ＱＬＳ智能照明開關在建筑照明節(jié)能中的應用

【摘要】通過對現(xiàn)有建筑照明控制的分析，闡述了現(xiàn)有照明控制方式所存在的問題，介紹了QLS新型智能照明開關的功能，以及應用該開關，實現(xiàn)建筑照明節(jié)能的方法和應用的案例分析。

【關鍵詞】建筑照明節(jié)能 長明燈 單片機 智能照明開關

1目前建筑照明中存在的問題

節(jié)約能源是我國的一項長期戰(zhàn)略方針，是落實科學發(fā)展觀、實現(xiàn)經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的要求。建筑業(yè)是能源需求增長較快的領域，我國每年新增建筑面積高達18～20億m2，是世界上最大的建筑市場。目前，建筑能源消耗已經(jīng)占全國能源消耗總量的27.5%，目前我國在建筑照明中的電能浪費現(xiàn)象十分嚴重，照明的耗電量占到一個建筑耗電總量的30%以上，不采用集中空調(diào)的建筑，照明的耗電量所占的比例會更高，所以，建筑照明節(jié)能是整個建筑節(jié)能中非常重要的一個方面，也是做好整個節(jié)能工作必不可少的一部分。

提起建筑照明節(jié)能，很多人立即聯(lián)想到了節(jié)能燈，認為只要用上了節(jié)能燈，就實現(xiàn)了建筑照明節(jié)能，這是一種片面的想法，雖然節(jié)能燈比白熾燈的光效要高，但任何光源點亮的時候都是要耗電的，即使節(jié)能燈也不例外，如果節(jié)能燈在不需要亮的時候也亮，同樣也是一種電能的浪費。

長久以來，建筑中一直大量使用普通的翹板開關來控制照明燈，這種開關完全靠人的手動去控制，由于人的惰性和節(jié)能意識的有限，無法要求每個人都做到隨手關燈，所以目前的建筑中公共部分大量存在著長明燈現(xiàn)象，不僅浪費了大量的電能，而且使燈的用壽命也會縮短，增大了物業(yè)維護的費用支出。

雖然現(xiàn)在有聲、光控開關和人體感應開關等，這些開關可以觸發(fā)燈亮后延時熄滅，實現(xiàn)自動熄滅的功能，但這些開關的功能過于單一，而且功能不可改變，而建筑中照明的控制方式隨使用情況的不同應該是多種多樣的，這種功能單一的延時熄滅開關在某些場合并不一定就合適，比如一棟高層的辦公樓，其內(nèi)的走廊是無窗全暗的，如果用普通翹板開關，則有人開燈而無人關燈，走廊的照明燈可能會徹夜長明浪費電能，而如果將走廊內(nèi)的照明燈開關全部換為聲控開關或人體感應開關也不合適，因為這樣的辦公樓在白天上班時，人員走動非常頻繁，如果換用聲、光控開關或人體感應開關后，燈被觸發(fā)點亮后，一會兒就滅，不久又被觸發(fā)點亮，就會形成走廊里的照明燈閃來閃去的情況，使人視覺上有非常不舒服感覺，這就是為什么聲、光控開關或人體感應開關只能用在樓梯間等人員走動非常少的地方，而不能用在人員走動非常多的走廊里的原因，這樣就存在一個矛盾的問題：如果辦公樓走廊里的照明燈用翹板開關來控制，會形成長明燈不節(jié)能，如果采用聲、光控開關或人體感應開關又會使照明燈閃來閃去視覺不舒服，這個矛盾該如何解決呢？

最理想的解決方法應該是這樣的，如果有一種功能可以根據(jù)需要而改變的開關就可以解決了矛盾，當白天上班的時候，走廊里人員走動非常頻繁，讓開關處于手動控制狀態(tài)，把燈打開使走廊燈長亮，人在這樣的環(huán)境下辦公視覺感覺非常舒適，晚上下班后，走廊里走動的人很少，開關處于聲控狀態(tài)，偶爾有人加班或者有巡更的保安人員也能很方便的使燈點亮，燈亮一會兒后會自動熄滅，不會形成徹夜長明燈，這樣既不會浪費電能，又不會在上班的時候使燈閃來閃去使人有視覺不舒服感覺，這種既可以是手動又可以是聲控狀態(tài)可以改變的開關，之前是沒有的，而這正是QLS智能照明開關設計開發(fā)的靈感和思路。

2QLS智能照明開關的功能

QLS系列智能照明開關是一種采用單片機控制技術(shù)研制開發(fā)的新型照明開關，開關內(nèi)由一片8bit單片機作為控制核心，其不僅具有手動翹板開關的功能，而且還有一種節(jié)能工作模式，在節(jié)能工作模式下，具有聲、光、手動、外接開關控制等多種觸發(fā)點亮照明燈的條件，燈亮后延時熄滅，可以避免長明燈的發(fā)生。同時為了避免用戶將開關設置在手動狀態(tài)，開燈后長期不關又形成長明燈現(xiàn)象的發(fā)生，開關還具有一種手動模式下延時一段時間后自動返回節(jié)能狀態(tài)的功能。開關所具有的這些照明控制的功能，可以有效解決建筑中有人開燈而無人關燈，長明燈浪費電能的現(xiàn)象發(fā)生。

開關在具有節(jié)能方面功能的同時，還具有兩種方式的應急照明強制點亮功能，在實現(xiàn)建筑照明節(jié)能的同時，還解決了目前建筑消防領域的應急照明燈強制點亮這一難點問題，是一項具有創(chuàng)新意義的建筑電氣新產(chǎn)品。QLS系列智能照明開關所具有的全部功能已通過國家質(zhì)檢部門的檢驗，檢驗結(jié)果全部合格。

QLS系列智能照明開關內(nèi)部采用繼電器作為開關元件，可以控制目前所見的節(jié)能燈、熒光燈、白熾燈、LED燈等各種照明光源，QLS系列智能照明開關的安裝尺寸和通用的86安裝底盒兼容，所以既可以用于新建建筑，也可以用于現(xiàn)有建筑的節(jié)能改造。

QLS智能照明開關具有節(jié)能和手控兩種工作模式，通過設定鍵來切換兩種工作模式。

2.1手控模式

此狀態(tài)時開關和一只普通翹板開關的功能一樣，按一下開關鍵，燈亮，再按一下開關鍵，燈滅。為了防止用戶將開關設置在手控模式開燈后長期不關，又形成長明燈浪費電能的現(xiàn)象發(fā)生，本開關設計了一種由手控模式延時一段時間后自動返回節(jié)能模式的功能，延時時間最短10min，最長10個h，開關上電時，初始的手控模式返回節(jié)能模式的延時時間為10min，延時時間可以在參數(shù)設定區(qū)修改，當然，根據(jù)用戶的需要，該功能也可以在參數(shù)設定區(qū)取消，取消后，手控模式下和一只普通翹板開關的功能完全一樣，可以使燈長期處于點亮的狀態(tài)。

2.2節(jié)能模式

此狀態(tài)時開關所控制的燈經(jīng)常處于不亮的狀態(tài)，只有當滿足一定的觸發(fā)條件時，燈才會亮，延時一段時間后，燈自動熄滅，避免了建筑中的長明燈現(xiàn)象，可以節(jié)約大量照明電能。延時的時間最短5s，最長20min，開關上電時，初始的節(jié)能模式亮燈延時時間為15s，此時間可以在參數(shù)設定區(qū)修改，節(jié)能模式下有四種觸發(fā)燈亮的條件：

(1) 光控

開關面板上設有感光元件，能夠感受開關周圍自然光的亮度，當白天開關周圍的亮度足夠亮時，以下的三種觸發(fā)方式均不會使燈點亮，燈一直處于熄滅狀態(tài)，可以充分利用自然光，只有到了晚上，開關周圍亮度低于30勒克斯的值時，開關同時檢測到其他三種觸發(fā)條件中的任一條滿足時，燈才會亮。

(2) 聲控

如果開關旁有較大的聲音，如大聲說話或擊掌，燈會點亮。

(3) 外接開關控制

開關可以外接一個常閉開關觸點，當此觸點打開時，燈亮，當觸點恢復閉合后，延時一段時間后燈滅。此功能最突出的一個例子是：用本開關控制電梯前室的燈或房門外走廊里的燈，外接控制開關接一個門磁開關，門磁開關安裝在電梯門或房門上，可以實現(xiàn)門開燈亮，延時熄滅的照明控制效果。

(4) 手動觸發(fā)

在節(jié)能模式下，按下開關鍵，燈會被點亮，而后延時自動熄滅。

2.3通過密碼修改設定參數(shù)的功能

雖然QLS智能開關的多種功能和參數(shù)是可以修改和設定的，但也不是任何人都可以修改參數(shù)的，只有物業(yè)管理人員憑6位的二進制密碼，才能進入?yún)?shù)設定區(qū)修改、設定各種參數(shù)。這主要是為了方便物業(yè)管理，防止非物業(yè)管理人員亂調(diào)開關的參數(shù)和功能，使開關失去節(jié)能控制的作用。如果密碼輸錯，開關還會進入一定時間的鎖定狀態(tài)，禁止再次輸入密碼，此功能主要是為了防止非物業(yè)管理人員采用多次試探的方法破解密碼。

2.4應急照明的強制點亮功能

在開關正常工作時，開關可以以兩種方式接收由消防控制室發(fā)出的應急照明強制點亮信號，使開關控制的應急照明燈在發(fā)生火災時強制點亮。 第一種方式是傳統(tǒng)的應急照明強制點亮方式，通過一根控制線來強制點亮，本開關具有一個強制點亮接線端，當此接線端上通入AC220V電源時，燈會強制點亮，可以由應急照明箱內(nèi)消防控制模塊和接觸器輸出的強制點亮線來控制。第二種方式是通過電力線載波通訊來強制點亮的方式，當需要強制點亮應急照明燈時，有一個發(fā)射裝置輸出端向應急照明母線上耦合發(fā)射高頻載波信號，這個信號沿現(xiàn)有的電力線傳輸，應急照明系統(tǒng)中的QLS智能照明開關接收到這個高頻載波信號后，就會使應急照明燈強制點亮。

QLS智能照明開關接線如圖1所示。

3應用實例分析

QLS智能照明開關是由微處理器控制的智能多功能照明開關，多種功能和參數(shù)是可以設定和修改的，物業(yè)管理單位可以根據(jù)自己建筑的實際情況靈活運用，設定適合自己建筑的運行方式和參數(shù)，實現(xiàn)建筑照明節(jié)能的目的，下面以幾個實例來說明其應用方法。

3.1某高層辦公樓中的應用

情況介紹：某高層寫字樓（辦公樓），電梯前和環(huán)型走廊無對外的窗戶，白天也需要打開照明燈照明，早上8點至下午6點為上班時間，上班期間需要打開電梯前和走廊全部照明燈，下午6點至次日早上8點為非上班時間，人員走動較少，疏散樓梯間為全暗樓梯，人進入后需燈亮照明。

解決方案：現(xiàn)將電梯前和環(huán)型走廊以及疏散樓梯間內(nèi)照明燈開關全部更換為QLS智能照明開關，其中電梯門上加裝門磁開關，并將此開關觸點引至電梯前室照明燈的開關上，實現(xiàn)電梯門開，電梯前燈亮的效果，在每個辦公室的門上加裝門磁開關，將門磁開關連到走廊內(nèi)離門最近的開關上，實現(xiàn)門開走廊燈亮的效果，將樓梯間的防火門上加裝門磁開關，連到樓梯間內(nèi)防火門旁的照明燈開關上，實現(xiàn)防火門開，樓梯燈亮的效果。

參數(shù)設定：電梯前和走廊內(nèi)的開關其手動模式返回節(jié)能模式的延時時間設定為10h，其他參數(shù)維持初始狀態(tài)參數(shù)不變。樓梯間內(nèi)開關維持初始參數(shù)不變。

工作過程分析：早上上班時，上班人員或巡更保安人員將電梯前和走廊內(nèi)的開關設定到手動狀態(tài)，并將燈點亮，燈一直處于長明狀態(tài)，下午6點，延時時間到，開關自動返回節(jié)能模式，此時多數(shù)人員已經(jīng)下班，只有少數(shù)加班人員還在，走廊里走動的人很少，燈經(jīng)常是處于熄滅狀態(tài)的，如果走廊里有人走動，可以采用聲音或手動的方式使燈點亮，電梯門或房間門打開，走廊里的照明燈會自動點亮，燈亮一段時間后會自動熄滅，由于燈經(jīng)常是處于熄滅狀態(tài)的，可以節(jié)約大量的電能。

3.2某高層住宅樓中的應用

情況介紹：某高層住宅樓，樓高28層，電梯前和走廊均無窗為全暗環(huán)境，疏散樓梯間為全暗樓梯。

解決方案：現(xiàn)將電梯前、走廊、樓梯間照明開關全部換為QLS智能照明開關，電梯門上加裝門磁開關，門磁開關連到電梯前的照明燈開關上，將住宅入戶門上也加裝門磁開關，門磁開關連到離住戶門最近的照明燈開關上，樓梯間的防火門上加裝門磁開關，連到樓梯間內(nèi)防火門旁的照明開關上。

參數(shù)設定：均維持開關初始參數(shù)不變。

工作過程分析：因為住宅樓內(nèi)人員的走動具有隨機性，而且電梯前人員走動不是很頻繁，只是有與電梯前相連的幾個住宅戶內(nèi)人員及來訪人員有可能會在此走動，所以開關應該經(jīng)常處于節(jié)能模式節(jié)能效果最好，當人走出電梯時，電梯門開，電梯前燈自動點亮，當住宅戶內(nèi)人員出門時，打開房門，門外走廊里的照明燈自動點亮，如果走廊比較長，有不受門控的照明燈，走動的人員可以采用聲音或手動的方式使燈點亮，燈亮一段時間后會自動熄滅，由于燈經(jīng)常是處于熄滅狀態(tài)的，可以節(jié)約大量的電能。

4結(jié)束語

國務院頒布的《民用建筑節(jié)能條例》已于2008年10月1日起開始實施了，在其中的第十九條明確說明：“建筑的公共走廊、樓梯等部位，應當安裝、使用節(jié)能燈具和電氣控制裝置?！边@里所說的“電氣控制裝置”，就是指能夠自動熄滅照明燈的節(jié)能控制裝置，QLS智能照明開關的出現(xiàn)，克服了普通聲、光控開關和人體感應開關所存在的功能過于單一的問題，實現(xiàn)了建筑中公共部分照明燈的多功能智能化控制，填補了新型多功能智能照明開關領域的空白，為物業(yè)管理單位進行建筑照明的節(jié)能改造提供了一種有效的方法和手段，可以為國家節(jié)約大量的照明電能，值得推廣和使用。