民用建筑電氣中智能照明控制系統(tǒng)應(yīng)用解析

張智能

（廣東省有色工業(yè)建筑質(zhì)量檢測(cè)站有限公司）

1 引言

近年來，隨著智能建筑、智能家居、智能汽車、智能出行以及智能購(gòu)物等一系列智能化技術(shù)的普及應(yīng)用，極大便利了人們的生活，這些智能化技術(shù)的應(yīng)用離不開智能控制系統(tǒng)。智能照明控制系統(tǒng)可對(duì)生活家居、辦公場(chǎng)所、室外照明等進(jìn)行管理，使照明功耗更低，符合國(guó)家節(jié)能環(huán)保的綠色發(fā)展理念[1]。

圖1 智能照明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖

2 智能照明控制系統(tǒng)概述

在民用建筑中，智能照明系統(tǒng)能夠根據(jù)不同的時(shí)間、亮度以及用途，自動(dòng)控制照明，即該系統(tǒng)的中央處理器以及各控制區(qū)域能夠通過各個(gè)網(wǎng)路連接，根據(jù)外部環(huán)境的變化，自動(dòng)對(duì)照明設(shè)備進(jìn)行開關(guān)和亮度控制，實(shí)現(xiàn)民用建筑照明系統(tǒng)的人性化管理，具有較高的節(jié)能效果。民用建筑中的智能照明控制系統(tǒng)一般是由調(diào)光模塊、開關(guān)模塊、輸入模塊、控制面板、人機(jī)界面以及智能傳感器等組成的[2]。其中，調(diào)光模塊根據(jù)處理器發(fā)布的指令對(duì)輸出電壓的平均幅值進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)燈光亮度的調(diào)整；開關(guān)模塊由繼電器組成，是電源的開關(guān)，通過對(duì)電源的控制實(shí)現(xiàn)對(duì)光源的調(diào)控；輸入模塊的功能是接收相應(yīng)信號(hào)，并將接收到的信號(hào)發(fā)送給處理器；智能傳感器則自動(dòng)探測(cè)光源周圍的環(huán)境，為照明控制提供數(shù)據(jù)支撐。

目前，智能照明控制系統(tǒng)已經(jīng)擁有較廣的市場(chǎng)，并逐漸發(fā)展到數(shù)字智能時(shí)代，成為智能家居中不可或缺的組成部分，在社區(qū)照明、工業(yè)廠區(qū)以及民用建筑中獲得了廣泛應(yīng)用[3]。

3 智能照明控制系統(tǒng)的功能及實(shí)施策略分析

3.1 中央集中控制利用

在智能照明控制系統(tǒng)中，中央處理器是重要的組成部分，其上面定制的監(jiān)控軟件能夠?yàn)橛脩籼峁┖?jiǎn)便操作且清晰明了的界面，用戶可以隨時(shí)修改任一照明控制箱上的參數(shù)，對(duì)場(chǎng)景照明進(jìn)行監(jiān)管控制。

3.2 燈光亮度自動(dòng)調(diào)節(jié)

根據(jù)室內(nèi)亮度的不同，自動(dòng)控制燈具還可以實(shí)現(xiàn)自行關(guān)閉或開啟，或者自動(dòng)調(diào)節(jié)明暗度，保證在不同環(huán)境、不同狀態(tài)下的照明，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。照明亮度調(diào)節(jié)是利用計(jì)算機(jī)或微處理器調(diào)光控制裝置實(shí)現(xiàn)的，通過調(diào)光控制方式調(diào)節(jié)光的明暗度，能滿足人們對(duì)不同場(chǎng)景照明的需求[4]。

3.3 場(chǎng)景營(yíng)造隨心選擇

用戶可以提前設(shè)定好不同場(chǎng)景，然后根據(jù)實(shí)際需求，選擇場(chǎng)景營(yíng)造。實(shí)際操作中，用戶可與幕布、投影儀以及燈光進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，營(yíng)造出自己需要的場(chǎng)景，如星空?qǐng)鼍?、?huì)議場(chǎng)景等。

3.4 照明時(shí)間表的控制

智能照明控制系統(tǒng)通常按照固定時(shí)間進(jìn)行控制，如路燈等，通過時(shí)鐘管理器對(duì)固定時(shí)間進(jìn)行控制，形成規(guī)則變化，滿足人們?nèi)粘Ｉ顚?duì)照明的需求。針對(duì)一些不可預(yù)知時(shí)間表的控制，例如樓梯間的聲控?zé)粢约安糠中菹⑹耶?dāng)中的人員活動(dòng)，可借助人體紅外感應(yīng)器或動(dòng)靜傳感器實(shí)現(xiàn)照明控制，即通過對(duì)人員活動(dòng)的感知實(shí)現(xiàn)燈光自由切換[5]。

4 智能照明控制系統(tǒng)在民用建筑電氣中應(yīng)用

4.1 實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的智能控制

在民用建筑中安裝智能照明控制系統(tǒng)，可以促使該建筑照明系統(tǒng)控制的全自動(dòng)化和智能化。在實(shí)際應(yīng)用中，照明系統(tǒng)可以提前進(jìn)行預(yù)設(shè)，這樣就可以在預(yù)設(shè)的狀態(tài)下自動(dòng)運(yùn)行，并根據(jù)提前預(yù)設(shè)的時(shí)間自動(dòng)進(jìn)行不同模式的切換。比如，在照明系統(tǒng)運(yùn)行過程中，當(dāng)臨近傍晚到達(dá)預(yù)設(shè)的時(shí)間后，智能照明控制系統(tǒng)就可以自動(dòng)由白天模式轉(zhuǎn)變?yōu)橐雇磉\(yùn)行狀態(tài)，并對(duì)該建筑內(nèi)部燈光的亮度進(jìn)行智能化調(diào)節(jié)，即根據(jù)實(shí)際需要逐步調(diào)節(jié)燈光亮度的明暗。

智能照明控制系統(tǒng)還可以進(jìn)行探測(cè)，然后通過中心智能控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)無(wú)人區(qū)燈光的自動(dòng)關(guān)閉，而有人的區(qū)域燈光則會(huì)主動(dòng)調(diào)亮。同時(shí)，該系統(tǒng)還可以通過編程，自動(dòng)對(duì)民用建筑中不同區(qū)域的光照度進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，滿足該建筑不同場(chǎng)合下對(duì)于燈光明暗的要求。例如，民用建筑中靠近窗戶的位置，因?yàn)橛兄己玫淖匀徊晒鈼l件，建筑中設(shè)置的智能照明系統(tǒng)就可以巧妙利用自然光進(jìn)行照明，并對(duì)建筑中其他、光源明暗度進(jìn)行智能化調(diào)節(jié)，從而保證將室內(nèi)照明系統(tǒng)光照度調(diào)節(jié)到最佳、水平。而當(dāng)遇到陰雨天氣時(shí)，建筑中設(shè)置的智能照明系統(tǒng)還會(huì)根據(jù)建筑室內(nèi)不同區(qū)對(duì)光照的實(shí)際需求進(jìn)行智能化調(diào)節(jié)，使室內(nèi)照度達(dá)到合理狀態(tài)，滿足人們對(duì)光照的需求（見圖2）。

圖2 智能照明控制系統(tǒng)示意圖

4.2 實(shí)現(xiàn)建筑的節(jié)能降耗

民用建筑中設(shè)置智能照明控制系統(tǒng)，通過應(yīng)用自動(dòng)化照明控制技術(shù)，借助照明網(wǎng)絡(luò)及計(jì)算機(jī)信息設(shè)備，還能提升民用建筑照明系統(tǒng)能源管理水平的提升，從而有效避免電力能源的浪費(fèi)，并降低該建筑照明系統(tǒng)的運(yùn)維費(fèi)用。

在實(shí)際生活中，在民用建筑中設(shè)置智能照明控制系統(tǒng)，對(duì)建筑中的照明進(jìn)行自動(dòng)化、智能化的控制，相較傳統(tǒng)人工控制方式的照明控制，可以減少電網(wǎng)電壓以及浪涌電壓等對(duì)建筑中照明燈具帶來的沖擊，這樣就能有效保護(hù)建筑中的燈具，從而延長(zhǎng)其使用壽命。而且，通過對(duì)建筑內(nèi)照明系統(tǒng)的自動(dòng)化、智能化控制，還能減少對(duì)電力能源的浪費(fèi)。根據(jù)相關(guān)研究數(shù)據(jù)顯示，在民用建筑中設(shè)置智能照明控制系統(tǒng)，可以節(jié)電20%以上，這就在很大程度上減少了民用建筑電力能源浪費(fèi)的現(xiàn)象，減少用電峰谷對(duì)電力企業(yè)電力供應(yīng)的壓力。例如，在廈門海滄區(qū)，有180多棟樓宇實(shí)現(xiàn)了建筑夜景燈光的遠(yuǎn)程智能化管理，使該地區(qū)的夜景亮化與夜景智能化管理相輔相成，而且，樓宇夜景燈光的智能化管理，還對(duì)整片區(qū)域夜景亮化景觀進(jìn)行了有益的補(bǔ)充，在滿足夜景亮化的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了對(duì)區(qū)域內(nèi)各樓宇夜景的分區(qū)與分組管理。同時(shí)，因?yàn)樵搮^(qū)域使用的智能照明控制系統(tǒng)還預(yù)設(shè)了多種不同的景觀模式，能夠根據(jù)不同的情境需求進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，這樣也進(jìn)一步保障了夜景運(yùn)維管理的安全性和穩(wěn)定性，并極大提升了廈門市城市夜景亮化的形象。

4.3 實(shí)現(xiàn)環(huán)境的智能調(diào)節(jié)

在實(shí)際生活中，民用建筑采用的傳統(tǒng)照明系統(tǒng)主要是日光燈，但根據(jù)相關(guān)研究顯示，這種日光燈通常會(huì)存在100Hz 的閃動(dòng)頻率，如果人們經(jīng)常處于這種頻閃的環(huán)境當(dāng)中，極易出現(xiàn)頭腦發(fā)脹及眼睛干澀疲勞的現(xiàn)象，從而影響人們正常的休息和生活。而在民用建筑中應(yīng)用智能照明系統(tǒng)，通過安裝可調(diào)光的電子鎮(zhèn)流器，能使照明燈光的工作頻率保持在40kHz～70kHz的范圍之內(nèi)，從而解決頻閃對(duì)人們?cè)斐傻挠绊憜栴}。同時(shí)，在系統(tǒng)照明開啟的過程中，也能保證亮度的穩(wěn)定性，從而為人們創(chuàng)造出更加舒適、健康的生活環(huán)境。

此外，在智能照明控制系統(tǒng)中，還應(yīng)用現(xiàn)代化的電子技術(shù)，對(duì)白熾燈、日光燈、水銀燈以及霓虹燈等照明工具進(jìn)行智能化調(diào)光。在實(shí)際運(yùn)用中，如果室外的光線比較充足，該系統(tǒng)就可以自動(dòng)將建筑內(nèi)部的照度調(diào)小，而當(dāng)室外的光線較弱時(shí)，該系統(tǒng)就能夠自動(dòng)調(diào)大建筑內(nèi)部的照度。而且，在這一過程中，建筑內(nèi)部的照度還能始終趨于恒定值，這樣就可以最大化利用室外自然光，實(shí)現(xiàn)環(huán)境的智能調(diào)節(jié)，從而最大限度上減少建筑照明系統(tǒng)的運(yùn)維成本，并滿足人們對(duì)超度的需求，有效提高人們的生活質(zhì)量。

5 民用建筑電氣中智能照明控制系統(tǒng)應(yīng)用應(yīng)注意的事項(xiàng)

5.1 合理選擇照明場(chǎng)所

當(dāng)前，我國(guó)的民用建筑大都是多層建筑、高層建筑和超高層建筑，內(nèi)部很多地方都需要進(jìn)行照明，如果全部應(yīng)用智能照明控制系統(tǒng)，會(huì)導(dǎo)致設(shè)計(jì)工作與施工建設(shè)的難度變大，同時(shí)也會(huì)極大提高工程的造價(jià)。因此，在民用建筑電氣中應(yīng)用智能照明控制系統(tǒng)，首先應(yīng)合理選擇照明的場(chǎng)所，實(shí)現(xiàn)在照明功能與經(jīng)濟(jì)成本上的平衡。在實(shí)際應(yīng)用中，可以在民用建筑中的展覽大廳、多功能廳、大堂、報(bào)告廳、指揮中心以及宴會(huì)廳等重要場(chǎng)所應(yīng)用智能照明控制系統(tǒng)，而走廊、客房、樓梯以及電梯等公共空間，設(shè)置普通照明，滿足基本照明功能即可。

5.2 科學(xué)設(shè)計(jì)照明功能

在民用建筑中應(yīng)用智能照明系統(tǒng)，還必須科學(xué)設(shè)計(jì)照明功能，既要滿足電工學(xué)和建筑學(xué)的要求，同時(shí)也能體現(xiàn)出一定的人文修養(yǎng)和藝術(shù)修養(yǎng)。在實(shí)際應(yīng)用中，可以在民用建筑電氣的智能照明功能設(shè)計(jì)過程中，巧妙設(shè)置多個(gè)燈光回路，以保證每一條回路的負(fù)載量都不會(huì)超出相關(guān)規(guī)定的范圍。同時(shí)，在進(jìn)行建筑燈光系統(tǒng)的設(shè)置時(shí)，還應(yīng)確保其花紋、圖案與建筑的整體環(huán)境相協(xié)調(diào)，從而凸顯出燈光設(shè)計(jì)的藝術(shù)效果。最后，智能照明控制系統(tǒng)還應(yīng)采取集中控制與分散控制等不同的方式，并能夠與BAS 系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)。

5.3 科學(xué)選擇照明燈具

在民用建筑中應(yīng)用智能照明系統(tǒng)，還應(yīng)該科學(xué)選擇照明燈具，從而保證其控制系統(tǒng)能夠靈活、穩(wěn)定運(yùn)行，并提升燈光照明的效果。在實(shí)際選擇中，應(yīng)盡量選擇節(jié)能環(huán)保、性價(jià)比高的照明燈具。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在新時(shí)代背景下，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，基于智慧城市的建設(shè)，智能照明系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到我們?nèi)粘Ｉ钪校抑饾u成為未來生活的主要發(fā)展趨勢(shì)。因此，我們應(yīng)重視智能照明控制系統(tǒng)在民用建筑電氣中的應(yīng)用，不斷提升民用建筑電氣智能照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和施工效果，將智能照明的作用充分發(fā)揮出來，為居住者創(chuàng)造良好的居住環(huán)境，更好地滿足廣大居民的需求。