智能照明系統(tǒng)在大型公建中的應用分析

文｜廣西華藍設計（集團）有限公司 李 琰 粟衛(wèi)權

1 引言

建筑節(jié)能是智能建筑的一個重要的發(fā)展方向。建筑照明的智能控制在美化照明環(huán)境、提高工作效率的同時，已發(fā)展成為一項重要的節(jié)能技術，可以最大幅度地增加燈具的使用效能、延長燈具的使用壽命、獲得較高的經濟回報率，是實現(xiàn)“綠色建筑”的重要一步。

2 智能照明系統(tǒng)在大型公用建筑中的作用

大型公建的燈光設計可為公共建筑吸引眾多的游客或顧客。優(yōu)秀的燈光設計不僅要利用燈具造型和光色調節(jié)營造出具有特定風格和美感的建筑環(huán)境，同時還應兼顧節(jié)能效果，智能照明控制系統(tǒng)的作用正在于此。

（1）實現(xiàn)照明控制智能化

采用智能照明控制系統(tǒng)后，照明系統(tǒng)可工作在全自動狀態(tài)，按照預先設置切換若干基本工作狀態(tài)，根據預先設定的時間自動地在各種工作狀態(tài)之間轉換。例如，上午來臨時，系統(tǒng)自動將燈調暗；在靠窗的區(qū)域，系統(tǒng)智能地利用室外自然光；當天空放晴或轉陰時，室內燈相應地調暗或調亮，始終令室內的亮度保持在人體最舒適的水平。

（2）變換場景以適應環(huán)境、用途的變化

智能照明控制系統(tǒng)的場景設計可根據季節(jié)、時間、環(huán)境、用途的變化及時變換燈具組合、調節(jié)照度，不僅能更好地滿足使用需求，還能營造出一種溫馨、舒適、賓至如歸的環(huán)境，增添藝術魅力，增加顧客對該公用建筑的好感。

（3）帶來可觀的節(jié)能效果

除了給公眾提供舒適的環(huán)境外，節(jié)約能源和降低運行費用也是公用建筑需要解決的重要問題。智能照明控制系統(tǒng)能夠通過合理的管理，根據不同日期、不同時間各個功能區(qū)域的燈具運行情況預先進行光照度的設置，提供最舒適的照明，并大幅降低大型公建的能耗。

（4）延長燈具壽命

智能照明控制系統(tǒng)能成功地抑制電網的沖擊電壓和浪涌電壓，并采用軟啟動和軟關斷技術，避免燈絲發(fā)生熱沖擊，能成功地使燈具壽命延長2～4倍，并節(jié)約大量的安裝維修成本，對于解決大型公建常見的難安裝區(qū)域燈具及昂貴燈具維護保養(yǎng)的問題，具有特殊意義。

（5）可與其他系統(tǒng)聯(lián)動控制

智能照明系統(tǒng)可與其他系統(tǒng)，例如BA系統(tǒng)、監(jiān)控報警系統(tǒng)聯(lián)動控制。當發(fā)生緊急情況時，可由報警系統(tǒng)強制打開所有回路。

（6）提高管理水平，減少維護費用

將普通照明的人為開與關轉換成通過智能化系統(tǒng)加以管理，不僅能使管理者將其高素質的管理意識貫徹到照明控制中去，而且同時將大大減少運行維護費用。

3 智能照明控制系統(tǒng)的總線控制方式

傳統(tǒng)的照明控制多采用點對點的連接方式或DDC的自動照明控制方式。傳統(tǒng)的點對點控制有效、直觀，但過多地依賴手工操作，系統(tǒng)相對分散。DDC的自動照明控制方式通過控制供電回路中的接觸器的分合實現(xiàn)了供電回路的遠程通斷控制，但通常無法實現(xiàn)調光控制和靈活的場景切換。隨著科技的發(fā)展，總線制照明控制已經成為當今照明控制的主流。總線控制即通過現(xiàn)場總線將照明系統(tǒng)中的開關及控制箱聯(lián)結成為網絡，采集輸入信號并傳輸控制信號。

總線控制協(xié)議按是否開放可分為封閉協(xié)議和開放協(xié)議兩類。封閉協(xié)議有C-Bus和Dynet，開放協(xié)議有DALI、X-10和HBS。除X-10協(xié)議外，其余協(xié)議都采用動力線與控制總線分離的結構。

（1）C-Bus總線

C-Bus系統(tǒng)所有的單元器件均內置微處理器和存儲單元，由一對信號線連接成網絡，即一對線上既提供總線設備工作電源，又傳輸總線設備信息。每個單元均設置唯一的單元地址并由軟件設定其功能。當有輸入時，輸入單元將在C-Bus總線上廣播包含其編址信息的數據包，所有輸出單元均對接收的廣播信號加以分辨并做出判斷，控制相應回路輸出。每個輸入模塊都可直接與輸出模塊進行通信，無須通過中央控制器。

C-Bus的傳輸協(xié)議為CSMA/CD，可設成星型或樹型拓撲結構，但不支持環(huán)網結構。當以一對非屏蔽5類雙絞信號線（UTP5）作為傳輸介質時，C-Bus的通信距離可達1200m。

（2）Dynet總線

Dynet是邦奇（Dynalite）公司的，面向照明系統(tǒng)的封閉控制總線協(xié)議，基于RS485四線制，即一對雙絞線提供DC12V總線設備工作電源，另一對雙絞線用于傳輸總線設備信息。Dynet只支持總線形網絡拓撲結構。與C-Bus系統(tǒng)一樣，Dynet系統(tǒng)無需中央控制處理機，網絡上每一個控制裝置內的存貯器均存有操作所需的全部指令和數據且不會因斷電而丟失信息。

（3）DALI數字化可尋址調光接口

DALI數字化可尋址調光接口于1994年被列入IEC 60929標準，是由一些燈具、鎮(zhèn)流管和夾具制造商合作開發(fā)的一項開放的數字通信協(xié)議，允許控制器和熒光燈、白熾燈等照明夾具之間的通信。遵循DALI協(xié)議的鎮(zhèn)流器使用低電壓配線連接成的照明總線，系統(tǒng)中的每個鎮(zhèn)流器都分配有一個地址，從而實現(xiàn)熒光燈的獨立控制和任意分組控制。

（4）X-10電力線載波總線

電力載波通信是利用現(xiàn)有電力線，通過載波方式將模擬或數字信號進行高速傳輸的技術，其最大特點是無須重新布設控制線纜，只要有電線，就能進行數據傳遞。但是，電力載波通信技術也存在著配電變壓器對電力載波信號有阻隔、三相電力線間有信號損失、電力線存在本身固有的脈沖干擾等缺點。

（5）HBS總線

HBS家庭總線系統(tǒng)由日本日立、松下、三菱、東芝等知名企業(yè)聯(lián)合推出。HBS協(xié)議規(guī)定了如何通過雙絞線或同軸電纜實現(xiàn)家庭電器、電話，以及音頻、視頻裝置的互連，著眼于家用電器的綜合自動化，采用專用總線，具有抗干擾、響應快、風險較低的特點。

4 智能照明控制系統(tǒng)應用案例

某市機場可滿足每年76萬人次旅客吞吐量、8695架次航班起降、5200噸郵貨吞吐量的需求。該機場智能照明控制系統(tǒng)采用MRTLC照明控制系統(tǒng)，屬于C-Bus總線控制方式。

機場航站樓智能照明控制回路數約為300個，分布在3層樓的30個配電箱內。系統(tǒng)分3個子網，中央控制管理中心設在1層消防中心，在現(xiàn)場的強電井內安裝有可編程控制面板，可供管理人員現(xiàn)場控制。

MRTLC照明控制系統(tǒng)為分布式控制、模塊化結構，控制模塊均內置CPU，每個輸入模塊都可直接與輸出模塊通信，消除了集中式結構一旦中央CPU出現(xiàn)故障將造成整個系統(tǒng)癱瘓的弱點。

（1）屋頂特色照明控制方案

屋頂照明的各回路之間距離較遠，回路功率較大，如采用普通照明控制方案，控制起來非常麻煩。

智能照明管理系統(tǒng)基于天文時鐘，參考機場所處地區(qū)的緯度和經度編寫程序，對日出、日落、季節(jié)變化和絕對時間綜合考慮來調整場景模式。時鐘控制和上述亮度控制共同作用，可根據不同的時間和亮度值，營造出適宜的照明效果。系統(tǒng)平時按時自動運行，并可以與其他系統(tǒng)聯(lián)動，如根據航班信息，自動調整屋頂特色照明的開關燈時間。

（2）聯(lián)檢區(qū)域照明控制方案

聯(lián)檢區(qū)域是機場安保要求級別最高的區(qū)域。海關、檢疫、邊防柜臺被劃分為三個不同的控制分區(qū)。某個柜臺運營時，其上空的燈具提供100%的照明，以保證安檢人員更加細致和可靠地工作；結束當天的運營后，其上空的燈具調整為50%的照明；所有柜臺均結束運營的時候，其所在的區(qū)域均開啟應急照明，提供最小的疏散照度。

（3）行李提取大廳照明控制方案

行李提取大廳照明按照行李轉盤的分布劃分為不同控制區(qū)域。當某個行李轉盤運行時，對應控制區(qū)域的燈具提供100%的照明，相鄰兩個控制區(qū)域的燈具提供50%的照明。夜間停航時，僅開啟應急照明，提供最小的疏散照度。

（4）候機廳照明控制方案

候機廳是旅客休息的主要場所，其燈光控制既要充分考慮為旅客營造舒適、整潔的光環(huán)境，又要貫徹整體的節(jié)能觀念。候機廳運營時燈具提供100%的照明；結束當天的運營后燈具調整為25%的照明；航站樓結束當天的運營后，所有的候機廳開啟應急照明，提供最小的疏散照度。

（5）登機橋照明控制方案

登機橋是旅客登機的必經之路，在其運營時燈具提供100%的照明方便旅客登機；停止運營后僅開啟應急照明，提供最小的疏散照度；航站樓結束當天的運營后，所有登機橋的所有照明均關閉。

（6）大面積房間、公共走廊與連廊、員工走道區(qū)域照明控制方案

大面積房間、公共走廊與連廊、員工走道是機場必不可少的區(qū)域。照明控制系統(tǒng)處于全自動控制狀態(tài)，采用紅外監(jiān)測、聲控等多種控制方式，保證在這些區(qū)域需要燈光的時候將燈光及時打開，不需要燈光的時候將燈光關閉。這在保證機場正常運行的前提下，充分體現(xiàn)了智能照明控制系統(tǒng)的節(jié)能功效。

（7）其他區(qū)域照明控制方案

上述方案未涵蓋區(qū)域的照明控制參考以上區(qū)域的照明控制原則，結合實際照明支路的配置、航站樓運行時刻表、自然光亮度及管理模式等，采用多種控制模式，靈活控制。

（8）控制方式

①采用中央監(jiān)控可視化軟件，在監(jiān)控機房即可對聯(lián)檢區(qū)域進行集中監(jiān)控，隨時根據需要進行開關燈。同時，在現(xiàn)場各操作間安裝多功能控制面板，方便機場工程維護人員隨時對該區(qū)域的燈光進行手動控制。

②系統(tǒng)平時按時自動運行，并且可以與其他系統(tǒng)聯(lián)動，特別是可以按照航班信息，自動調整各指定區(qū)域開關燈的時間。

③智能照明管理系統(tǒng)平時基于天文時鐘，參考機場所處地區(qū)的緯度和經度編寫程序，綜合考慮日出、日落、季節(jié)變化和絕對時間來調整場景模式，營造出適宜的照明效果。

5 結束語

智能照明控制系統(tǒng)的使用，不但使各個電器末端設備能夠達到真正意義上的自動化無人值守的要求，還可以在此基礎上與消防、安防、報警、背景音樂等系統(tǒng)進行聯(lián)動。無論是在機場、酒店、醫(yī)院、學校、地鐵站、博物館、會展中心還是在寫字樓、超市等大型公共建筑工程上，智能照明控制系統(tǒng)的應用，都將帶來完美的燈光效果和可計算的節(jié)能實惠，是未來低碳生活的發(fā)展趨勢。