智能照明控制系統(tǒng)在辦公建筑中的應用

張娟

安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定 201801

摘要：本文對Acrel-bus智能照明控制系統(tǒng)做了簡要的概述，結合某辦公室的照明設計，闡述了智能照明控制系統(tǒng)的優(yōu)點、應用前景、組成及辦公區(qū)域控制特點，然后以某辦公建筑為實例進行智能照明系統(tǒng)設計并進行節(jié)能分析，結果表明智能照明控制系統(tǒng)具有靈活實用、可靠便利、降低運行成本和實現(xiàn)綠色照明等優(yōu)勢。

關鍵詞：智能照明；控制；節(jié)能分析；綠色照明；Acrel-bus或ASL100系列智能照明

1、概述

    隨著社會的進和科技的飛速發(fā)展，節(jié)約能源已經(jīng)是世界發(fā)展的趨勢。據(jù)有關統(tǒng)計資料顯示，照明能耗在建筑總的運行能耗中所占比例可達20%--40%，是僅次于空調(diào)的能耗大戶。一直以來，大部分建筑都是采用傳統(tǒng)的照明控制方式，少數(shù)智能建筑采用樓宇自控系統(tǒng)來監(jiān)控照明，也只是實現(xiàn)簡單的區(qū)域照明和定時開關功能。傳統(tǒng)的通過BA方式簡單地對燈光控制已經(jīng)很難滿足環(huán)保節(jié)能、靈活、易于管理維護、多種功能的控制要求。隨著科技的發(fā)展，如今的Acrel-bus智能照明系統(tǒng)體現(xiàn)出強大的優(yōu)越性，它在智能建筑中的應用也越來越廣泛。實現(xiàn)照明控制系統(tǒng)的主要目的一是可以提高照明系統(tǒng)的控制和管理水平，減少照明系統(tǒng)的維護成本，二是可以節(jié)約能源，減少照明系統(tǒng)的運營成本。

2、智能照明系統(tǒng)優(yōu)點

    Arcel—BUS智能照明控制系統(tǒng)可將以前各種獨立的控制功能集成到一個系統(tǒng)中，集舒適、靈活、**、節(jié)能經(jīng)濟、維護方便于一體。其優(yōu)點集中體現(xiàn)在以下方面：

節(jié)能：Arcel—BUS智能照明控制系統(tǒng)可根據(jù)不同時間、不同環(huán)境、不同生活場景預先進行光照度的設置，用*經(jīng)濟的能耗提供*舒適的照明，大大降低了建筑的能耗。

**可靠：所有控制按鍵都是低壓電信號，有效避免觸電可能。同時系統(tǒng)可與BA系統(tǒng)、監(jiān)控報警系統(tǒng)、車庫刷卡系統(tǒng)安防、消防等其他系統(tǒng)聯(lián)動控制，對緊急突發(fā)事件能及時響應和自動處理，為建筑的**可靠提供了可靠的保障。

延長使用壽命：Arcel—BUS智能照明控制系統(tǒng)可以延長燈具的使用壽命。燈具損壞的致命原因是電壓過高，電壓越高，其壽命則成倍降低Arcel—BUS智能照明控制系統(tǒng)能成功地電網(wǎng)的沖擊電壓和浪涌電壓，使燈具不會因為上述原因而過早損壞。系統(tǒng)采用了軟啟動和軟關斷技術，避免了燈絲的熱沖擊，使燈具壽命進一步得到延長。降低了照明系統(tǒng)的運行費用，對于復雜安裝區(qū)域的燈具及昂貴燈具更具有特殊意義。

舒適： 自動開關燈光、空調(diào)、地暖、熱水、影院；保持恒溫、恒照度等功能，為現(xiàn)代建筑創(chuàng)造一個自然舒適的環(huán)境。

便捷： 紅外、無線、網(wǎng)絡、集中等多種遠程控制方式大大提高了便捷性。

靈活： 能滿足多種用戶對不同環(huán)境功能的要求。Arcel—BUS系統(tǒng)是開放式、大跨度框架結構，可以迅速而方便地改變建筑物的使用功能或重新規(guī)劃使用區(qū)域。

減少能耗： 根據(jù)人員的活動狀況、工作規(guī)律、時段、自然光狀況來自動調(diào)節(jié)室內(nèi)外光照的溫度環(huán)境，以*大限度地減少能量消耗。

維護簡單： 自動控制功能可大量減少管理和維護人員的工作量，降低管理費用，提高工作效率及管理水平。

鑒于上述優(yōu)點，該系統(tǒng)體現(xiàn)出了強大的優(yōu)越性（智能化的控制方式、靈活的布線方式、低廉的運營成本、提高的建筑管理水平），智能照明控制系統(tǒng)越來越多地應用于各類照明設計中。

3、智能照明控制方式于實現(xiàn)的功能

3.1控制方式

    目前，智能照明系統(tǒng)一般采用總線制的控制方式，這種方式改變了傳統(tǒng)的布線模式，實現(xiàn)了強弱電分離；并可以靈活地設置場景控制模式，可以對于不同的功能區(qū)域，按照具體的要求，采用不同的控制方式。

    Acrel-bus智能照明系統(tǒng)通過計算機集成控制、定時控制或光感控制，在需要的時候將需要的區(qū)域如一樓大廳、地下車庫等，通過調(diào)光的方式或智能開光的方式將燈光控制到合適的照度，以節(jié)約能源和降低運行費用；并可以在某些重要區(qū)域（如小會議室、大會議室、領導辦公室等場所）通過調(diào)光方式和場景預設值功能進行控制，能夠產(chǎn)生各種燈光效果、營造不同的燈光環(huán)境，給人以舒適**的視覺享受；同時通過定時控制及移動感應控制的結合保證公共通道如走廊、電梯廳的燈光在上班期間定時開啟，下班時定時關閉70%的燈光，同時自動啟動移動感應器，有人走動時開啟燈光，人走開后自動關閉，達到節(jié)能、變于管理的目的。Acrel-bus智能照明系統(tǒng)通過在適當?shù)奈恢萌绻矃^(qū)域設置現(xiàn)場控制面板，方便現(xiàn)場操作控制。也可以實現(xiàn)靈活分區(qū)控制以節(jié)約用電實現(xiàn)低碳生活。

3.2實現(xiàn)的功能

（1） 在燈光照明與室外自然光結合的區(qū)域，如一樓大堂、大會議室，具有日照補償功能，當自然光線超過一定照度時，光線感應器可自動將部分或全部燈光關閉。

（2） 在某些區(qū)域如會議室等，可采用移動感應的方式，門打開時，可自動檢測到有人進來，然后打開相關區(qū)域的照明燈。

（3） 通過照度傳感器可以控制大樓外立面的泛光照明。

（4） 通過定時控制、中央控制的方式實現(xiàn)大樓內(nèi)無人管理區(qū)域的照明自動控制。

（5） 可通過中控計算機監(jiān)視和控制，進行分區(qū)、分回路控制。

（6） 對于公共走道，用過紅外感應探測感知人的活動，實現(xiàn)人來燈亮，人走燈滅。

（7） 對所有場所可以設置時間模式，根據(jù)季節(jié)，作息時間等調(diào)整編制時間模式，回路自動按需開啟。

（8） 控制器通過調(diào)節(jié)人工照明來配合自然采光，使工作面上的照明環(huán)境維持在一個固定的值上，該設置值可自行調(diào)節(jié)。若自然光能夠滿足要求或無人在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)工作，則系統(tǒng)自動關閉照明設備。此外，用戶應具有一定的控制度和自由度。

4、Acrel-bus智能照明控制系統(tǒng)在某辦公建筑中的應用

4.1 工程概況

     本工程屬于一類高層辦公樓，總建筑面積15萬㎡，地下2層，為地下停車場和設備用房，地上12層為辦公區(qū)域。大樓分五個區(qū)，每個區(qū)每層樓都有一個強電井。強電井內(nèi)有三個配電箱，分別是照明配電箱、事故照明配電箱、空調(diào)配電箱。大樓效果圖如下：

    該建筑采用Acrel-bus智能照明的控制區(qū)域包括大開間辦公室和小面積辦公室、大廳、會議室、休息室、活動室、走廊等。系統(tǒng)的控制要求較高，能夠實現(xiàn)對辦公樓所有的燈光照明進行全自動化控制，可手動、自動控制模式靈活切換；根據(jù)各個特定的應用區(qū)域需要而設定照明控制方式；預設會議室各種照明場景，滿足不同場合的需求。因此，在工程的設計中采用了智能照明控制系統(tǒng)，將現(xiàn)代控制、計算機、網(wǎng)絡和通訊等技術應用于照明的控制和管理中，既可以滿足功能的需求，又可以實現(xiàn)控制靈活、節(jié)約能源的目的。

4.2 設計方案

    整個辦公樓的照明系統(tǒng)通過Acrel-bus控制總線組成一個統(tǒng)一的系統(tǒng)，中央控制系統(tǒng)通過多級控制進行管理，結合調(diào)光/開關控制模塊、智能探測器（照度/人體移動/雷達）、液晶顯示控制面板等自動化設備實現(xiàn)中央監(jiān)視控制、現(xiàn)場手動控制、人感探測控制、光感探測控制、場景功能控制；控制界面設置不同權限，通過編程等手段將其鎖定，避免無關人員的誤操作。

    公共區(qū)域走廊、樓梯、電視廳

    通過時鐘定時器、智能開/關及人體移動傳感器自動控制來實現(xiàn)節(jié)能，可節(jié)省30%左右的能源，同時還可以延長燈具壽命。根據(jù)使用需要分為全部開啟、2/3燈具開啟、1/3燈具開啟、分區(qū)開啟、全部關閉、應急照明、保安巡視等多種場景模式。在不同場景的切換過程中可按照定時器設置的時間自動運行，也可以手動切換燈光場景。如傍晚18：30—23：30之間2/3燈具開啟，23：30過后僅保留1/3的基本照明，此時之前被屏蔽的人體移動傳感器開始工作，當有人經(jīng)過時開啟相應的燈光，以保證充足的照明。

(1)衛(wèi)生間

    根據(jù)時間和人體紅外感應控制，平時無人時，系統(tǒng)打開部分回路提供基本照明，當有人進入時，該區(qū)域燈光可以整體變亮，人離開后延時關閉。

(2)大面積辦公室

      辦公區(qū)可以利用Acrel-bus智能照明控制系統(tǒng)的時間控制功能，實現(xiàn)燈光的自動控制。根據(jù)上下班對辦公區(qū)進行分時控制。利用亮度傳感器感知某區(qū)域的亮度后自動調(diào)光，臨近窗戶的區(qū)域可以充分利用自然光。在滿足照度需求的前提下，關閉靠近窗戶的一路照明。需要指出的是，傳統(tǒng)照明體統(tǒng)中，配有傳統(tǒng)鎮(zhèn)流器的日光燈以100Hz的頻率閃動，這種頻閃使工作人員頭腦發(fā)脹，眼睛疲勞，降低工作效率。而Acrel-bus智能照明控制系統(tǒng)中的可調(diào)光電子鎮(zhèn)流器則工作在很高頻率（40kHz~70kHz），不僅克服了頻閃，而且消除了啟動時的亮度不穩(wěn)定。不僅能調(diào)光的亮和暗，還能調(diào)節(jié)光色，從而為員工創(chuàng)造出良好的工作環(huán)境。

(3)會議室

      會議室作為辦公大樓的一個重要組成部分，采用Acrel-bus智能照明控制系統(tǒng)通過對各照明回路進行調(diào)光控制可預先設計多種燈光場景，在會議室門口設置了液晶面板，方便工作人員根據(jù)需要手動選擇或實時控制。

(4)室外泛光

      一、體統(tǒng)可通過定時功能實現(xiàn)自動控制，對所有受控燈具按年、月、日為單位定時控制開關。二、系統(tǒng)通過面板可現(xiàn)場手動控制：每個控制面板和智能控制模塊可儲存多個事先預制好的場景，在需要的時候隨時可以調(diào)用出來。此外，系統(tǒng)還可以通過照度感應器來自動控制。

（5）與BA系統(tǒng)的集成

     系統(tǒng)具有分布式智能控制的特點和開放性，提供了與BA系統(tǒng)（包括閉路監(jiān)控、消防報警、**防范系統(tǒng)）相連接的借口和軟件協(xié)議，變于構成一個完整的樓宇自控系統(tǒng)，實現(xiàn)樓宇智能化的集中管理和子系統(tǒng)間的聯(lián)動。本工程在保證智能照明系統(tǒng)獨立運行的同時，通過IP網(wǎng)關與整個大樓的BA系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換和共享。

5、系統(tǒng)節(jié)能分析

5.1 自動調(diào)光，充分利用自然光

    Acrel-bus智能照明系統(tǒng)中的智能感應開關通過與系統(tǒng)其他控制模塊配合，對不同時間不同光照度進行檢測、預設和合理管理，實現(xiàn)節(jié)能。這種自動調(diào)節(jié)照度的方式，充分利用室外的自然光，只有當必須時才把燈點亮或點到要求的亮度，利用*少的能源保證所要求的的照度水平。根據(jù)不同的時間、日期按照各個功能區(qū)的運行狀況進行光照度的設定，自然照度能夠滿足需求時，做到將燈關掉。一般來講，越靠近窗自然光照度越高，從而人工照明提供的照度就低，但合成照度應維持在設計照度值。

5.2 延長燈具光源的壽命

    燈具損壞的致命原因是電網(wǎng)過電壓，只要控制過電壓就可以延長光源的壽命。Acrel-bus智能照明控制系統(tǒng)采用軟件啟動的方式，能控制電網(wǎng)沖擊電壓和浪涌電壓，使燈絲免收熱沖擊，使燈具壽命進一步得到延長。無論是熱輻射光源，還是氣體放電光源，電網(wǎng)電壓的波動是光源損壞的一個主要原因。因此，有效地抑制電網(wǎng)電壓的波動可以延長光源的壽命。智能照明控制系統(tǒng)中開閉控制模塊內(nèi)部采用智能芯片控制技術，對電源參數(shù)進行實時檢測運算后通過調(diào)整輸出至照明負載側的電壓，確保燈具在較理想的電壓范圍內(nèi)穩(wěn)定工作，能成功地抑制電網(wǎng)的浪涌電壓，同時還具備了電壓限定和限流濾波等功能，避免過電壓和欠電壓對光源的損害。

5.3 節(jié)約能源，降低運行維護費用

    與傳統(tǒng)的照明控制方式相比較可以節(jié)約電能20%以上。充分利用室外的自然光，利用*少的能源保證所要求的照度水平。Acrel-bus智能照明控制系統(tǒng)中對熒光燈等進行調(diào)光控制，由于可調(diào)光電子鎮(zhèn)流器采用了有源濾波技術，降低了諧波的含量，提高了功率因數(shù)，降低了無功損耗。

5.4 集中管理，減少人為浪費

現(xiàn)代高層辦公樓中，人為造成照明能源浪費的現(xiàn)象任然非常嚴重，無論房間有人還是無人，經(jīng)常是大面積“長明燈”。Acrel-bus智能照明系統(tǒng)既能分散控制又能集中管理，在大樓的中央控制室，管理人員通過操作鍵盤即可關閉無人房間的照明燈。根據(jù)具體的要求，點亮部分回路，改變照明區(qū)域。

6、安科瑞智能照明系統(tǒng)產(chǎn)品介紹：

6.1、開關驅動器

6.2、0-10v調(diào)光驅動器

6.3、傳感器

6.4、總線電源

6.5、智能面板

7、 結論

    本文結合某辦公樓照明設計實例，對安科瑞ASL100系列智能照明控制系統(tǒng)進行了介紹和應用。ASL100系列智能照明控制系統(tǒng)由于采用了紅外、亮度等傳感器，定時開關、調(diào)光模塊的可調(diào)光技術和智能化的運行模式，使得整個照明系統(tǒng)可以按照經(jīng)濟有效的*佳方案準確運作，不但大大降低了運行的管理費用，提高了管理效率，減輕了工作人員的負擔，而且*大限度的節(jié)約了能源，延長了燈具的使用壽命，顯示出巨大的發(fā)展?jié)摿ΓS著建筑和照明技術的進步，照明和建筑融為一體，照明已成為建筑藝術的一部分，讓我們大家共同努力，將更多、更好的智能照明控制系統(tǒng)應用到智能建筑的設計中去，營造出藝術、智能化的光環(huán)境，賦予建筑多彩的生命。

8、 參考文獻

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[2] 中國建筑科學研究院. GB50034-2004 建筑照明設計規(guī)范[s]. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008.

[3] ABB i—bus EIB 總線系統(tǒng)在民用建筑中的應用——《林業(yè)科技情報》2008年01期

[4]安科瑞電氣股份有限公司智能照明選型手冊

作者簡介：

張娟，女，本科。任職單位：現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司
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