總線式智能照明控制系統(tǒng)在公共建筑中的應用

謝 結 弟

(正黃集團有限公司, 廣東 深圳 518054)

0 引 言

GB 50034—2013《建筑照明設計標準》[1]第7.3.8條規(guī)定:大型公共建筑宜按使用需求采用適宜的自動(含智能控制)照明控制系統(tǒng)。因此,電氣設計人員要熟練掌握智能照明控制系統(tǒng),并了解當前智能照明的應用市場。

有研究分析指出,智能照明行業(yè)自20世紀90年代進入我國市場,受市場的消費意識、市場環(huán)境、產(chǎn)品價格、推廣力度等各方面的影響,一直處于緩慢發(fā)展的態(tài)勢。近些年,隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展,特別是房地產(chǎn)行業(yè)的發(fā)展,基于總線協(xié)議的智能照明控制系統(tǒng)技術的應用已經(jīng)發(fā)展較為成熟。

1 傳統(tǒng)公共區(qū)域照明控制方式存在的問題

(1) 區(qū)域范圍廣,燈具數(shù)量多,管理不方便。在酒店、商業(yè)大廈、辦公樓、城市街道、廣場等公共區(qū)域的墻體、走廊、大廳、停車場、綠化地中,各種照明設備數(shù)量多,采用傳統(tǒng)的人工控制會浪費人力資源開支,管理效率低,還可能出現(xiàn)漏關、錯關等情況。

(2) 總功率很大,安全系數(shù)低,資源易浪費。公共區(qū)域面積廣,照明系統(tǒng)的設備總功率較大,采用普通的強電開關以及簡單的人工控制會發(fā)生漏電等情況,且管理方式落后,易造成極大的資源浪費,如人力資源多余開支、無益損耗、用電浪費。

2 總線式智能照明控制系統(tǒng)

2.1 總線式智能照明控制系統(tǒng)的概念

總線式智能照明控制系統(tǒng)通過一條總線將所有的元器件連接起來,每個元器件均可獨立工作,同時又可通過中控計算機進行集中監(jiān)視和控制。通過計算機編程的各元件既可獨立完成開關、控制、監(jiān)視等工作,又可根據(jù)要求進行不同組合,從而在不增加元件數(shù)量的情況下功能靈活。

2.2 總線式智能照明控制系統(tǒng)的優(yōu)點

(1) 集成控制。系統(tǒng)可對燈光、遮陽、空調(diào)、地暖等進行集成控制。

(2) 舒適。創(chuàng)造安全、健康、宜人的生活及工作環(huán)境。

(3) 節(jié)能。在滿足使用者對環(huán)境要求的前提下,盡量利用自然光及人員活動來調(diào)節(jié)相應區(qū)域照明環(huán)境,最大限度降低能量消耗。

(4) 靈活。系統(tǒng)是開放式、大跨度框架結構,允許用戶及時、方便地改變建筑物的使用功能。

(5) 經(jīng)濟。系統(tǒng)提供實現(xiàn)節(jié)能運行與管理的必要條件,同時可以大量減少管理與維護人員的數(shù)量,降低相關管理費用,提高工作效率和管理水平。

(6) 安全。系統(tǒng)可與消防系統(tǒng)進行聯(lián)動,當消防報警時可將正常照明回路強行切斷,應急回路強行點亮,從而降低火災的風險,提高建筑安全性。

綜上,采用總線式智能照明控制系統(tǒng)主要有兩方面重要意義:提高照明系統(tǒng)的控制和管理水平,減少照明系統(tǒng)的維護成本;節(jié)約能源,減少照明系統(tǒng)的運營成本[2]。

3 系統(tǒng)在辦公建筑中的應用

隨著照明系統(tǒng)應用場合的不斷變化,應用情況逐步復雜,僅靠簡單的開關控制已不能完成所需要的控制,所以要求照明控制隨之發(fā)展,以滿足實際應用的需要。尤其隨著計算機技術、計算機網(wǎng)絡技術、各種新型總線技術和自動化技術的發(fā)展,照明控制技術發(fā)展迅速。

照明智能化控制可以根據(jù)環(huán)境變化、客觀要求、用戶預定需求等條件自動采集照明系統(tǒng)中的各種信息,對所采集的信息進行相應的邏輯分析、推理、判斷,并對分析結果按要求的形式存儲、顯示、傳輸,進行相應的工作狀態(tài)信息反饋控制,以達到預期的控制效果。在辦公建筑中,智能照明控制系統(tǒng)多用于公共走道、地下車庫、辦公區(qū)域、就餐區(qū)域等室內(nèi)場所以及泛光照明、景觀照明等室外場所[3]。

3.1 大堂、公共走道、電梯廳

辦公建筑大堂、公共走道、電梯廳屬于人流進出較大的場所,照明控制不適合采用就地設置控制開關,照明燈具根據(jù)照度要求以及裝修效果,有筒燈、燈盤、燈帶等多種燈具組合方式,通過設置智能照明控制系統(tǒng)的定時器和現(xiàn)場控制面板進行手動/自動控制,實現(xiàn)全亮、半亮、工作日、休息日等照明模式,以達到方便管理、節(jié)能的目的。

3.2 地下車庫

車道采用雙車道接線方式,燈具間隔接線,通過設置智能照明控制系統(tǒng)的定時器和現(xiàn)場控制面板進行自動/手動控制,實現(xiàn)全亮、半亮、夜間照明模式;通過設置智能照明控制系統(tǒng)的定時器和現(xiàn)場控制面板,車位燈具可實現(xiàn)全亮、半亮照明模式。

3.3 開放辦公區(qū)域

開放辦公區(qū)域面積較大、人員較多,不方便設置現(xiàn)場控制面板控制方式。通過開關控制模塊對辦公區(qū)域內(nèi)燈具進行開關控制,可根據(jù)設定實現(xiàn)半開、全開等不同組合模式,也可通過主控模塊對總線上的接口單燈控制器(具備調(diào)光接口電子鎮(zhèn)流器)進行操作控制。再結合照度感應器,根據(jù)室內(nèi)實際照度,照明系統(tǒng)單燈自動調(diào)光控制,保持室內(nèi)恒定的照度值,即通過開關及調(diào)光方式滿足室內(nèi)辦公光環(huán)境需要,實現(xiàn)最大限度的節(jié)能。

3.4 就餐區(qū)域

就餐區(qū)域是員工就餐、茶歇的場所,通過燈光的輔助營造多種恰當?shù)姆諊?采用智能照明控制系統(tǒng)實現(xiàn)對燈光的控制尤為重要。餐廳內(nèi)部會根據(jù)不同就餐群體需求設置不同光源、燈具,有多種就餐模式。智能照明控制系統(tǒng)可通過現(xiàn)場控制面板或中控計算機編程實現(xiàn)迎賓、聚餐、洽談、慶典等多種不同模式的控制。

3.5 建筑外立面照明

建筑外立面照明根據(jù)建筑物的不同特征,有泛光照明、輪廓照明、內(nèi)透光照明等照明方式。當采用燈具電源通斷來實現(xiàn)照明效果時,可采用總線式智能照明控制系統(tǒng)。通過現(xiàn)場布線以及程序設定,智能照明控制系統(tǒng)可實現(xiàn)泛光燈、輪廓燈、內(nèi)透光燈的不同組合或同一類型燈具的不同樓層組合的控制方式,最終實現(xiàn)外立面的不同照明。

3.6 景觀照明

景觀照明是指既有照明功能,又兼有藝術裝飾和美化環(huán)境功能的戶外照明,注重亮度和色彩的對比表現(xiàn),使建筑物及配套的景觀園林和諧統(tǒng)一。景觀照明有透光照明、輪廓照明、負輪廓照明、霓虹燈照明、內(nèi)透光照明、探照燈照明等照明方式。景觀照明的照明方式多,燈具分布零散,照明場景多,因此控制多采用集中控制方式,常采用時鐘控制器或智能照明控制系統(tǒng)。隨著智能照明控制系統(tǒng)的應用與推廣,其造價逐漸降低,在景觀照明中的應用會越來越多。

4 在其他公共建筑的應用

公共建筑包括辦公建筑、商業(yè)建筑、酒店建筑、科教文衛(wèi)建筑、通信建筑以及交通運輸建筑等。在這些大型公共建筑中,智能照明控制系統(tǒng)的應用必不可少。大型公共建筑面積大、功能復雜、人流量高,采用智能照明控制系統(tǒng)可有效地對照明系統(tǒng)進行合理控制,加強系統(tǒng)對各類不同需求的適應能力,提升建筑物的整體形象,有效節(jié)約照明系統(tǒng)的能耗,大幅降低照明系統(tǒng)的運行維護成本。各類公共建筑中需要采用智能照明控制系統(tǒng)的場所與辦公建筑類似。

5 常用智能照明產(chǎn)品

當前市面上較為成熟的智能照明控制系統(tǒng)主要有總線式控制系統(tǒng)、數(shù)字可尋址照明接口(DALI)控制系統(tǒng)、DMX512控制系統(tǒng)3種,其中總線式控制系統(tǒng)是主流控制系統(tǒng)?？偩€式智能照明控制系統(tǒng)在發(fā)展過程中功能不斷拓展,集成傳感器增多,已成為物聯(lián)網(wǎng)的一員。目前,專門面向照明的總線式智能照明控制系統(tǒng)品牌較多,常見總線式有KNX/EIB、RS-485、CAN、Pyxos等。Pyxos總線是2007年美國埃施朗(Echelon)針對LED照明推出的最新一代I/O總線,相較于目前主流的燈控總線,針對性更強、更先進。常見總線式控制系統(tǒng)對比如表1所示。

表1 常見總線式控制系統(tǒng)對比

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)。在智能家居中除燈光控制外,還可以實施空調(diào)、采暖、窗簾、天窗以及多功能會議室系統(tǒng)、安防、消防、電梯等測控管理。

6 在項目應用中遇到的問題

(1) 個別區(qū)域消防應急照明不允許采用。很多項目都采用智能照明控制系統(tǒng),公共建筑的公共區(qū)域一般都會采用。結合眾多品牌的產(chǎn)品樣本,普通照明配電箱系統(tǒng)圖、應急照明配電箱系統(tǒng)圖、智能照明拓撲圖的畫法均很完善。但圖紙設計后進行消防審查時,個別地方消防審查單位明確比較重要的場合應急照明配電箱要取消智能照明器件。消防審查單位認為,消防時智能照明模塊不是特別可靠。因此,設計師在項目中運用智能照明控制系統(tǒng)時不僅要考慮不同產(chǎn)品的畫法,還要考慮產(chǎn)品用于消防應急照明的控制模塊有無相關消防認證,以及項目所在地的相關部門要求。

(2) 住宅建筑從節(jié)能運維的角度,一般考慮在地下車庫照明、室外景觀照明中采用智能照明控制系統(tǒng)。實際設計過程中考慮到建設方的項目定位以及投資限額,住宅建筑及配套設施很少采用智能照明控制系統(tǒng),多采用時鐘繼電器或接觸器對公共區(qū)域的燈具進行集中控制。

7 結 語

智能照明控制系統(tǒng)可實現(xiàn)對照明的智能控制,具有節(jié)能、便于管理等優(yōu)點,同時還可將照明控制延伸到照明應用領域。目前,智能照明控制系統(tǒng)應用市場擴大的同時,如采購成本能逐漸降低,將會被廣泛采用。

收稿日期：2018-07-18