建筑工程中的智能照明控制系統(tǒng)研究展望

摘 要：建筑智能照明工程中智能照明控制系統(tǒng)發(fā)展迅速，具有舒適性和節(jié)能性兩方面優(yōu)勢。智能照明控制系統(tǒng)已經(jīng)處于模塊化高速發(fā)展階段，如今更好的控制方案成為制約系統(tǒng)發(fā)展的瓶頸。文章在研究了國內(nèi)外智能照明系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，從照明節(jié)能方面提出照明控制方案設(shè)計時的4點要求：自然光補償節(jié)能、上下班定時開關(guān)燈、午休時間燈光關(guān)閉N%和下班后紅外感應(yīng)節(jié)能。

關(guān)鍵詞：智能照明；建筑工程；研究展望

1 研究意義

現(xiàn)代建筑的能耗相當(dāng)大，據(jù)資料統(tǒng)計建筑的能耗達(dá)整個國家總能耗的30%，而建筑物的能耗通常體現(xiàn)在建筑設(shè)備的能耗上，建筑物的設(shè)備能耗中照明及辦公用電大概占建筑設(shè)備用電的39%。傳統(tǒng)的照明控制缺點非常明顯，很難達(dá)到由管理室對全體照明成批監(jiān)控；現(xiàn)場控制也不夠靈活。智能照明控制系統(tǒng)可以更有效地利用能源，緩解能源危機。

2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

以前由于成本高、運行維護難等原因，智能照明系統(tǒng)僅在一些重點項目及道路[1]、蔬菜大棚[2]、舞臺和辦公大樓[3，4]等需要特定燈光場景的場合中得到應(yīng)用。

根據(jù)辦公大樓的運營實例，節(jié)能效果能達(dá)到20～50%以上；一般的商場、酒店、地鐵站等地的節(jié)能效果也能達(dá)到25～30%，同時可將燈具使用壽命延長2～3倍[3，4]。如2012年，日本人Ono，Keiko等使用智能照明系統(tǒng)控制辦公室頂棚L(fēng)ED燈具，測得實際節(jié)能60～80%[5]。2013年，Byun等在實驗室內(nèi)，用LED智能照明系統(tǒng)模擬控制住宅照明，最好的實驗節(jié)能數(shù)據(jù)為21.9%[6]。

國內(nèi)的智能照明控制系統(tǒng)，控制對象絕大多數(shù)為商業(yè)照明，如：劇院、博物館、路燈等。2013年，李智華等設(shè)計了一種基于ZigBee的LED智能照明控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)在恒照度自適應(yīng)控制試驗中取得了5%的誤差，但是在LED驅(qū)動的效率以及模糊PID恒照度自適應(yīng)控制在抗擾動和響應(yīng)速度等方面，還需要改進[7]。

3 智能照明系統(tǒng)分析

3.1 智能照明發(fā)展分析

在智能照明控制系統(tǒng)模塊化的今天，各大廠商智能照明模塊最大的區(qū)別就在于各自對照明系統(tǒng)場景方案的設(shè)計。建筑類型多種多樣，業(yè)主需求五花八門，如何針對性的提取共性，設(shè)計出符合絕大多數(shù)業(yè)主需求的控制方案，盡可能的一樓一方案才能實現(xiàn)真正意義上的智能。以下為智能照明模塊方案中的幾點共性。

3.1.1 自然光補償節(jié)能

從節(jié)能的角度考慮，應(yīng)盡可能最大程度地使用自然光。智能照明系統(tǒng)通過加裝在窗戶上的照度傳感器智能調(diào)節(jié)燈光強度，如圖1所示。

3.1.2 上下班定時開關(guān)燈

傳統(tǒng)模式中，每天需要管理人員提早出發(fā)，一片區(qū)域一片區(qū)域打開。智能控制系統(tǒng)按照預(yù)先設(shè)定的程序，準(zhǔn)時、全自動運行，并無人工成本。

3.1.3 午休時間燈光關(guān)閉N%

午休時間，員工外出就餐，并不需要工作時的照度，可適當(dāng)調(diào)整燈具光強或關(guān)閉部分燈具。若以午休時間燈光關(guān)閉50%為例，每天中午休息一小時，平均每個回路每天少運行0.5小時，每回路每天運行10小時計算，實際節(jié)省電力為5%。

3.1.4 下班后紅外感應(yīng)節(jié)能

系統(tǒng)按照預(yù)先設(shè)置的程序，每隔一定時間電腦巡查所有燈光回路狀態(tài)，自動關(guān)閉無需使用的回路。

4 結(jié)束語

文章通過對當(dāng)今智能照明系統(tǒng)研究分析的基礎(chǔ)上，從照明系統(tǒng)運行方案層面對照明系統(tǒng)進行了深入研究，通過分析多個廠家照明系統(tǒng)的各個方案，體現(xiàn)較高節(jié)能水平的同時，又注重照明質(zhì)量。智能照明控制系統(tǒng)不僅僅對照明設(shè)計的發(fā)展具有前瞻性意義，更可以通過聯(lián)動，結(jié)合建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)，提高建筑智能化進程。

參考文獻

[1]劉煒.住宅人工照明光環(huán)境智能控制研究[D].重慶大學(xué)，2003：23.

[2]Overa-Gonzalez Ernesto，Alaniz-Lumbreras Daniel，Lvanov-Tsonchev Rumen，etal Intelligent lighting system for plant growth and development [J]. Computers Electronics in Agriculture，2013，92（10）：48-53.

[3]張明.智能照明控制系統(tǒng)在辦公大樓中的應(yīng)用[J].智能建筑與城市信息，2014（18）：84-85.

[4]黃天宏.LED照明技術(shù)的研究和設(shè)計實例[D].湖南大學(xué)，2009：5.

[5]Ono Keiko，Miki Mitsunori，Yoshimi Masato，etal.Development of an Intelligent Lighting System Using LED Ceiling Lights into an Actual Office[J]. Electronics Communications in Japan，2012，95（10）：54-63.

[6]Byun Jinsung，Hong Insung，Lee Byoungjoo，etal.Intelligent household LED lighting system considering energy efficiency and user satisfaction[J].IEEE Transactions on Consumer Electronics.，2013，59（1）：70-76.

[7]李智華，周峰，王元章，等. 基于ZigBee的LED智能照明控制系統(tǒng)[J].現(xiàn)代建筑電氣，2013（6）：9-12.

作者簡介：孫良（1982，2-），男，湖南人，碩士，講師，研究方向：智能照明。