现代建筑照明中的智能照明控制系统-解决方案

时间：2021-04-16作者：安科瑞电气股份有限公司浏览：315

周晓丽

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定  201801


摘要：随着我国经济、技术的不断发展，科学技术在建筑中的应用不断地扩大，人们对物质文化和精神生活水平有了更高的追求，就当今建筑的发展来说，智能化已经成为主流，涵盖多个方面，包括：空调系统、消防系统、安全防范系统、通信系统和计算机网络技术。但是，智能照明在我国一直没有引起足够的重视，大部分建筑物采用的照明依然是传统的照明控制方式，因此，本文就智能照明系统在现代建筑中的应用进行分析， 继而使人们认识智能照明系统的优点，为其发展提供一些推动作用。
关键词：智能照明，控制系统，应用  
 
1、引言
       智能化已经成为**建筑发展的主流技术，其涵盖多个方面。但是长期以来，我国建筑中仍然沿用传统的照明控制方式，较少建筑中采用智能照明系统。在现代建筑中， 智能照明系统的设备不但多而且比较分散，待实现的控制功能较多，因而如何构建经济 合理、实用的智能照明系统，如何确定智能照明系统在现代建筑照明中的控制策略 是亟待解决的问题,只有把这些问题解决了，智能照明系统才能够在现代建筑中广泛的应用。
 
2、智能照明系统概述
      智能照明控制系统，是根据现代建筑的功能、室内光亮度、不同的时间段来实现照明的自动控制。其中重要的是对该系统进行预设，即室内照度通过一系列的功能设置 进行实现。这些设置通常称之为场景，可通过调光器系统或建筑设备中央控制系统进行 自动调光。现代建筑智能照明控制系统通常有以下几种：独立式、特定于房间式和大型的联网系统。
  
3、智能照明系统的结构和控制策略
      按网络的拓扑结构来分，可以将现代建筑智能照明控制系统大致分为以下两种：总 线式系统和以星型结构为主的混合式系统，两种形式都有自己的特点。总线式的特点是灵活性较强，比较容易进行扩展，独立性控制，成本低；混合式的特点是可靠性高，容 易进行故障的诊断和排除，存取协议简单，具有较高的传输速度。在选用何种系统形式时可以结合具体的工程进行选择我们可以根据以下两种分类来选择合适的现代建筑智能照明系统结构：


3.1按区域分类 
       区域分类就是指按建筑物结构分区对被控对象进行分类，对每个分区内的被控对 象的数量、控制参数、整体运行状态和通信要求进行统计，进而为智能照明系统的集成 设计和集中控制提供参考依据。


3.2按功能分类 
      功能分类就是指按照监视和监控要求对被控对象进行分类统计现代建筑智能照明 系统的控制和管理主要包括：室内照明、工作照明、艺术照明、事故照明、障碍灯等特殊照明。更加详细的划分，可分为调光控制、区域灯光控制、场景变换控制、灯光时钟控制、动静探测、光线感测等等。通过对被控对象进行功能的细分，进而为控制精度、控制方式和控制成本的确定提供了依据。在工程的实际应用过程中，分布式的系统结构 是现代建筑智能照明控制系统常采用的，即每个单元的调光控制都是相对独立的，通过信息接口和集中管理器，和现代建筑的管理系统相互联接。现代建筑智能照明控制的主系统是由主干线、集中管理器和信息接口等部件组成的， 对现代建筑进行相同的控制和信号采样的网络；其子系统是由控制面板，调光模块和智能探头等部件组成，对现代建筑进行具体的、不同的网络控制，主系统可以通过信息接口和子系统进行连接，实现数据的传输。


4、智能照明控制系统在现代建筑的应用
      本文以某市某一综合楼为例。该楼是一栋l2层的综合楼，包括地下车库、展览厅、办公室、会议室、多功能厅和室外景观等多种功能。根据业主对该综合楼内的智能照明控制提出的具体 要求和实际的情况，该大楼设置的智能照明控制系统主要是对地下车库、作品展览厅、走廊、办公室、会议室、多功能厅和室外景观等区域的日常照明和消防应急照明进行有效的控制。根据上文对现代建筑智能照明系统的功能划分原则，将整个智能照明控制系统分为以下三个区域进行设置：一区为(地下车库、走廊等部位)、二区为(会议厅、办公室)、三区为(多功能厅、作品展览厅和室外景观)，分别对每个区域设置智能照明控制系统，具体设置如下：
图1  自动调光控制方式
4.2 走廊、电梯厅等区域
      走廊、电梯厅的照明回路可以根据工作时间和节假日两种模式采用分组分模式的运行控制，即便于进行管理还能够节约能源。
4.3会议厅
      通过智能开关驱动控制会议厅内所有的照明回路，并在现场设置智能照明控制面板，不但在中央控制室进行集中控制，而且还可以进行现场控制。为了满足不同的场景对灯光的需求，可以在会议厅设置讨论发言、演讲和清扫等多种的控制模式。可以根据会议室的不同需求，对会议室内的照明灯具进行自动调光控制 。
4.4卫生间
       通过人体红外感应和时间进行控制，当平时卫生间内无人时，智能照明系统可以打开部分 电路提供基本的照明，当卫生间有人进入时，则负责该区域的灯光可以自动整体变亮， 当人离开后可以进行延时关闭，而延时的时间可以人为的控制。还可以在卫生间的入口或清洁工作间设置控制面板，设置全关、半亮、全开等手动开关模式。通过智能开/关、人体红外感应和时间完成控制，进而实现节能，在给人带来新奇、科技感觉的同时也体现了建筑节能的主题。
4.5车库
      通过智能开关控制车库内的所有照明回路，可在现代建筑中央控制室集中进行控制；按照事先制定好的时间段控制程序，在车库值班室可利用控制面板直接对车库照明回路的开启数进 行控制，便于就地应急控制。
4.6 室外景观 
     室外景观照明的控制主要是利用气象控制器根据照度、时间、天气情况来实现一般 节日、重大节日、日常三种灯光场景控制模式。


5、安科瑞智能照明控制系统介绍
5.1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。
5.2系统工作原理示意图（见图2）
5.3产品选型
 
 
5.4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；
5.5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，用户体验更舒服；
2）系统中控制模块均工作在直流30V可靠电压下，用户操作更加可靠、舒服；
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，提高了建筑的可靠性。
5.6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。（见图3）


图3   组网方案


6、总结
        现代建筑智能照明控制系统不仅能够提高现代建筑的智能化，改善了工作和生活环境，提 高人们的舒适度，提高工作效率，而且还能够节约能源，降低灯具的能耗率，降低整个系统的运行费用，从而给业主带来了很大的经济效益。随着我国建筑和照明技术的不断发展，现代建筑和照明融为一体，照明已成为现代建筑艺术中的一部分，为现代建筑营造出更加艺术性、智能化的光环境。






【参考文献】
[1]李梅.浅谈智能照明系统在现代建筑照明中的应用
[2]张岳军，吴明光．智能照明系统控制网络的研究[J].照明工程学报,2004.
[3]安科瑞企业微电网设计与应用手册.2020.06版



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