西南某證券大樓智能照明控制系統(tǒng)設計

寧 永 生

(重慶市設計院, 重慶 400015)

0 引 言

智能照明控制通過節(jié)能模型、智能開關、智能調光、紅外傳感器實現(xiàn)“人來燈亮,人走燈滅”或“人來燈亮,人走燈暗”,采用各種燈光場景設定與分區(qū)照明等一系列照明控制策略,可實現(xiàn)照明節(jié)能和綠色照明。據(jù)統(tǒng)計,建筑室內照明智能控制中照明節(jié)能率可達15%～75%。

隨著LED等節(jié)能光源的廣泛應用及其與照明智能控制融合,超越傳統(tǒng)照明功能的智能照明控制系統(tǒng)能充分有效發(fā)揮照明節(jié)能的潛能,在光源充分節(jié)能的基礎上通過控制手段節(jié)約能源,實現(xiàn)綠色照明。特別對于5A辦公樓,照明場所功能多樣,照明負荷占比較大,并且對辦公環(huán)境和照明場景要求較高,因此智能照明控制技術顯得尤為重要[1-3]。

1 項目概況

西南某證券大樓總建筑面積為11.8萬m2,其中地上建筑面積為7.6萬m2,地下建筑面積為4.2萬m2,地上39層,地下6層,建筑總高度為198.6 m。該工程擬建5A寫字樓,主要包括證券總部辦公和文化區(qū),與證券業(yè)相關的銀行、基金、信托、保險、擔保及律師、會計師、審計師事務所等中介機構辦公區(qū);配套設施為展覽廳、多功能廳、會議中心、餐廳、廚房、健身中心、商務中心、數(shù)據(jù)機房、地下車庫及設備用房等。

2 照明控制系統(tǒng)要求

該工程按照5A辦公樓進行常規(guī)照明系統(tǒng)設計,包括一般工作照明、疏散照明和應急照明。應急照明和疏散照明采用智能應急照明系統(tǒng)。一般工作照明按照樓層設置照明總箱,按區(qū)域或辦公室設置若干分箱;車庫按照防火分區(qū)設置照明配電箱。整個辦公大樓一般工作照明控制采用智能照明控制系統(tǒng)。各個分區(qū)控制要求如下:

(1) -6F～-1F車庫。地下車庫照明采用分區(qū)控制,車庫的照明分為車道照明和車位照明,智能照明采用分時段控制模式,工作日8∶30～10∶00,車道和車位照明全部打開;10∶00～17∶00,關閉50%車道和車位照明;17∶00～18∶30,打開全部車道和車位照明;18∶30～20∶00,關閉50%車道和車位照明;20∶00～8∶30,關閉車道和車位一般照明,開車庫標識照明;節(jié)假日8∶30～18∶00,打開25%車道和車位照明;節(jié)假日其他時段,只開車庫標識照明。

(2) 1F大廳。大廳要求通過智能控制調光最大限度地提供舒適的環(huán)境。靠近外窗的燈具分回路單獨控制,充分利用自然光,實現(xiàn)日照自動補償,當自然光達到要求時關閉部分靠外窗的燈具,以達到節(jié)能。系統(tǒng)能夠根據(jù)大樓的運行時間自動調整燈光效果。

(3) 2F～6F會議室、報告廳、咨詢廳、餐廳。根據(jù)各個場所的使用情況和場景要求由智能照明控制系統(tǒng)自動管理,系統(tǒng)能根據(jù)不同場所的運行時間和要求自動調整燈光效果。

(4) 7F～39F辦公室。智能照明控制系統(tǒng)對辦公室采用不調光控制,上班時自動點亮辦公室燈具,下班時關閉燈具;如果有人加班,則由安裝于辦公室入口的智能傳感器點亮加班人員所在區(qū)域的燈具。

3 智能照明控制系統(tǒng)設計

3.1 智能照明控制系統(tǒng)的選擇

目前,主流的智能照明控制系統(tǒng)是總線式智能照明控制系統(tǒng),包括基于分布式控制總線(Distributed Control System,DCS)原理和現(xiàn)場控制總線(Field Control System,FCS)原理的控制系統(tǒng),而在建筑照明領域,現(xiàn)場控制總線居多。

現(xiàn)場控制總線是由一系列基于微處理機的分布式智能控制模塊組成的控制總線,可脫離主控設備運行,不會因上位機故障而癱瘓,可靠性高?；诂F(xiàn)場控制總線的智能照明控制系統(tǒng),遵循ISO/OSI、TCP/IP 通信協(xié)議和IEEE 802局域網(以太網) 標準,有與這些標準對應的開放性能、通信帶寬、傳輸速率、傳輸介質和網絡拓撲?，F(xiàn)場控制總線式智能照明控制系統(tǒng)的底層遵循IEEE 802局域網標準,采用非屏蔽五類線。總線式智能照明控制系統(tǒng)可以擴展成中、大型智能照明控制網絡。

現(xiàn)場控制總線式智能照明控制系統(tǒng)具有開放性,運用智能網關、智能路由器、交換機、光纖與光纖交換機或無線基站AP,可以與任意不同通信協(xié)議的有線或無線通信網絡互聯(lián),如通過RS-485、WLAN、WiFi、ZigBee、DMX512、GPRS/3G、4G等,既可靈活升級或擴展成為多功能、遠程控制的開放系統(tǒng),又可實現(xiàn)任意地域的筆記本、智能手機、平板電腦等手持終端的無線移動式燈光場景監(jiān)控。

智能照明控制系統(tǒng)在多年發(fā)展過程中已從照明控制延伸成為智能建筑、樓宇自動化與建筑能源管理系統(tǒng)。該工程選用C-Bus總線照明控制系統(tǒng)。

3.2 C-Bus總線運行原理

C-Bus智能照明是分布式、總線型的控制系統(tǒng),其內置微處理器,通過一條非屏蔽雙絞線(UTP5)作為總線連接。C-Bus系統(tǒng)的執(zhí)行需要軟件設置,每個單元都有一個單元地址,軟件通過此地址設定各個單元的具體功能。當軟件設定完成時輸入單元獲得信號,通過C-Bus網絡對辦公室等場所照明進行控制。C-Bus總線控制原理如圖1所示。

圖1 C-Bus總線控制原理

3.3 智能照明控制的系統(tǒng)構成

該工程以辦公室為主,還有車庫、會議室、報告廳、咨詢廳、餐廳等業(yè)態(tài)。智能照明控制系統(tǒng)由管理計算機、中央控制器、智能開關模塊、調光模塊、人感光傳感器、彩色觸摸屏等組成。系統(tǒng)管理層采用TCP/IP組網模式,設備層采用C-Bus總線電纜手拉手連接方式。

系統(tǒng)設置:1F大廳、主要辦公室、會議室、餐廳、報告廳、咨詢廳、公共區(qū)域采用彩色觸摸屏集中控制,滿足現(xiàn)場智能面板控制燈的開關、亮度、色溫和場景的需求;辦公區(qū)采用現(xiàn)場智能面板實現(xiàn)場景控制,并達到集中管控;地下車庫實現(xiàn)集中控制;管理人員可通過PC、平板和手機設置不同的燈光時序和管理權限,以對照明系統(tǒng)進行管理和監(jiān)管。

C-Bus總線智能照明控制系統(tǒng)如圖2所示。

圖2 C-Bus總線智能照明控制系統(tǒng)

3.4 智能照明控制與光源的協(xié)調統(tǒng)一

智能照明控制系統(tǒng)節(jié)能效果十分明顯,但如果控制的光源不恰當,會對電源產生影響。如在一些對氣體放電光源進行調光的模塊,如果不采取措施,非但達不到節(jié)能的效果,還會增加電耗。該工程主要采用LED光源,智能控制系統(tǒng)與LED光源結合,光源和控制系統(tǒng)均能夠達到很好的節(jié)能效果。

3.5 智能照明控制系統(tǒng)與大樓的集成

智能照明控制系統(tǒng)是大樓智能化系統(tǒng)中的一個子系統(tǒng)。智能化大樓的各個子系統(tǒng)要進行系統(tǒng)集成,必須具備兼容的通信接口和協(xié)議。樓宇智能化系統(tǒng)最好能采用分布式、集散型方式,各個控制子系統(tǒng)相對獨立,實施具體的控制,即對各控制子系統(tǒng)只起信號收集、監(jiān)測的作用。因此,作為子系統(tǒng)之一的智能照明控制系統(tǒng)從設計上應充分考慮與上級系統(tǒng)的接口和協(xié)議問題。

4 結 語

總線式智能照明控制系統(tǒng)采用多個智能控制模塊,這些模塊根據(jù)需要進行排列,并且嵌入微處理機,最后構成總線。該模式能夠獨立運行,即使主機出現(xiàn)問題,整個系統(tǒng)也可以正常運行。因此,該模式具有較強的可靠性、穩(wěn)定性,開放性較強,可以實現(xiàn)綠色照明。目前,該工程采用總線式智能照明控制系統(tǒng)后具有較好的節(jié)能和使用效果。

收稿日期：2018-05-08