智能照明控制系统在金融写字楼中的应用

程培新 / 刘莉馨

1. 中国建筑设计研究院 北京 100044；2. 中国建筑标准设计研究院，北京100048

1 引言

随着科技的飞速发展和生活水平的不断提高，人们对于居住环境提出了更高的要求。越来越多的智能建筑相继涌现。人们在享受智能化带来的便利的同时，也面临着能源紧缺的窘境。众所周知，智能建筑的能耗主要包括采暖、空调、供热、照明、家用电器等的能耗，照明能耗在建筑能耗中所占比例较大，往往是仅次于空调的一个能耗大户。在当今全社会都主张节能的大背景下，降低建筑能耗刻不容缓。因此照明节能作为建筑节能的一个重要组成部分得到了广泛的关注。

2 智能照明控制系统及其优势

建筑照明节能设计有很多方法。例如选用合适的灯具及其附件，合理利用自然光等等。在这些节能设计的方法中，采用合理有效的照明控制方式是非常重要的。照明控制方式按照其实现方式可分为传统照明控制、基于DDC的自动照明控制和智能照明控制。

2.1 传统照明控制方式

传统照明控制方式以照明配电箱通过手动串联在照明回路中的开关面板来控制照明灯具的通断，或通过在回路中串入接触器，实现远程控制。这种传统的控制方式相对简单、有效、直观，但它过多依赖于人员的手工操作。整个系统控制过于分散，过分强调“点对点”控制，对于功能场景的要求很难满足，管理的自动化程度较低。灯具的点亮和熄灭完全依靠人为判断，一旦线路出现问题，因开关接通、关断的是220V电压，故而有可能直接危及人身安全。此外，传统照明控制方式对灯只有开和关的控制，节能效果较差，后期维护和改造投入较大。

2.2 基于DDC的自动照明控制

基于DDC的自动照明控制是将照明控制纳入建筑物自动控制（BA）系统中，是以电气触点来实现区域控制、定时通断、中央监控等功能。相对于传统照明控制方式，该方式可以轻松实现灯具的远距离集中控制，同时，整合到BA系统中以后，可以通过BA系统对相关灯具的状态（开启/关闭）进行监控。但由于本身对BA系统的依赖性，一旦BA系统出现问题，照明灯具的控制就会相应的受到影响，这显然无法满足人们对于便捷、高效、多样化照明的要求。

2.3 智能照明控制系统

智能照明控制系统使照明调光、场景设置、用电负荷控制、通风供热等调控实现智能化，是一种标准的总线控制系统。通过总线将各个智能元件相连接，根据外界环境的变化，调节总线中各元件的状态，既可使各个元件有机的结合在一起，又可使各个元件独立运行，从而保证了系统中各个元件实现智能化，达到提高管理效率，减轻工作人员负担，高效节能等目的。

因采用总线结构，故布线十分简单，无需大量电缆敷设和复杂的控制设计。采用模块化结构，模块带有微处理器，将原来的集中控制系统发展为分布式系统，使得系统可靠性和灵活性大大提高，降低了元件出现问题时系统瘫痪的风险性。

鉴于上述优势，智能照明控制系统越来越多地应用于照明设计中。

3 智能照明控制系统在金融写字楼中的应用

3.1 工程概况

本工程属于一类超高层金融写字楼，总建筑面积约16万m2，其中地上建筑面积约13万m2，由一座43层的金融写字塔楼A座和一座包括交易大厅、多功能厅、商业等建筑的配套5层（局部7层）综合楼B座组成。A座与B座之间设一座4层通高的大堂。地下室共3层，建筑面积约3万m2，主要为停车场和设备用房。其中，地下1层设银行金库及运钞车库等，地下2层局部设商业，与地铁商业连通。主楼采用外筒为钢桁架筒、内筒为钢筋混凝土核心筒所形成的混合结构体系。附楼采用钢筋混凝土框架结构体系。

3.2 设计构想及其实现

智能照明控制系统借助各种不同的“预设置”控制方式和控制元件，对不同时间、不同环境的光照度进行精确设置和管理，根据不同场景、不同的人流量，进行时间段、工作模式的细致划分，关掉不必要的照明，需要时自动开启，实现节能。智能照明控制系统通过对该金融写字楼实现灯光场景自动控制、灯光定时、分时自动控制、根据外界环境进行亮度控制、集中控制及监控，实现照明控制的智能化，达到节能的目的。

本项目采用的智能照明控制系统主要是对各个公共区域的灯光照明、风机盘管、电动百叶等进行智能化的控制，需要用到智能照明控制的场所主要有：商业中庭、大堂、餐厅、大型会议厅、办公区、走廊、楼梯间及前室、地下车库、室外照明及航空障碍灯照明等。

（1）商业中庭、大堂

商业中庭和大堂有跃层，属于大空间场所，设计时采用智能照明控制系统较为方便。考虑到商场的营业时间一般在9:00～22:00点左右，尤其以晚饭后和节假日顾客量大，因此预先设置好一些状态，分时控制。在白天光线充足、客流不是很大的情况下，适当调暗或者关闭一些灯；在客流量大，购物集中的时间段，开启所有照明，将光照度自动调节到预先设定的水平。需注意的是一定要保证柜台等处的局部照明。关门后自动关闭灯光，只留下一些用于疏散使用的长明灯作应急照明使用。

（2）餐厅

餐厅是人们用餐休息的场所。由于用餐时间相对集中，因此在用餐准备阶段开启筒灯，供服务人员准备饭菜使用。在就餐时段将灯光调亮并开启餐厅主灯，就餐时尤其强调局部照明效果，注意对色温的控制，营造和谐的就餐环境。

（3）大型会议厅

大型会议厅作为举办各种大型会议、学术活动及重要活动的场所，对照明要求较高，根据要求应当采用智能照明控制系统。预先设置好一些场景模式，将调光、分时控制、分区控制、照明与投影幕、音响等设备联动控制等相结合，营造良好的会议氛围。大型会议厅照明主要由主席台筒灯、投光灯、射灯，听众席的筒灯、灯带、座椅牌号灯和脚灯，立柱的壁灯构成。①报告模式：突出主席台，听众席的灯应当分区域调亮或调暗，打开或关闭。投影仪及投影幕与主席台各种不同效果的灯进行联动控制。②互动交流模式：台上台下互动，灯要求全部打开。③备场、退场模式：在备场或退场时打开相应照明。④清扫模式：供工作人员使用的场景，只需打开几路基本照明供清扫会场使用。

（4）办公区

办公区是该工程的主体，A区地上部分核心筒外围几乎全是办公区。因此本工程智能照明控制系统控制的重点就在此处。在写字楼内，可以利用智能照明控制系统的时间控制功能，实现灯光的自动控制。根据上下班对办公区进行分时控制。在工作时间开始前，可以预先打开办公区的空调，使其工作于预先设置的工作状态，这样比人员都来后再开启要节能。在工作时间段，通过在办公区域设置主动式探测器进行感应并根据环境照度控制灯光及风机盘管电源，实现有人时自动开灯开空调，无人时自动延时关灯关空调，根据人多人少确定开灯的数量的功能。下班或节假日有人加班可以切换到手动控制模式。考虑到办公区为开敞办公并且在建筑上采用玻璃幕墙结构，可将办公区划分为若干区域，根据环境自动调整所控区域的开灯数量，进行分区控制。根据办公区内的温度传感器采集的数据，智能照明控制系统可对空调、电动窗帘、百叶等进行控制。天热或者室外光照较强时合上百叶遮挡阳光，这也可防止空调温度过高，降低空调能耗，从而达到节能的目的。利用亮度传感器感知某区域的亮度后自动调光，邻近窗户的区域可以充分利用自然光。在满足照度要求的前提下，关闭靠近窗户的一路照明。办公室各个入口处分别安装智能面板，也可以对办公区域进行手动控制，通过定时器，可以对空调、照明进行定时控制。实现对空调温度和风速的调节。

需要指出的是，传统照明系统中，配有传统镇流器的日光灯以100Hz的频率闪动，这种频闪使工作人员头脑发胀、眼睛疲劳、降低工作效率。而智能照明控制系统中的可调光电子镇流器则工作在很高频率（40kHz～70kHz），不仅克服了频闪，而且消除了起辉时的亮度不稳定。不仅能调光的亮和暗，还能调节光色，从而为员工创造出良好的工作环境。

（5）走廊、楼梯间及前室

采用自动照明控制，在非主要使用时段，通过红外探测器感知人的存在，有人时灯亮。或者使用声控开关，设置灯延时关闭。无人时关闭或人少时调暗灯关，只保证最基本的照度要求，疏散通道的灯在火灾时，由消防控制室自动点亮。走廊也可以设置就地控制的开关。疏散楼梯间及其前室照明100%为应急照明，疏散走廊50%为应急照明。控制主机设在消防控制室。应急照明平时采用就地控制或由建筑设备自动监控系统统一管理，火灾时由消防控制室强制切电，自动控制点亮全部应急照明灯，出口标志灯、疏散指示灯、疏散走道应急照明、封闭楼梯间及其前室、消防电梯前室等处的应急照明由配电箱内设备集中控制。

（6）地下车库

地下汽车库等公共场所的照明采用照明配电箱就地控制并纳入建筑设备监控系统统一管理。一般采用50%照明或100%调暗后照明。地下车库由于层高，管道较多，灯具维护不便，智能照明因采用了较为科学合理的控制方法，能够延长灯具的使用寿命，也为后期维护带来便利。

（7）室外照明及航空障碍灯照明

室外照明是指建筑物立面景观照明，利用各种光源的特点和灯具产生的效果，结合建筑物的特点及周边环境，创造出夜景下建筑独特的照明效果。传统室外照明控制使用一个强电配电箱，安装普通定时器的方式实现灯具的开启和关闭，在控制的准确性、操作的便捷性和控制的灵活性方面有一些不足。智能照明控制系统可以由计算机进行分时段的控制，按照预先设置的平时场景、节假日场景以及重大节日等不同场景模式进行控制。

根据《民用机场飞行区技术标准》要求，本工程分别在60.9m、100.9m、140.9m、186.9m（屋顶），四角位置设置航空障碍标志灯，航空障碍标志灯的控制纳入建筑设备监控系统统一管理，并根据室外光照及时间自动控制。

4 结论

本文对比了目前几种照明控制的优缺点，结合某金融写字楼照明设计实例，对智能照明控制系统进行了介绍和应用。智能照明控制系统由于采用了红外、亮暗、温度等传感器，定时开关、调光模块的可调光技术和智能化的运行模式，使得整个照明系统可以按照经济有效的最佳方案准确运作，不但大大降低了运行的管理费用，提高了管理效率，减轻了工作人员的负担，而且最大限度的节约了能源，延长了灯具的使用寿命，显示出巨大的发展潜力。

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