芻議室外智能照明系統(tǒng)節(jié)能措施

劉建敏

摘要：由于城市照明系統(tǒng)的高速發(fā)展，造成電力系統(tǒng)供應(yīng)不足，從而在二者之間出現(xiàn)嚴(yán)重的矛盾，而節(jié)約能源方式的出現(xiàn)能夠緩解這些矛盾。文章針對城市室外照明一些常用的節(jié)能方法，并結(jié)合實(shí)際情況歸納概括，提出了積極的建議。

關(guān)鍵詞：室外照明 節(jié)能 措施

概述

近年來， 隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展， 能源需求大大增加， 能源供需矛盾愈加突出， 能源短缺已嚴(yán)重制約我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。與此同時(shí)， 建筑業(yè)迅猛發(fā)展， 照明能耗比例增大， 照明節(jié)能已成為人們必須思考的問題。本文就公共建筑、居住小區(qū)類建筑的庭院照明、道路照明、景觀照明、立面照明等室外照明的節(jié)能措施方面加以研究， 以達(dá)到在保證照度標(biāo)準(zhǔn)和照明質(zhì)量的前提下， 最大限度地節(jié)能。

1 智能照明控制系統(tǒng)的構(gòu)成

智能照明控制系統(tǒng)僅僅是大樓控制系統(tǒng)中的一個(gè)部分。在工程中， 樓宇智能管理系統(tǒng)采用了分布式、集散型方式，即各個(gè)控制子系統(tǒng)相對獨(dú)立， 自成一體， 實(shí)施具體的控制，樓宇智能管理系統(tǒng)對各控制子系統(tǒng)只是起一個(gè)信號收集和監(jiān)測作用。

智能照明控制主系統(tǒng)是一個(gè)由集中管理器、主干線和信息接口等元件構(gòu)成的， 對各區(qū)域?qū)嵤┫嗤目刂坪托盘柌蓸拥木W(wǎng)絡(luò)； 其子系統(tǒng)應(yīng)是一個(gè)由各類調(diào)光模塊、控制面板、照度動(dòng)態(tài)檢測器及動(dòng)靜探測器等元件構(gòu)成的， 對各區(qū)域分別實(shí)施不同的具體控制的網(wǎng)絡(luò)， 主系統(tǒng)和子系統(tǒng)之間通過信息接口等元件來連接， 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。

智能照明控制系統(tǒng)按網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分為總線式和以星形結(jié)構(gòu)為主的混合式。總線式靈活性較強(qiáng)一些， 易于擴(kuò)充，控制相對獨(dú)立， 成本較低； 混合式可靠性較高一些， 故障的診斷和排除簡單， 存取協(xié)議簡單， 傳輸速率較高。

2 如何選用智能照明控制系統(tǒng)

2. 1 照明控制系統(tǒng)的可靠性

控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)隨著電子技術(shù)特別是計(jì)算機(jī)通信技術(shù)的發(fā)展變化而不斷提高， 已從70 年代第3代的中央控制方式經(jīng)80年代第4 代的集散控制方式發(fā)展到如今的第5 代的分布式控制方式。分布式控制的特點(diǎn)是控制器構(gòu)造上高度模塊化， 布局上可以高度分散， 控制器性能具有獨(dú)立運(yùn)行功能，并具有自我診斷和容錯(cuò)功能， 信息通過一條簡單的總線按標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議進(jìn)行傳輸， 因此分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)十分可靠簡單， 設(shè)計(jì)、安裝、運(yùn)行、維護(hù)、檢修也十分方便， 是當(dāng)今比較好的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

照明控制器的可靠性也是選用系統(tǒng)的一個(gè)條件， 控制器的關(guān)鍵器件、電路設(shè)計(jì)和保護(hù)措施質(zhì)量的可靠與否， 會直接影響照明燈運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。

2. 2 系統(tǒng)的開放性和互連性

現(xiàn)代控制系統(tǒng)已趨向開放， 系統(tǒng)開放意味著有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的接口， 這樣不同廠商的產(chǎn)品可以互連， 具有互操作性。

2. 3 系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性

系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性反映在系統(tǒng)的初始投資和系統(tǒng)運(yùn)行后的節(jié)省電能， 降低維護(hù)運(yùn)行費(fèi)。系統(tǒng)投入運(yùn)行后由于照明控制器的控制性能特點(diǎn)改善了照明燈的運(yùn)行工作條件， 從而延長了燈的使用壽命， 減少換燈量， 降低維護(hù)費(fèi)用， 另一方面通過對照明燈的工作狀態(tài)科學(xué)的管理和控制可節(jié)省電能。

2. 4 照明控制系統(tǒng)的實(shí)用性

照明控制系統(tǒng)是否實(shí)用是評價(jià)一個(gè)系統(tǒng)的真正價(jià)值所在， 照明控制系統(tǒng)的實(shí)用性體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：

（ 1） 控制器能對不同類型的光源燈調(diào)光， 而且有良好的性能。

（ 2） 有滿足現(xiàn)場操作控制的各種控制界面

（ 3） 有與其它設(shè)備進(jìn)行互連的各種輸入/輸出接口

3 節(jié)能措施

目前對城市室外照明進(jìn)行控制最常見的方法為通過降低電壓、減少電流量及使用功率對單個(gè)燈具進(jìn)行控制從而到達(dá)節(jié)能的方法。

3.1 集中控制節(jié)能

一般情況下，在城市照明系統(tǒng)線路中，我們可以對路燈控制箱中的控制信號及功率控制器進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)從而使照明設(shè)備達(dá)到節(jié)能的目標(biāo)。根據(jù)對不同路段中時(shí)間及相應(yīng)車輛數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，從而核算出相應(yīng)的調(diào)整率，根據(jù)該數(shù)據(jù)在凌晨對某路段的路燈進(jìn)行降壓、穩(wěn)壓及光照的調(diào)整，進(jìn)而使路燈延長使用壽命并達(dá)到節(jié)能的效果。

3.2 調(diào)壓節(jié)能器的使用

該措施可采用多種技術(shù)進(jìn)行，且具有安裝方便、便于控制及維護(hù)的優(yōu)點(diǎn)。但由于其成本不低，對節(jié)電量也無決定權(quán)，在后半夜受城市電網(wǎng)的影響，會隨城市電網(wǎng)電壓的變化而變化，當(dāng)城市電網(wǎng)的供電負(fù)荷下降時(shí)，調(diào)壓節(jié)能器降壓越多，從而提高接點(diǎn)率。但對于一些老城區(qū)而言，受原本照明設(shè)備電壓的影響，在后半夜體現(xiàn)不出很好的節(jié)能效果。所以我們建議該措施在使用時(shí)應(yīng)盡量選擇新建工程中，或?qū)铣沁M(jìn)行改造后再使用。

3.3 單燈控制措施的使用

有些光源在工作中若減少經(jīng)過它的工作電流仍然可以正常運(yùn)行，我們可以充分利用這項(xiàng)原理，對每個(gè)電燈裝載控制器，在不同時(shí)間段內(nèi)調(diào)節(jié)光源線路中鎮(zhèn)流器的功率，從而達(dá)到節(jié)能的效果。一般情況下我們可以設(shè)立兩到四個(gè)時(shí)間段，令照明燈具在四個(gè)時(shí)間段內(nèi)具有不同的功率，在保障交通安全的情況下達(dá)到節(jié)能減排的目的。

目前常見有以下兩種類型：第一類是通過使用對時(shí)間進(jìn)行預(yù)置變換的電路從而降低鎮(zhèn)流器的損耗率的時(shí)間預(yù)置變換功率鎮(zhèn)流器。用這種設(shè)施對不同時(shí)間段的電流進(jìn)行變換控制，電源中的功率也會發(fā)生變化，從而提供能源利用率。該設(shè)施適用于新建立的工程項(xiàng)目中，節(jié)能系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，可靠性好，雖然在投資上相比傳統(tǒng)照明設(shè)備高，但能實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果的同時(shí)，還能保護(hù)設(shè)備延長使用壽命。第二類是沿用以前設(shè)備中的鎮(zhèn)流器，把節(jié)能型的限流設(shè)備串聯(lián)到線路中，該限流設(shè)備什么時(shí)間接入由時(shí)間預(yù)置轉(zhuǎn)換器來決定。在上半夜該設(shè)備不與限流抗電器相連，下半夜再由時(shí)間轉(zhuǎn)換開關(guān)決定。這種方式適用于老城區(qū)的照明系統(tǒng)中，對道路進(jìn)行改造時(shí)，無需更換原來的燈具，既為施工提供方便，又能降低成本。

針對目前流行的單燈節(jié)能產(chǎn)品而言，由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)的制約，使得節(jié)能發(fā)生結(jié)束時(shí)間相對固定，不能根據(jù)季節(jié)及環(huán)境的改變而調(diào)整，并且對一些傳統(tǒng)的燈具而言，如果加載節(jié)能器，其內(nèi)部進(jìn)行轉(zhuǎn)換的同時(shí)沖擊力強(qiáng)易對設(shè)備造成損害，對設(shè)備進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)控制的技術(shù)尚未成熟。

4 科學(xué)地使用智能照明控制系統(tǒng)，注重日常維護(hù)與管理

4.1 智能照明控制裝置

設(shè)置具有聲、光感應(yīng)器、人體感應(yīng)器、動(dòng)靜感應(yīng)器、時(shí)鐘管理器等功能的智能照明控制裝置，真正做到根據(jù)場所不同、季節(jié)不同、時(shí)段不同，按照各個(gè)功能區(qū)域的運(yùn)行情況預(yù)先進(jìn)行光照度的設(shè)置，根據(jù)需要開燈、關(guān)燈，確保電能的有效利用。

4.2 智能照明控制系統(tǒng)

利用先進(jìn)的微電腦控制的電磁調(diào)壓技術(shù)，對照明系統(tǒng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)跟蹤，將輸出、輸入電壓信號與最佳照明電壓相比較，通過計(jì)算進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，并確保工作電壓的穩(wěn)定輸出不受電網(wǎng)電壓波動(dòng)的影響，既可有效節(jié)約電能，又可有效延長燈具壽命。再通過系統(tǒng)中的時(shí)鐘管理器、自動(dòng)探測設(shè)備感測諸如人體運(yùn)動(dòng)波、周圍環(huán)境照度、溫度等信號的變化，根據(jù)不同的環(huán)境要求自動(dòng)控制燈的開/關(guān)及調(diào)光。

4.3 日常維護(hù)與管理

公建、居住小區(qū)類建筑的庭院照明、道路照明，在下半夜時(shí)無論是交通流量還是人流量都會大量減少，基于這一特點(diǎn)可以實(shí)行半夜照明控制，即0點(diǎn)之后關(guān)閉一半數(shù)量的燈具。做到需要照明時(shí)確保開燈，不需要照明時(shí)確保關(guān)燈。設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到此種需求，還要兼顧照度的均勻性。定期清掃燈具，提高燈具維護(hù)系數(shù)，從而提高光源的光通量利用率。

5 結(jié)語

室外照明節(jié)能措施的具體實(shí)施， 實(shí)際上是通過建筑電氣設(shè)計(jì)與照明裝置節(jié)能產(chǎn)品的使用兩個(gè)重要環(huán)節(jié)來完成的， 而智能化控制方式的開發(fā)又為照明設(shè)計(jì)提供了廣闊的選擇空間。

參考文獻(xiàn)

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