范围大，功能区域多，不同区域对灯光控制需求差别大，但对照明智能化要求高，本方案分会议楼、东展馆、西展馆、广场景观四部分进行灯光控制设计。
 
福州海峡国际会展中心鸟瞰图
 
2 控制区域功能及实现方式描述
2.1 会议楼
2.1.1 公共走道区域
       本区域采用定时、光线感应的联动控制和中控电脑集中控制相配合的方式。公区走道，在上班期间关闭所有灯光，并利用光感探测在光线变暗时可自动将设定部分灯光打开。在下班时间2h内，借助时间控制系统定时打开30%的照明，并结合与光线亮度值的逻辑判断，提前或推迟适宜数量的灯具开启，既满足人们视觉照度的要求又实现节能的人性化控制。其余时段系统自动调用无人模式，将灯光全部关闭，免去工作人员因忘记关灯而引起的不必要浪费。在现场配电间安装控制面板，可在特殊情况出现或检修时进行手动控制。
2.1.2 贵宾电梯厅
       在贵宾电梯厅安装智能移动探测器。当移动探测器检测到有人来到电梯厅时，通过与光感的逻辑判断，如果光感不能满足视觉的照度需求，则自动将调光灯逐渐亮至80%。当人们离开时，延时关闭调光灯，并计算此处电梯厅人流量的大小，决定灯光延时开闭时间。上班期间，由于人流量频繁，在照度值不够的情况下调光灯不关闭。下班期间，若半小时内都无人经过，则关闭调光灯，直至下次有人时再次开启。移动感应探测器，还可以根据人员走的方向，开启相应的灯光。比如当人们出了电梯厅向右走，那么移动感应探测器，就可以开启电梯厅右边走道的灯光。
2.1.3 贵宾休息室
       贵宾休息室是办公楼中的重要区域。贵宾接待室的智能灯光控制，要体现典雅、高档、富于个性的特点;设计中还要与装潢设计相结合，并需考虑环保、智能、节能的需要。贵宾接待室通过智能面板开关，根据预设的灯光效果，组成不同的灯光场景。接待模式:当有贵客白天到来时，按下接待模式，灯光打开30%的照明;接待人员与贵客相谈甚欢，天气渐晚，光线感应探测器探测到光线逐渐变暗，自动将调光灯缓慢调至60%的照明，当室外完全变黑时，调光灯自动调**80%的照明，其他灯光打开60%的照明;清扫模式:保洁人员进行清扫前，只需打开基本的照明既可，按下清扫模式按钮，自动打开一路节能照明灯。全关模式:当人们离去时，按下全关模式，此时所有的灯光关闭。当保洁人员傍晚进入房间清扫，按下清扫模式，灯光自动打开30%的照度。现场面板:可单独开闭或调光，也可以就地进行场景变换，方便工作人员操作。并具有防误按功能，避免在重要时刻人为误碰导致突然改变现场的灯光场景。智能面板:可预设4种灯光效果，组合成不同的灯光场景。当需要改变灯光场景时，只需按一下按键就可以实现。
2.1.4 会议室
        会议室主要用于举办各种大型会议和重要的对外活动的场所，通过场景预置来控制和组合会议室内的灯光。会议进场模式根据设计要求在来宾进场的时候开启全部灯光，营造热烈隆重的气氛。会议模式:在开启会议模式后，程序关闭周边的光源和开启**台一侧的射灯调光灯，本过程时间可以根按需求进行调整，目的是通过灯光的变化引导与会人员把注意力集中在**台上，在周边灯光缓缓变暗的同时，与会人员也结束了会前的交谈。这两个场景的变换过程是渐进式的，避免传统方式下人工关闭的时间不统一会造成忽明忽暗带来的不适感，进而影响会议的质量，而本方案正好避免这种缺陷。
退场模式:退场时首先开启调光灯，待亮度达到75%以上时依次开启其他灯光，这样的过程让在场人员很舒适地度过明适应。全场的灯光气氛很热烈，大家仍旧可以讨论这会议内容或交谈或摄影留念。全关模式:为方便管理者使用在退场后确认场内无人后，一键可以关闭所有的控制设备，包括室内的灯光、调光灯。
2.2 东、西展馆区
2.2.1 车库照明
       白天在上下班车流高峰期，打开60%的照明，能缓解视觉疲劳;当车流量较小时，只打开30%的照明。晚上车流量处于一天中很小的时候，只打开15%的照明。繁忙使用时期，开动排气扇;非繁忙时，间歇性开动排气扇，以达到节能的效果。在停车场的出路口，设置光线感应探测，室外光线强烈时，打开60%的照度。室外光线不太强烈时，打开路口出处30%照度以缓解驾驶人员对室内外光线变化的适应，车库管理员可根据现场面板进行分区控制。并安装移动感应探测器，当有车辆驶入、驶出车库时，相应区域的灯光打开。当车辆停泊或驶离适当时间后，灯光自动关掉，使灯光的控制更为人性化。与消防系统联动:出现消防报警时，强行打开全部抽风机，关闭正常照明，启动紧急照明控制，显示逃生路线。
2.2.2 餐厅
        餐厅在中午时段人流量大，此时自动打开30%照明。设置光线感应探测器联动控制，遇到中午出现下大雨或是阴天的情况下，如果探测到光亮度低于200Lux时，打开餐厅内60%的照明。这样通过智能化的控制，让就餐者不会因为天气的突变带来不舒适的感觉。13:30到17:00只开一路或全部关闭照明，节省能源。20:00到21:00自动调用清扫模式，打开30%照明，保证保洁人员的清扫工作。23:00到此07:00只开一路或两路照明。当有展会时运营时间延长时，可通过现场面板对灯光进行手动控制。
2.2.3 公共走道区域
      公共走道区域，采用定时、光线感应的联动控制和中控电脑的集中控制相配合的方式。公区走道，在白天上班期间关闭所有灯光。此期间通过光感探测自动控制灯光，当光线变暗时可自动将部分灯光打开。在下班后2h内，通过时间控制定时打开30%的照明。并通过与光线亮度值的逻辑判断，提前或推迟灯光开启的数量，既满足人们视觉照度又达到节能的人性化控制。其余时间系统自动调用无人模式，灯光全部关闭。免去工作人员因忘记关灯而引起的不必要浪费。现场配电间安装控制面板，可在特殊情况或检修时进行手动控制。
2.3 室外景观/路灯照明
       根据实际需求，通过集中控制实现建筑物的景观照明。夜幕降临时，打开建筑物的景观照明。深夜定时关闭大部分照明，只留下少量基本照明、路径照明等，拂晓时分系统自动关闭剩余的灯光。景观照明的控制时间可以由使用者自由修改。平时景观照明通过集中控制的定时设置进行自动控制，也可采用现场面板进行手动控制。如在上半夜期间(即19:00至23:00)，自动打开全部景观照明；在下半夜期间(即23:00至5:30)，自动打开 20% 的景观照明；节假日期间，在18:00至02:00时段，景观照明全开；在02:00 至 05:00 时段，自动打开40%的景观照明。
 
3 方案分析
       该工程对整个智能灯光控制系统的舒适性、节能性、灵活性、经济性、安全性要求比较高，除了满足现场直接控制灯光的需求外，还需要将会议楼与两个展馆综合成在一个系统内，对系统的稳定性，扩展性、先进性要求特别高。所以选用KNX智能建筑控制系统，该系统汇集了技术前身为欧洲安装总线(EIB)、欧洲住宅系统(EHS)及BatiBUS 20年的知识经验。系统为分布式控制系统，采用模块化结构及国际标准化组织 ISO 的标准 OSI 模型通信协议，其使用的内部协议全部公开，并且可在网上进行下载，可与各种楼宇系统进行连接，并适合各种建筑结构的特点，只需一条总线(2*2*0.8的双绞线)即可将每个区域的照明配电箱联在一起来实现智能控制。每个楼层可以独自运行，不需要控制主机进行干预，也可以将总线拉到设备房与 BMS系统进行连接，即可对照明系统进行集中监视和远程控制，也可以查看整个会展中心的大厅、大会议室、电梯厅、公共通道、展馆、景观等区域的灯光的运行情况，并可在电脑上进行各种操作控制。也可以不接入电脑，仅在设备房放置的智能面板即能实现集中远程控制。同时在每个控制区域设置就地控制智能面板，可实现就地控制和操作。


4 安科瑞智能照明控制系统
4.1系统简介
       Acrel-BUS智能照明控制系统，是基于KNX总线技术设计的控制系统。KNX总线技术起源于欧洲，是在EIB，Batibus和EHS这三种住宅和楼宇的总线控制技术上发展起来的，其中EIB（European Installation Bus,欧洲安装总线）是该总线技术的主体。
       Acrel-BUS智能照明控制系统采用标准的2*2*0.8EIB BUS总线（即KNX总线）作为总线线缆，将所有的智能照明控制模块连接到一起并组成一套完整的控制系统，既可实现照明灯具的远程集中控制，又可实现就近控制功能。该系统理论可连接控制模块数量达580000多个。
       安科瑞智能照明产品种类齐全，方案完善。用户可通过控制面板、人体感应、照度感应、微波感应、上位机系统、触摸屏、手机、平板端等多种控制终端实现灵活多样的智能控制，特别适合于各类智能小区、医院、学校、酒店，以及体育场所、机场、隧道、车站等大型公建项目的照明系统。
4.2系统工作原理示意图
4.3产品选型
4.3.1开关驱动器
用于对设备进行开关控制的驱动器，具有延时、预设、逻辑控制、场景、阈值开关等功能，电气参数如下：
 
4.3.2调光驱动器
      2路0-10V调光器，可对每路进行回路开关控制并输出 0-10V 调光信号对具有 0-10V 调光接口的灯具进行调光,具有开关、场景、状态反馈等功能，电气参数如下：
 
4.3.3传感器
      传感器是一种能感受外界信号、物理条件（如光、移动）的设备装置，并将感应的信息传递给其它设备装置（如调光器、开关驱动器），电气参数如下：
 
4.3.4总线电源
       KNX/EIB 系统标准供电电源，为总线提供电压640mA 输出电流，至多可以为 64 个设备供电，带总线复位、 过流指示和短路保护。标准导轨安装，电气参数如下：
 
4.3.5智能面板
       用于接受按键触动信号，可通过区分短按与长按并结合不同参数配置实现开关、调光、场景、窗帘控制、调温、报警等功能，电气参数如下：
 
4.3.6干接点输入模块
       用于接受外部干接点信号输入，可通过不同参数配置实现开关、调光、场景、窗帘控制、调温、报警等功能，电气参数如下：
 
4.4系统功能
     （1）光照度（需要配照度传感器）监测，对利用自然光照明区域，根据自然光照度变化，进行照明控制和调节，满足照明和节能要求；
     （2）公共区域、走廊、通道、门厅、电梯厅等的照明，应设置红外或微波类人体感应器，并结合智能控制面板，实现各种场景照明控制，尽可能较少灯具点亮时间；
     （3）楼梯间照明采用人体感应探测控制；
     （4）设备房、设备房走道采用分组就地控制；
     （5）室外路灯、景观等照明采用光照度控制结合时控的集中控制方式；
     （6）监控系统界面友好，画面美观,实时显示各区照明工作状态；
     （7）应具有完善的用户权限管理功能，避免越权操作；
 
4.5系统应用领域
4.6系统的控制优势
     （1）系统可通过、触摸屏、电脑对现场的灯光、空调及窗帘等进行远程集中控制，使得控制更加方便智能，用户体验更好；
     （2）系统中控制模块均工作在直流30V安全电压下，用户操作更加安全、舒适；
     （3）系统在实施过程中，充分结合自然光及人员的活动规律来自动控制灯光，减少能源消耗，达到很好的节能效果；
     （4）系统采用分布分布式KNX总线结构，搭建简单灵活，系统内各模块互不影响，可独立工作，可靠性更高；
     （5）多种控制方式可供选择，如本地控制，自动感应控制，定时控制，场景控制和集中控制等，控制方式更灵活；
     （6）系统的自动控制、远程集中控制等功能，在实现自动化的同时，大量减少了值班人员，提高了管理水平和工作效果；
      （7）升级系统内控制模块或更改系统功能时，*增加连接线，不需关闭整个系统，只需更改设备参数即可实现，维护方便，操作简单；
      （8）系统可与消防系统联动，在出现消防报警时，强制打开应急回路，方便人员疏散，从而降低了人员伤亡的风险，提高了建筑的安全性。
4.7安科瑞组网方案
        智能照明控制系统组网方式灵活，扩展方便，当系统模块数量较少、距离较近、范围较小时，各设备以树形枝状延伸，构成支路系统智能照明控制系统；当系统模块数量较多、距离较远、范围较大时，用支线耦合器组成多条支路，构成区域智能照明控制系统；当系统模块数量很多、距离很远、范围很大时，用支线耦合器、区域耦合器等构成楼群智能照明控制系统。
 
 
5 结语
       福州海峡会展中心的照明控制采用技术成熟的监控管理系统，充分体现了全分布式建筑现场总线控制系统的优势。通过**综合布线网络，控制主干线解决了展馆区域较大、控制点较多、配电间分散及控制要求复杂的问题;通过照度传感器、时间控制等各种控制元素，更大程度地节约了照明用电量，降低了会展中心的维护运营成本，真正做到了科学管理和有效节能，为高大空间的照明控制系统提供了一个很好的案例。
 
参考文献
［1］马少华.楼宇设备自动化控制[M]，北京:中国水利水电出版社.
［2］闫波，杨林场，彭建军，杨国冰.浅谈EIB/KNX智能灯光控制系统在大型会展建筑的应用.
［3］安科瑞企业微电网设计与应用手册2019.11版.
 

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