城市綜合管廊智能照明系統(tǒng)設(shè)計

滕峰，吳桂良

(中國市政工程中南設(shè)計研究總院有限公司，湖北 武漢 430000)

1 引言

綜合管廊又稱“共同溝”，即在城市地下建造一個隧道空間，將電力、通信、燃氣、供熱、給排水等各種工程管線集于一體。管廊設(shè)有專門的檢修口、吊裝口和監(jiān)測系統(tǒng)，可實現(xiàn)各種管線的統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一設(shè)計、統(tǒng)一建設(shè)和管理，是保障城市運行的重要基礎(chǔ)設(shè)施和“生命線”。綜合管廊系統(tǒng)不僅解決城市交通擁堵問題，還極大方便了電力、通信、燃氣、供排水等市政設(shè)施的維護和檢修。

照明系統(tǒng)作為管廊內(nèi)部主要的機電系統(tǒng)之一，其設(shè)計是否合理，直接影響管廊的能耗水平與運營經(jīng)濟性。

2 管廊照明特點

因管廊屬于地下構(gòu)筑物，其內(nèi)部無法自然采光，因此對長期、穩(wěn)定的人工照明要求較高，管廊照明存在如下幾個特點:

(1)管廊內(nèi)照明的主要作用包括為檢修、巡檢提供一定照明，同時需便于觀察管線運行情況。當為方便巡檢或檢修時，需維持一定照度，而觀察管線運行情況對照度要求較低。

(2)管廊總體成長條形，照明燈具數(shù)量較多，但同一時段需要提供照明的位置較少，例如檢修設(shè)備情況下，通常只需點亮部分節(jié)點或某段管廊照明即可。

(3)管廊運營成本中，電費占據(jù)1/3，其中照明用電占據(jù)重要部分。

3 管廊傳統(tǒng)照明方案

管廊內(nèi)設(shè)置有正常照明及應(yīng)急照明，且應(yīng)急照明通常兼做正常照明使用。正常照明由非消防配電箱供電，應(yīng)急照明由消防配電箱供電。管廊正常運行時，運維人員可同步控制正常照明燈具及應(yīng)急照明燈具，當發(fā)生火災(zāi)時，應(yīng)急照明燈具強啟。

目前管廊內(nèi)的照明方案通常采用常規(guī)的照明及控制。即在各防火分區(qū)出入口處設(shè)置照明控制按鈕箱或翹板開關(guān)。當人員進入某防火分區(qū)前，手動啟動該分區(qū)照明，人員離開后手動關(guān)閉照明。因管廊防火分區(qū)較多，各開關(guān)數(shù)量較多，人員巡查過程中容易遺漏關(guān)閉照明，如未及時發(fā)現(xiàn)，將造成大量電能的浪費，同時造成燈具使用壽命降低，影響管廊經(jīng)濟運行。

4 管廊智能照明方案

智能照明系統(tǒng)是采用傳感器技術(shù)、通訊技術(shù)、自控技術(shù)等對照明系統(tǒng)中的光源進行智能化控制與狀態(tài)監(jiān)測。智能照明已廣泛應(yīng)用于商場、車庫等場景。

4.1 系統(tǒng)組成

結(jié)合管廊照明的特點，可采用帶人體感應(yīng)燈具與總線傳輸相結(jié)合的照明方案。該系統(tǒng)主要分為以下三個部分:

(1)燈具:燈具選用帶人體感應(yīng)燈具，目前市場上主流的產(chǎn)品有紅外感應(yīng)LED燈、聲控感應(yīng)LED燈與雷達感應(yīng)LED燈。雷達感應(yīng)LED燈具有感應(yīng)距離更遠、角度廣、無死角，不受溫度灰塵等環(huán)境因素影響等優(yōu)點，更適用于管廊。

感應(yīng)燈具平?？稍O(shè)定為熄滅或者以低照度點亮，在一定范圍內(nèi)感應(yīng)到人員移動時，可以自動正常點亮燈具。

圖1 雷達感應(yīng)燈接線圖

(2)現(xiàn)場控制單元:在管廊內(nèi)部各分區(qū)設(shè)置照明網(wǎng)關(guān)，通過總線或者無線方式采集燈具狀態(tài)，同時發(fā)送指令至燈具，遠程控制燈具。網(wǎng)關(guān)可通過管廊內(nèi)部的ACU實現(xiàn)與上位的通訊。

管廊出入口、防火門等處設(shè)置啟動按鈕，可在現(xiàn)場人工強制啟動燈具。

(3)照明系統(tǒng)控制后臺:控制后臺通常位于管廊監(jiān)控中心內(nèi)。通過控制后臺相關(guān)應(yīng)用軟件，可以對管廊內(nèi)燈具進行分片區(qū)控制、監(jiān)控?zé)艟邌⑼＜肮收蠣顟B(tài)，實現(xiàn)照明系統(tǒng)的集約化管理，從而達到節(jié)能目標。

后臺控制軟件可同步網(wǎng)關(guān)的配置，當網(wǎng)絡(luò)暢通時，控制權(quán)交由中央平臺軟件系統(tǒng)負責(zé)；當網(wǎng)絡(luò)離線時，比如由于通信線路損壞或其他故障時，由現(xiàn)場的網(wǎng)關(guān)接替管理控制權(quán)。

智能照明控制系統(tǒng)拓撲圖如圖2所示。

圖2 智能照明系統(tǒng)拓撲

4.2 照明控制要求

該照明系統(tǒng)可在管廊內(nèi)實現(xiàn)如下情景控制功能:

(1)在管廊內(nèi)無人進入時，燈具可保持較低照度運行(通常為30%正常照度，可調(diào))，以保證管廊內(nèi)部照度滿足視頻監(jiān)控系統(tǒng)要求，同時減少能耗。

(2)當巡檢人員進度管廊內(nèi)時，燈具感應(yīng)到人員移動，正常點亮，保證人員周圍一定范圍內(nèi)保持正常照度，方便巡檢工作。

(3)當有檢修要求時，可通過遠程或者就地按鈕箱強制啟動本段分區(qū)內(nèi)燈具正常點亮，以保證檢修工作進行。

(4)當火災(zāi)發(fā)生時，通過燈具上的強啟回路強制啟動作為應(yīng)急照明的燈具點亮。

4.3 管廊智能照明系統(tǒng)優(yōu)點

與傳統(tǒng)照明控制系統(tǒng)相比，該智能照明控制系統(tǒng)具有以下特點:

①智能照明控制系統(tǒng)采用總線或者無線傳輸，施工安裝方便，且便于維護保養(yǎng)，可擴展性好。

②智能照明控制系統(tǒng)采用多級控制，就地設(shè)置控制按鈕，遠端可由中控室后臺實現(xiàn)遠程監(jiān)控。

③智能照明控制系統(tǒng)可以根據(jù)需求對燈具實現(xiàn)多種方式的開關(guān)，并能設(shè)置場景模式?？梢愿鶕?jù)項目工況設(shè)置日常運維模式，在設(shè)定的時間內(nèi)打開或關(guān)閉照明燈具。

④智能照明控制系統(tǒng)具有調(diào)光功能，可以對燈具進行調(diào)光以滿足不同的照明要求，并有效節(jié)能。