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淺談現(xiàn)代建筑照明中的智能照明控制系統(tǒng)

更新時間:2020-12-11 點擊次數(shù): 3034次

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(shù)的不斷發(fā)展,科學(xué)技術(shù)在建筑中的應(yīng)用不斷地擴大,人們對物質(zhì)文化和精神生活水平有了更高的追求,就當(dāng)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(luò)技術(shù)。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(yīng)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(guān)鍵詞智能照明,控制系統(tǒng),應(yīng)用  

 

1、引言

智能化已經(jīng)成為建筑發(fā)展的主流技術(shù),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(shè)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(gòu)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(yīng)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(yù)設(shè),即室內(nèi)照度通過系列的功能設(shè)置 進行實現(xiàn)。這些設(shè)置通常稱之為場景,可通過調(diào)光器系統(tǒng)或建筑設(shè)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(jié)構(gòu)和控制策略

按網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)為主的混合式系統(tǒng),兩種形式都有自己的特點??偩€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(jié)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(jié)構(gòu):

3.1按區(qū)域分類

區(qū)域分類就是指按建筑物結(jié)構(gòu)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(shè)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(shù)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(yīng)用過程中,分布式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 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(luò);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(luò)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(yīng)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(shè)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(yīng)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(shè)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(shè)置智能照明控制系統(tǒng),具體設(shè)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(shè)有單獨控制、定時控制、總控室控制、亮度和紅外感應(yīng)控制功能。操作員可以在總控室里通過總控開關(guān)很容易地對所有區(qū)域的照明燈光同時打開或關(guān)閉的操作,同時也可對每天回路的開關(guān)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(dāng)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(dāng)室外陽光明媚,系統(tǒng)會將窗戶旁邊的照明燈自動關(guān)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(guān)驅(qū)動控制會議廳內(nèi)所有的照明回路,并在現(xiàn)場設(shè)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(shè)置討論發(fā)言、演講和清掃等多種的控制模式。可以根據(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(yīng)和時間進行控制,當(dāng)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(dāng)衛(wèi)生間有人進入時,則負責(zé)該區(qū)域的燈光可以自動整體變亮, 當(dāng)人離開后可以進行延時關(guān)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(shè)置控制面板,設(shè)置全關(guān)、半亮、全開等手動開關(guān)模式。通過智能開/關(guān)、人體紅外感應(yīng)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(guān)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(yīng)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(shù)設(shè)計的控制系統(tǒng)。KNX總線技術(shù)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(shù)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(shù)的主體。

Acrel-BUS智能照明控制系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)、照度感應(yīng)、微波感應(yīng)、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(xué)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

 

5.3產(chǎn)品選型

5.3.1開關(guān)驅(qū)動器

 

 

 

 

 

 

型號

 

參數(shù)

ASL100-S2/16

(2路開關(guān)驅(qū)動器)

ASL100-S4/16(4路開關(guān)驅(qū)動器)

ASL100-S8/16

(8路開關(guān)驅(qū)動器)

ASL100-S12/16

(12路開關(guān)驅(qū)動器)

設(shè)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(biāo)準(zhǔn)DIN 35mm軌道安裝

5.3.2調(diào)光驅(qū)動器

型號

參數(shù)

ASL100-SD2/16

(2路0-10V調(diào)光驅(qū)動器)

ASL100-SD4/16

(4路0-10V調(diào)光驅(qū)動器)

設(shè)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(biāo)準(zhǔn)DIN 35mm軌道安裝

 

 

 

 

 

5.3.3可控硅調(diào)光模塊

 型號   參數(shù)

ASL100-TD2/5  (2路可控硅調(diào)光驅(qū)動器)

設(shè)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(biāo)準(zhǔn)DIN 35mm軌道安裝

5.3.4傳感器

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(yīng)范圍

人體感應(yīng)距離5-7m

 照度感應(yīng)0-65535 lux

微波感應(yīng)距離5m                      照度感應(yīng)0-65535 lux

設(shè)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

 

 

 

5.3.5總線電源

 型號   參數(shù)

ASL100-P640/30

設(shè)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(biāo)準(zhǔn)DIN 35mm軌道安裝

5.3.6智能面板

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(shè)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(biāo)準(zhǔn)86盒安裝

 

 

 

 

5.3.7干接點、濕接點輸入模塊

型號           參數(shù)  

ASL100-DI4/20

ASL100-WI4/230

設(shè)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(biāo)準(zhǔn)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(yīng)設(shè)置紅外或微波類人體感應(yīng)器,并結(jié)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?xí)r間;

3)樓梯間照明采用人體感應(yīng)探測控制;

4)設(shè)備房、設(shè)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(jié)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(yīng)具有完善的用戶權(quán)限管理功能,避免越權(quán)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;

3)系統(tǒng)在實施過程中,充分結(jié)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(jié)構(gòu),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(yīng)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(guān)閉整個系統(tǒng),只需更改設(shè)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(yīng)急回路,方便人員疏散,從而降低了人員傷亡的風(fēng)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(dāng)系統(tǒng)模塊數(shù)量較少、距離較近、范圍較小時,各設(shè)備以樹形枝狀延伸,構(gòu)成支路系統(tǒng)智能照明控制系統(tǒng);當(dāng)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(gòu)成區(qū)域智能照明控制系統(tǒng);當(dāng)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(gòu)成樓群智能照明控制系統(tǒng)。見圖3

 

 

圖3   組網(wǎng)方案

 

 

6、總結(jié)

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(shù)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(shù)中的部分,為現(xiàn)代建筑營造出更加藝術(shù)性、智能化的光環(huán)境。

 

 

 

【參考文獻】

  • 李梅.淺談智能照明系統(tǒng)在現(xiàn)代建筑照明中的應(yīng)用
  • 張岳軍,吳明光.智能照明系統(tǒng)控制網(wǎng)絡(luò)的研究[J].照明工程學(xué)報,2004.
  • 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊.2020.06版

 

 

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(yīng)用

 

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