住宅小區(qū)照明智能控制

文｜濟(jì)寧市建筑設(shè)計(jì)研究院興業(yè)監(jiān)理公司 鮑明慧

1 前言

萬佳陽光城總建筑面積為290000m2，由21棟樓組成，包括8幢多層和13幢情景花園洋房。該小區(qū)的整個(gè)園區(qū)為坡地地形，若采用傳統(tǒng)配線系統(tǒng)，則應(yīng)采用多點(diǎn)、多回路的相對獨(dú)立的供電方式，回路相互之間無聯(lián)系。而這種布線回路一旦確定，在照明要求發(fā)生改變時(shí)便不得不重新敷設(shè)線路。所以，傳統(tǒng)的園區(qū)照明配電方式已不能滿足平時(shí)照明、節(jié)日照明和多場景照明等現(xiàn)代照明的要求。此外，單憑人力無法對燈光進(jìn)行精確管理，因而會造成燈光開啟時(shí)間延長，管理上的難度加大，進(jìn)而造成不必要的用電浪費(fèi)和人力資源的浪費(fèi)。為充分地利用景觀環(huán)境資源，創(chuàng)造出“以人為本”的燈光宜人、優(yōu)雅舒適的環(huán)境氛圍，同時(shí)也為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目標(biāo)，我們決定對該園區(qū)照明系統(tǒng)進(jìn)行智能控制。

2 設(shè)計(jì)方案

本項(xiàng)目的照明系統(tǒng)采用了ABB i-bus智能控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)為分布式控制系統(tǒng)，采用模塊化結(jié)構(gòu)及國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO的標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議，通過一條總線將各個(gè)分散的元件連接起來，各個(gè)元件均為智能化模塊，可以通過電腦編程獨(dú)立地完成控制工作，也可以通過不同組合完成不同的控制工作。由于ABB i-bus KNX總線本身具有屏蔽能力，所以可以強(qiáng)、弱電同管，方便敷設(shè)。

2.1 照明區(qū)域及系統(tǒng)配置

該照明控制系統(tǒng)主要包括園區(qū)主干道路照明、園區(qū)庭院照明、水景花園照明三個(gè)區(qū)域。

（1）主干道路照明

園區(qū)主干道路具有人車混合、車速較低、交通流量大且路面相對較窄等特點(diǎn)，需要適當(dāng)提高道路照度，故采用半截止型配光燈具。在參考了路邊建筑物的高度之后，將燈桿高度取為5.6m，間距取為30m，以兼顧配光均勻性和經(jīng)濟(jì)性；采用同側(cè)布燈，彎道處增加一只燈桿的形式，以加強(qiáng)誘導(dǎo)性。光源選用高壓鈉燈，它的光效和壽命都很高，且擁有很好的分辨率和透霧性，是最適宜用作路燈照明的光源之一。

該區(qū)域照明通過KNX總線進(jìn)行開啟定時(shí)控制，下午6時(shí)定時(shí)打開，至凌晨定時(shí)關(guān)閉部分照明，早晨6時(shí)再定時(shí)關(guān)閉剩余部分照明，定時(shí)時(shí)間和照明燈具關(guān)閉范圍可通過程序進(jìn)行設(shè)置，即便于管理又能達(dá)到節(jié)能的目的。

（2）庭園照明

庭園照明在住宅小區(qū)照明中起著烘托景觀乃至協(xié)助造景的作用，是室外照明飾景功能的充分體現(xiàn)；又有消滅照明死角、便于人們活動(dòng)、減少犯罪的作用，是明視功能的有機(jī)組成和延伸。

庭園燈在滿足行人安全感的前提下盡量降低照度，燈具安裝間距為25m，采用小功率金屬鹵化物燈，離地50cm安裝，每住戶單元草坪處設(shè)一只。

該庭院照明區(qū)域同樣可以根據(jù)業(yè)主要求進(jìn)行定時(shí)設(shè)定和調(diào)光設(shè)定，便于業(yè)主根據(jù)場景需要選擇優(yōu)雅宜人的環(huán)境氛圍，提高園區(qū)照明舒適度。

（3）水景燈

水景花園是園區(qū)亮點(diǎn)工程，水景燈選用防水燈具，以鹵鎢燈為光源。鹵鎢燈擁有連續(xù)性光譜，燈光經(jīng)過水體的反射或折射，可以產(chǎn)生絢麗多彩的效果。該區(qū)域照明采用燈光智能控制，可以做到預(yù)設(shè)置夜景場景，能夠按照“平時(shí)”、“一般節(jié)日”、“重大節(jié)日”等不同夜景場景體現(xiàn)不同的照明效果，實(shí)現(xiàn)燈光調(diào)光功能，產(chǎn)生夜景動(dòng)感效果，營造節(jié)日氣氛。對水景燈的照明設(shè)計(jì)和智能控制是該照明系統(tǒng)中場景變化最多，最能體現(xiàn)智能控制靈活性、多樣性和可擴(kuò)展性的部分。

2.2 供配電及智能控制線路

該住宅小區(qū)內(nèi)的路燈數(shù)量很多，單靠一個(gè)配電點(diǎn)送電，送電半徑過大，易引起末端壓降損失過大。因此，我們在園區(qū)內(nèi)設(shè)置了兩臺變壓器，由變壓器引入低壓電源，為鄰近的道路照明和庭院照明供電。

在園區(qū)內(nèi)設(shè)兩只分控箱，分控箱由電源回路和控制回路兩部分組成。電源回路采用YJV-4×16-FC-PVC40對分控箱供電，經(jīng)S261-C6微型斷路器進(jìn)行過電流保護(hù)后對照明回路供電。每一照明回路受分控箱內(nèi)的控制系統(tǒng)控制和供電回路的過電流保護(hù)控制。

分控箱內(nèi)的控制系統(tǒng)主要由電源供應(yīng)器和開關(guān)驅(qū)動(dòng)器組成。本系統(tǒng)選用ABB專用的SV/S30.640電源控制器為SA/S12.16.5開關(guān)驅(qū)動(dòng)器供電。開關(guān)控制器根據(jù)中控室中發(fā)出的控制信號對照明負(fù)載進(jìn)行開閉控制，同時(shí)具有手動(dòng)功能，尤其適合于容性負(fù)載及有較高沖擊電流的負(fù)載。

兩個(gè)分控箱引出兩條支線進(jìn)入中心控制室的控制箱內(nèi)，控制支線采用i-bus J-Y（ST）2×2×0.8-PVC，不需大量的電纜敷設(shè)和繁雜的控制設(shè)計(jì)。對整個(gè)系統(tǒng)的控制要求可以通過中心控制室的控制系統(tǒng)完成，并可以隨心所欲地進(jìn)行組態(tài)。

中心控制室內(nèi)設(shè)中控箱一只，中控箱主要由以下部分組成：

◆ LK/S4.1線路耦合器；

◆ SW/S4.5定時(shí)控制器；

◆ 6120U-102-500總線耦合器；

◆ 6125智能面板。

道路照明采用三相電纜供電，隔盞換相的方式，以免因一個(gè)回路故障而導(dǎo)致較大范圍道路照明完全中斷。

該配電箱系統(tǒng)如圖1所示。

2.3 接地系統(tǒng)

室外燈具分布范圍大，燈具基礎(chǔ)小，通常不具備作等電位聯(lián)結(jié)的有利條件。因此，該園區(qū)照明系統(tǒng)采用TT接地系統(tǒng)，回路首端安裝漏電保護(hù)器，動(dòng)作電流不大于30mA；每一路燈回路裝設(shè)NDB1L-32-C16小容量熔斷器，兼做過流和接地故障保護(hù)，其熔體額定熔斷電流Ia取3.6A ，照明器外殼接地電阻RA要求不大于10Ω。

3 i-bus智能建筑控制系統(tǒng)的解決方案

i-bus智能建筑控制系統(tǒng)的解決方案主要選用了以下控制元件：

圖1 配電箱系統(tǒng)示意圖

◆ SV/S30.640.5電源供應(yīng)器，640mA，作用是提供系統(tǒng)電源至各元件；

◆ SA/S12.16.5為開關(guān)驅(qū)動(dòng)器，12回路，6A，帶電流檢測，安裝在小區(qū)內(nèi)的照明分控箱中；

◆ LK/S4.1為線路耦合器，作用是連接i-bus總線；

◆ 6125為solo系列智能面板，每聯(lián)可以控制一路調(diào)光，同時(shí)帶狀態(tài)指示LED；

◆ SW/S4.5為定時(shí)控制器，4通道，作用主要是對燈具進(jìn)行定時(shí)控制，同時(shí)連接i-bus總線；

◆ 6120U-102-500為總線耦合器，作用是連接i-bus總線；

◆ i-bus J-Y（ST）2×2×0.8為i-bus總線電纜，為4芯屏蔽雙絞線。

該方案控制原理如圖2所示。

圖2 i-bus智能建筑控制系統(tǒng)解決方案

該解決方案同時(shí)可以通過RS232接口或USB接口與園區(qū)計(jì)算機(jī)管理平臺進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和共享，可以方便地實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的兼容、改造和升級。應(yīng)用了該解決方案之后，使用單位可以根據(jù)燈光管理的具體要求進(jìn)行不同場景燈光的編程和設(shè)定，夜景照明可全年自動(dòng)運(yùn)行，無需人工日常維護(hù)，這些都為節(jié)能控制管理打下了良好的基礎(chǔ)。

1 ABB i-bus EIb/KNX智能建筑控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)手冊

2《 民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》（JGJ 16-2008）

3 高密市文體中心體育館控制方案

4 淺談ABB i-bus EIB智能建筑控制系統(tǒng)在大型賣場中的應(yīng)用