建筑照明的控制系統(tǒng)及其節(jié)能效果探索

伍時(shí)杰

摘 ?要：在能源供應(yīng)日益短缺的當(dāng)下，建筑能耗在社會(huì)總能耗中所占據(jù)的比重偏大，主要以建筑照明能耗為主。因此，新建建筑應(yīng)科學(xué)選擇、合理設(shè)計(jì)照明控制系統(tǒng)，盡可能設(shè)計(jì)出滿(mǎn)足規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的控制系統(tǒng)，有效照明節(jié)能。作者將圍繞建筑照明，首先，介紹控制系統(tǒng)及節(jié)能。然后，分析控制系統(tǒng)的工作原理。最后，探討節(jié)能效果的提升策略。

關(guān)鍵詞：建筑照明;控制系統(tǒng);節(jié)能效果

前言

隨著社會(huì)的發(fā)展與經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，生活質(zhì)量日益提升，照明用電量不斷增加，仍舊存在供電不充分、照明用電率不高、照明用電嚴(yán)重浪費(fèi)的問(wèn)題。在新時(shí)期，如何貫徹科學(xué)發(fā)展觀，均衡、有效用電，已成為消費(fèi)者面臨和思考的主要問(wèn)題，也是電氣設(shè)計(jì)者需要解決的根本任務(wù)。

1 控制系統(tǒng)及節(jié)能

1.1 照明控制系統(tǒng)

在建筑照明中，旨在通過(guò)照明控制系統(tǒng)來(lái)增加燈具的使用時(shí)間、節(jié)約更多的能源、縮減運(yùn)行經(jīng)費(fèi)、控制環(huán)境污染、提升利用率，迎合人工光環(huán)境的基本功能，彰顯人性化、現(xiàn)代化照明控制。依托照明環(huán)境自身的技術(shù)指標(biāo)、數(shù)據(jù)信息收集與傳送來(lái)全面控制照明設(shè)備，進(jìn)而達(dá)到生產(chǎn)生活、日常工作、常規(guī)學(xué)習(xí)、正常運(yùn)營(yíng)和節(jié)省能源等各種需求。照明控制系統(tǒng)主要采用多種現(xiàn)代技術(shù)，工作效率高、組成多樣，便于拓展，從長(zhǎng)遠(yuǎn)運(yùn)行層面而言，綜合性?xún)r(jià)比偏高，包含技術(shù)指標(biāo)設(shè)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)信息收集、數(shù)據(jù)傳送與處理等多個(gè)環(huán)節(jié)。

1.2 照明節(jié)能

現(xiàn)階段，照明控制系統(tǒng)被大面積應(yīng)用到不同的領(lǐng)域中，例如，體育場(chǎng)館、星級(jí)酒店、別墅和辦公大樓中。隨著科技的不斷進(jìn)步與經(jīng)濟(jì)適用性的增加，其應(yīng)用范圍也將進(jìn)一步拓展，可能被應(yīng)用到公共建筑，在民用建筑中也可能會(huì)有所應(yīng)用。為實(shí)現(xiàn)能源節(jié)約目標(biāo)，離不開(kāi)便捷的控制，借助一個(gè)按鈕，可適應(yīng)不同類(lèi)型的控制模式，借助計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)來(lái)監(jiān)控整體建筑內(nèi)部的照明，不僅包含室內(nèi)，還涉及室外以及道路照明[1]。外加照明控制系統(tǒng)中主要選取低電壓開(kāi)關(guān)，安全系數(shù)較高。

照明節(jié)能作為一項(xiàng)國(guó)家戰(zhàn)略，十分重要。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)了計(jì)算機(jī)通信，開(kāi)始慢慢應(yīng)用開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)，讓控制區(qū)域內(nèi)部的所有系統(tǒng)都可實(shí)現(xiàn)通信與聯(lián)動(dòng)。同時(shí)，人們只要在現(xiàn)場(chǎng)以及控制室借助計(jì)算機(jī)便可實(shí)現(xiàn)照明控制?？偟膩?lái)說(shuō)，照明節(jié)能具有安全、經(jīng)濟(jì)和便捷的顯著優(yōu)勢(shì)。

1.3 控制方式和控制系統(tǒng)的選擇

目前，照明控制系統(tǒng)包含多線制與總線制這兩種控制方式。其中，多線制主要借助一個(gè)總控器來(lái)圍繞整個(gè)照明系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)和控制，不同照明點(diǎn)的控制操作與信息處理均借助總控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)。此種控制方式具有集中管控的優(yōu)點(diǎn)，還可監(jiān)控整個(gè)系統(tǒng)，然而，若總控制器發(fā)生故障，則整個(gè)系統(tǒng)將徹底失控。為規(guī)避這種隱患，總線制應(yīng)運(yùn)而生，且較為常用，具體是指將所有子系統(tǒng)與總線進(jìn)行掛接，子系統(tǒng)借助通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)信息傳遞。每一個(gè)子系統(tǒng)據(jù)此能夠在相應(yīng)區(qū)域范疇內(nèi)獨(dú)立實(shí)施照明控制，還可依托主控制器實(shí)施集中控制。若某個(gè)子系統(tǒng)發(fā)生運(yùn)行故障，其波及面只是停留在子系統(tǒng)中。在總線制結(jié)構(gòu)中，其拓展性較強(qiáng)。對(duì)于采用總線制的控制系統(tǒng)依據(jù)功能能夠劃分成輸入、輸出、輔助、系統(tǒng)單元與軟件系統(tǒng)，不同的單元分別利用不同的模塊進(jìn)行組建，不同單元的功能也存在差異[2]。對(duì)于輸入單元，可轉(zhuǎn)換外部控制信號(hào)，使其變成系統(tǒng)內(nèi)部能夠分辨的系統(tǒng)信號(hào);輸入單元包含控制面板以及遙感器等部分;輸出單元可有效接收控制總線內(nèi)部輸入單元傳送的控制信號(hào)，同時(shí)，落實(shí)控制功能，有效管控負(fù)載回路;輸出單元涉及開(kāi)關(guān)控制、開(kāi)關(guān)量控制等多種模塊。

另外，在選擇智能照明控制系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)從實(shí)際情況著手，因?qū)I(yè)、系統(tǒng)化的控制系統(tǒng)擁有現(xiàn)代性和先進(jìn)性，在具體的實(shí)踐活動(dòng)中，應(yīng)率先使用該照明系統(tǒng)。同時(shí)，還應(yīng)結(jié)合建筑規(guī)模、基本屬性與業(yè)主的條件合理選擇，禁止像防火漏電開(kāi)關(guān)一樣，尚未經(jīng)過(guò)分析，胡亂使用。設(shè)計(jì)者應(yīng)盡可能設(shè)計(jì)科學(xué)、高效、實(shí)用、滿(mǎn)足規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的控制系統(tǒng)，并在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)與型號(hào)選擇過(guò)程中和建設(shè)單位進(jìn)行有效的溝通，嚴(yán)格落實(shí)技術(shù)交底工作。

2 建筑照明控制系統(tǒng)的工作原理

現(xiàn)階段，在建筑照明中主要采用智能照明控制系統(tǒng)，借助電磁調(diào)壓技術(shù)，依托電子感應(yīng)技術(shù)，圍繞供電情況開(kāi)展動(dòng)態(tài)監(jiān)控和全程追蹤，自主調(diào)整電路電壓，適當(dāng)變動(dòng)電流幅度，優(yōu)化照明電路內(nèi)部因不均衡負(fù)荷而引發(fā)的額外功耗，增加功率因素，縮減燈具的溫度，減少線路的運(yùn)行溫度，實(shí)現(xiàn)改善供電的目標(biāo)。智能照明控制系統(tǒng)可在保證燈具常規(guī)照明的基礎(chǔ)上，為燈具提供一個(gè)最理想的照明功率，不僅能夠降低因過(guò)壓而引發(fā)的照明眩光，讓燈光光線盡可能柔和，確保照明均衡分布，還可顯著提升電能的節(jié)省量[3]。另外，智能照明控制系統(tǒng)主要實(shí)施計(jì)算機(jī)編程，可把外部監(jiān)控、燈具追蹤與觀察、系統(tǒng)改善積聚到相同平臺(tái)中，便于實(shí)施智能化管理，且相對(duì)集中。智能照明控制系統(tǒng)主要具有下述特點(diǎn)：（1）智能化。集信息收集、傳送、邏輯處理、智能剖析、反饋調(diào)控等特點(diǎn)于一身，是一個(gè)綜合性的控制系統(tǒng)。（2）系統(tǒng)集成性。包含計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、自主調(diào)控技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)等多項(xiàng)內(nèi)容于一身，屬于一個(gè)現(xiàn)代控制系統(tǒng)。（3）兼容性。在建筑物中，智能照明控制系統(tǒng)與其余相關(guān)智能控制系統(tǒng)在控制以及監(jiān)測(cè)信號(hào)層面具有兼容性，它還可組建成獨(dú)立的系統(tǒng)，還可是整座大樓的基本組成成分。（4）網(wǎng)絡(luò)化。智能照明控制系統(tǒng)屬于一個(gè)涉及范圍廣闊的控制系統(tǒng)，離不開(kāi)硬件技術(shù)，依賴(lài)軟件技術(shù)，主要依托網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，進(jìn)而實(shí)施控制信息交換，開(kāi)展通信。

3 節(jié)能效果的提升策略

3.1 借助自然光實(shí)施照度補(bǔ)償

照度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)控周邊環(huán)境的實(shí)際照度，并將其和設(shè)定值進(jìn)行比較，以此來(lái)管控照明開(kāi)關(guān)[4]。若室外光偏強(qiáng)，室內(nèi)照度將會(huì)自動(dòng)調(diào)暗，而室外光線偏弱時(shí)，在此條件下，室內(nèi)照度將會(huì)自動(dòng)調(diào)亮，讓室內(nèi)照度一直處于恒定值周邊，進(jìn)而有效利用自然光，實(shí)現(xiàn)節(jié)能。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，與窗邊的距離越近，自然光照度則也將越高，人工照明所對(duì)應(yīng)的照度將會(huì)越低，確保合成照度恒定不變，進(jìn)而使其與設(shè)計(jì)照度值相一致。

3.2 提升管理水平，降低維護(hù)費(fèi)用

在智能照明控制系統(tǒng)中，可把常規(guī)照明條件下的人為開(kāi)關(guān)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使其成為智能化管理，既會(huì)增強(qiáng)建筑物內(nèi)部管理員的綜合素質(zhì)，還可增強(qiáng)管理意識(shí)，使其完全應(yīng)用到照明控制系統(tǒng)。與此同時(shí)，顯著縮減建筑物整體的運(yùn)轉(zhuǎn)維護(hù)經(jīng)費(fèi)，增加投資回報(bào)。

3.3 利用智能照明控制，維持照度恒定不變

對(duì)于建筑照明，一般在使用四年左右的時(shí)間后，照度將會(huì)減少，甚至不到初始設(shè)計(jì)值的一半。由此而知，電氣工程在面向新建建筑著手電氣設(shè)計(jì)工作時(shí)，存在將初始照度設(shè)計(jì)偏高的可能性，此種設(shè)計(jì)將可能因照度設(shè)計(jì)過(guò)高而引發(fā)一定的浪費(fèi)，在傳統(tǒng)照明系統(tǒng)中，房間照度曲線主要呈現(xiàn)鋸齒形，隨著使用時(shí)間的增長(zhǎng)，燈具效率將會(huì)降低，墻面反射率也會(huì)減小，使得照度出現(xiàn)下降，經(jīng)由兩次裝修操作后，可重新恢復(fù)最初的照度值。若應(yīng)用智能控制系統(tǒng)，最終的照度設(shè)計(jì)可能仍然過(guò)高，然而，因選擇智能調(diào)光系統(tǒng)，可能會(huì)參照前期設(shè)計(jì)的亮度，讓照明區(qū)域內(nèi)部的照度維持不變，以水平直線的形式進(jìn)行表現(xiàn)，免遭燈具效率以及墻面反射率的干擾。

4 結(jié)束語(yǔ)

近年來(lái)，能源消耗總量迅速增加，環(huán)境問(wèn)題尤為突出，當(dāng)代的節(jié)能環(huán)保意識(shí)更加強(qiáng)烈，在建筑這個(gè)照明消耗量偏多的行業(yè)，能源一直也是熱議的問(wèn)題。只有有效利用科學(xué)技術(shù)，妥善處理各種節(jié)能問(wèn)題，方可節(jié)約能源，進(jìn)而規(guī)避照明浪費(fèi)問(wèn)題的出現(xiàn)，緩解能源供應(yīng)。

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