智能照明控制系統(tǒng)在室內(nèi)照明節(jié)能設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

劉利萍

重慶市設(shè)計(jì)院有限公司，重慶 400015

0 引言

照明節(jié)能設(shè)計(jì)除了與燈具選型有關(guān)，與照明控制系統(tǒng)也息息相關(guān)?？萍嫉牟粩喟l(fā)展為照明控制系統(tǒng)的發(fā)展提供了技術(shù)支持，利用智能照明控制技術(shù)，可有效實(shí)現(xiàn)能源的節(jié)約，提供舒適的照明環(huán)境，同時(shí)使運(yùn)行管理變得更加方便、快捷、高效。

1 智能照明控制系統(tǒng)的應(yīng)用發(fā)展需求

（1）智能化。隨著科技的不斷發(fā)展，智能化逐漸融入民眾的日常生活，如今在照明控制中運(yùn)用十分廣泛。目前，智能照明控制方式的解決方案主要分為有線(xiàn)方式和無(wú)線(xiàn)方式。有線(xiàn)方式主要包括KNX總線(xiàn)式、DALI總線(xiàn)、專(zhuān)用總線(xiàn)、以太網(wǎng)方式等；主流產(chǎn)品包括ABB i-bus，施耐德C-Bus、愛(ài)瑟菲等。無(wú)線(xiàn)方式包括紅外線(xiàn)、無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)、藍(lán)牙、ZigBee、ZPLC電力通信技術(shù)等，主流產(chǎn)品包括三雄極光的雷達(dá)感應(yīng)單燈控制系統(tǒng)、2.4 G無(wú)線(xiàn)智能照明控制系統(tǒng)等。這些智能照明控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)各種不同功能，滿(mǎn)足不同場(chǎng)所以及不同使用個(gè)體的使用需求，從而達(dá)到節(jié)能、方便管理和舒適照明環(huán)境的目的。

（2）節(jié)能。隨著“雙碳”目標(biāo)的提出，我國(guó)的綠色發(fā)展之路提升到一個(gè)新的高度——降低碳排放，助推高質(zhì)量發(fā)展。低碳節(jié)能政策的進(jìn)一步推進(jìn)，對(duì)綠色建筑提出更高的設(shè)計(jì)要求，綠色照明是綠色建筑設(shè)計(jì)一個(gè)重要的組成部分。綠色照明是節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境、有益于提高人們生產(chǎn)、工作、學(xué)習(xí)效率和生活質(zhì)量的照明形式，即在滿(mǎn)足照明質(zhì)量要求的前提下需節(jié)能環(huán)保。綠色建筑的高質(zhì)量發(fā)展需充分利用智能照明控制技術(shù)，選擇合理的照明控制方式，有效利用自然采光，降低能耗，減少二氧化碳的排放，提高供電系統(tǒng)的節(jié)能效率，同時(shí)提供舒適的照明環(huán)境和便捷的管理方式。

（3）系統(tǒng)功能。智能照明有線(xiàn)控制方式采用模塊化設(shè)計(jì)，主要由智能終端控制模塊、傳感器、觸摸屏、時(shí)鐘控制器、智能面板、總線(xiàn)耦合器、網(wǎng)關(guān)、中央監(jiān)控軟件等組成，能實(shí)現(xiàn)多場(chǎng)景、亮度調(diào)節(jié)、定時(shí)、時(shí)序、多點(diǎn)等控制功能。利用智能傳感器感應(yīng)室內(nèi)外亮度可自動(dòng)調(diào)節(jié)燈光，充分利用自然光，以保持室內(nèi)恒定照度，既能使室內(nèi)有最佳照明環(huán)境，又能達(dá)到節(jié)能的效果。根據(jù)各區(qū)域的工作運(yùn)行情況進(jìn)行照度設(shè)定，并按時(shí)自動(dòng)開(kāi)、關(guān)燈，以提供舒適、可靠的照明環(huán)境，從而最大限度地節(jié)約能源。2.4 G無(wú)線(xiàn)智能照明控制系統(tǒng)核心器件集成到智能開(kāi)關(guān)和光源，優(yōu)化了系統(tǒng)架構(gòu)，免布控制線(xiàn)，安裝方便快捷，同時(shí)能滿(mǎn)足視頻和音頻信號(hào)的傳輸，尤其適用于既有建筑改造項(xiàng)目，不需要改變?cè)芯€(xiàn)路。該系統(tǒng)由智能照明控制器、智能開(kāi)關(guān)、感應(yīng)器、調(diào)光調(diào)色光源組成，能實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景控制、亮度調(diào)節(jié)、時(shí)序控制、感應(yīng)控制、遠(yuǎn)程控制、色溫調(diào)節(jié)等功能，從而為人們提供舒適的照明環(huán)境和節(jié)能，讓照明管理更簡(jiǎn)單、高效。雷達(dá)感應(yīng)單燈控制特別簡(jiǎn)單，每盞燈具自帶感應(yīng)器，每個(gè)燈具是個(gè)獨(dú)立的受控單元，不需要布線(xiàn)和組網(wǎng)等，燈具高低亮度自動(dòng)轉(zhuǎn)換，當(dāng)有人或車(chē)進(jìn)入感應(yīng)探測(cè)范圍時(shí)，燈具自動(dòng)全亮，人或車(chē)離開(kāi)后延時(shí)自動(dòng)進(jìn)入低亮度待機(jī)狀態(tài)。

2 智能照明控制系統(tǒng)在照明節(jié)能設(shè)計(jì)中的應(yīng)用策略

（1）合理選擇智能照明控制系統(tǒng)。室內(nèi)空間照明與人們的日常生產(chǎn)、生活息息相關(guān)，良好的空間照明不僅能滿(mǎn)足人們的基本需求，還能提供更舒適的視覺(jué)環(huán)境，減少光污染，從而為人們帶來(lái)更好的生活體驗(yàn)。在項(xiàng)目初期，相關(guān)人員需充分了解項(xiàng)目需求，分析項(xiàng)目特點(diǎn)以及想達(dá)到的目的，精準(zhǔn)定位，合理選擇智能照明控制系統(tǒng)[1]。

（2）優(yōu)化照明設(shè)計(jì)，有效節(jié)約能源。根據(jù)選定的智能照明控制方式和使用場(chǎng)所的功能特點(diǎn)，選擇高光效且與控制系統(tǒng)相適應(yīng)的燈具，以?xún)?yōu)化照明燈具布置，合理分配照明配電回路和控制回路，有利于智能照明控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)必需的照明控制功能，達(dá)到預(yù)期場(chǎng)景效果，同時(shí)節(jié)約能源。

（3）充分利用自然光源。充分且合理運(yùn)用自然光源可以有效地降低用戶(hù)對(duì)照明系統(tǒng)的依賴(lài)程度，還能夠節(jié)約能源。在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，為了有效利用自然光源，在建筑總體布局時(shí)需結(jié)合場(chǎng)地條件，確定合理的建筑布局、形體、朝向和間距，在房間設(shè)置有效的采光窗。利用智能照明控制系統(tǒng)的傳感器自動(dòng)跟蹤外部自然光線(xiàn)的變化來(lái)調(diào)節(jié)臨窗燈光，充分利用自然光源，達(dá)到節(jié)能的目的[2]。

3 智能照明控制系統(tǒng)相關(guān)應(yīng)用案例

3.1 某小學(xué)停車(chē)庫(kù)智能照明方案

學(xué)校內(nèi)建筑一般修建時(shí)間較早，沒(méi)有預(yù)留過(guò)多的停車(chē)空間，為了解決周邊停車(chē)位嚴(yán)重不足的問(wèn)題，學(xué)校利用現(xiàn)狀操場(chǎng)地下空間建設(shè)停車(chē)樓，節(jié)約了城市土地資源，有效解決了片區(qū)停車(chē)難的城市通病?，F(xiàn)有停車(chē)位約180個(gè)，主要用于周邊上下班客戶(hù)停車(chē)，停車(chē)時(shí)間比較固定。另外，周邊建筑年代已久，根據(jù)用戶(hù)使用需求、現(xiàn)狀條件、投資情況，車(chē)庫(kù)照明選用雷達(dá)感應(yīng)燈，單燈感應(yīng)控制，安裝布線(xiàn)簡(jiǎn)單快捷，運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單、方便，對(duì)管理人員技術(shù)水平的要求較低，僅需簡(jiǎn)單的更換即可解決問(wèn)題[3]。

根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)，當(dāng)有人進(jìn)入感應(yīng)探測(cè)范圍時(shí)，燈具自動(dòng)全亮，人離開(kāi)后延時(shí)自動(dòng)進(jìn)入低亮度節(jié)電狀態(tài)。與傳統(tǒng)車(chē)庫(kù)照明的區(qū)別在于，這一停車(chē)庫(kù)采用雷達(dá)感應(yīng)燈，且一個(gè)柱網(wǎng)內(nèi)多個(gè)燈具不需要分回路供電來(lái)滿(mǎn)足節(jié)能控制的需求，節(jié)約了線(xiàn)纜和人工成本，在其他成本基本不變的情況下可以達(dá)到高效節(jié)能的目的。

3.2 某車(chē)庫(kù)照明改造方案

某車(chē)庫(kù)建成十余年，為大型停車(chē)庫(kù)，由于周邊居民停車(chē)需求較小，車(chē)庫(kù)一直閑置。根據(jù)周邊地塊發(fā)展情況，當(dāng)前停車(chē)需求有明顯增加，客戶(hù)經(jīng)過(guò)全面分析，決定對(duì)車(chē)庫(kù)照明進(jìn)行改造。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，車(chē)庫(kù)較大且長(zhǎng)，原有的智能照明控制系統(tǒng)已經(jīng)損壞，車(chē)庫(kù)內(nèi)照明燈具損壞較多，照明管線(xiàn)還可利用。基于甲方經(jīng)濟(jì)適用、方便管理、節(jié)約成本的原則，設(shè)計(jì)方案采用2.4 G無(wú)線(xiàn)智能照明控制系統(tǒng)，智能照明控制器與智能開(kāi)關(guān)之間采用2.4 G無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，智能開(kāi)關(guān)與光源之間采用ZPLC電力通信技術(shù)，智能照明控制系統(tǒng)核心器件集成到智能開(kāi)關(guān)和光源，配電線(xiàn)路無(wú)須調(diào)整。系統(tǒng)由智能照明控制器、智能開(kāi)關(guān)、感應(yīng)器、調(diào)光光源組成，具備場(chǎng)景控制、亮度調(diào)節(jié)、時(shí)序控制、感應(yīng)控制、遠(yuǎn)程控制等功能，人來(lái)燈全亮，人走后進(jìn)入低亮節(jié)能模式，做到高效節(jié)能、智慧管理、舒適照明。車(chē)庫(kù)智能照明控制系統(tǒng)框圖如圖1所示。

圖1 車(chē)庫(kù)智能照明控制系統(tǒng)框圖

3.3 某檔案館智能照明方案

該檔案館為新建建筑，除了具有檔案整理、存儲(chǔ)功能，還具有檔案查閱和利用的功能。檔案館設(shè)有庫(kù)房、技術(shù)用房、查閱大廳、展廳、報(bào)告廳等，對(duì)外開(kāi)放區(qū)域主要有查閱大廳、展廳、報(bào)告廳，這些場(chǎng)所有特殊的使用需求，需達(dá)到一定的場(chǎng)景效果以烘托其環(huán)境藝術(shù)風(fēng)格，增強(qiáng)其藝術(shù)感染力。大廳、展廳的照明需隨自然光的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)人工照明的強(qiáng)弱，且考慮極少人參觀時(shí)的燈光控制，保持合理的照度和節(jié)約能源。

基于上述需求，傳統(tǒng)的照明控制已經(jīng)不能滿(mǎn)足要求，設(shè)計(jì)采用KNX總線(xiàn)智能照明控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)完全開(kāi)放、可靠性高、組網(wǎng)方便且靈活，采用模塊化設(shè)計(jì)，干線(xiàn)之間采用IP路由器接入，主要由智能終端驅(qū)動(dòng)控制模塊、傳感器、時(shí)鐘控制器、智能面板、中央監(jiān)控計(jì)算機(jī)等組成。庫(kù)房主要用于存儲(chǔ)，使用頻率相對(duì)較低，因此采用移動(dòng)感應(yīng)控制。對(duì)展廳、報(bào)告廳、服務(wù)大廳實(shí)現(xiàn)多場(chǎng)景、移動(dòng)感應(yīng)、DALI調(diào)光等控制功能，充分利用自然光源，提供合適氣氛的室內(nèi)照明環(huán)境。所有工作照明設(shè)置有集中電源管理，在無(wú)人時(shí)確保照明燈具關(guān)閉。采用智能照明控制系統(tǒng)，不僅提供了舒適的照明環(huán)境，還可以有效節(jié)約能源。檔案館智能照明控制系統(tǒng)框圖如圖2所示。

圖2 檔案館智能照明控制系統(tǒng)框圖

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在照明設(shè)計(jì)時(shí)需要結(jié)合使用場(chǎng)所、功能定位、投資等因素，利用先進(jìn)的智能照明控制技術(shù)進(jìn)行合理化設(shè)計(jì)，使照明設(shè)備發(fā)揮出最大優(yōu)勢(shì)和作用，并充分利用自然光源，有效節(jié)約能源，為人們提供可靠、舒適的照明環(huán)境，使照明管理更簡(jiǎn)單、高效。