住宅小区照明智能控制

文｜济宁市建筑设计研究院兴业监理公司 鲍明慧

1 前言

万佳阳光城总建筑面积为290000m2，由21栋楼组成，包括8幢多层和13幢情景花园洋房。该小区的整个园区为坡地地形，若采用传统配线系统，则应采用多点、多回路的相对独立的供电方式，回路相互之间无联系。而这种布线回路一旦确定，在照明要求发生改变时便不得不重新敷设线路。所以，传统的园区照明配电方式已不能满足平时照明、节日照明和多场景照明等现代照明的要求。此外，单凭人力无法对灯光进行精确管理，因而会造成灯光开启时间延长，管理上的难度加大，进而造成不必要的用电浪费和人力资源的浪费。为充分地利用景观环境资源，创造出“以人为本”的灯光宜人、优雅舒适的环境氛围，同时也为了实现节能的目标，我们决定对该园区照明系统进行智能控制。

2 设计方案

本项目的照明系统采用了ABB i-bus智能控制系统。该控制系统为分布式控制系统，采用模块化结构及国际标准化组织ISO的标准通信协议，通过一条总线将各个分散的元件连接起来，各个元件均为智能化模块，可以通过电脑编程独立地完成控制工作，也可以通过不同组合完成不同的控制工作。由于ABB i-bus KNX总线本身具有屏蔽能力，所以可以强、弱电同管，方便敷设。

2.1 照明区域及系统配置

该照明控制系统主要包括园区主干道路照明、园区庭院照明、水景花园照明三个区域。

（1）主干道路照明

园区主干道路具有人车混合、车速较低、交通流量大且路面相对较窄等特点，需要适当提高道路照度，故采用半截止型配光灯具。在参考了路边建筑物的高度之后，将灯杆高度取为5.6m，间距取为30m，以兼顾配光均匀性和经济性；采用同侧布灯，弯道处增加一只灯杆的形式，以加强诱导性。光源选用高压钠灯，它的光效和寿命都很高，且拥有很好的分辨率和透雾性，是最适宜用作路灯照明的光源之一。

该区域照明通过KNX总线进行开启定时控制，下午6时定时打开，至凌晨定时关闭部分照明，早晨6时再定时关闭剩余部分照明，定时时间和照明灯具关闭范围可通过程序进行设置，即便于管理又能达到节能的目的。

（2）庭园照明

庭园照明在住宅小区照明中起着烘托景观乃至协助造景的作用，是室外照明饰景功能的充分体现；又有消灭照明死角、便于人们活动、减少犯罪的作用，是明视功能的有机组成和延伸。

庭园灯在满足行人安全感的前提下尽量降低照度，灯具安装间距为25m，采用小功率金属卤化物灯，离地50cm安装，每住户单元草坪处设一只。

该庭院照明区域同样可以根据业主要求进行定时设定和调光设定，便于业主根据场景需要选择优雅宜人的环境氛围，提高园区照明舒适度。

（3）水景灯

水景花园是园区亮点工程，水景灯选用防水灯具，以卤钨灯为光源。卤钨灯拥有连续性光谱，灯光经过水体的反射或折射，可以产生绚丽多彩的效果。该区域照明采用灯光智能控制，可以做到预设置夜景场景，能够按照“平时”、“一般节日”、“重大节日”等不同夜景场景体现不同的照明效果，实现灯光调光功能，产生夜景动感效果，营造节日气氛。对水景灯的照明设计和智能控制是该照明系统中场景变化最多，最能体现智能控制灵活性、多样性和可扩展性的部分。

2.2 供配电及智能控制线路

该住宅小区内的路灯数量很多，单靠一个配电点送电，送电半径过大，易引起末端压降损失过大。因此，我们在园区内设置了两台变压器，由变压器引入低压电源，为邻近的道路照明和庭院照明供电。

在园区内设两只分控箱，分控箱由电源回路和控制回路两部分组成。电源回路采用YJV-4×16-FC-PVC40对分控箱供电，经S261-C6微型断路器进行过电流保护后对照明回路供电。每一照明回路受分控箱内的控制系统控制和供电回路的过电流保护控制。

分控箱内的控制系统主要由电源供应器和开关驱动器组成。本系统选用ABB专用的SV/S30.640电源控制器为SA/S12.16.5开关驱动器供电。开关控制器根据中控室中发出的控制信号对照明负载进行开闭控制，同时具有手动功能，尤其适合于容性负载及有较高冲击电流的负载。

两个分控箱引出两条支线进入中心控制室的控制箱内，控制支线采用i-bus J-Y（ST）2×2×0.8-PVC，不需大量的电缆敷设和繁杂的控制设计。对整个系统的控制要求可以通过中心控制室的控制系统完成，并可以随心所欲地进行组态。

中心控制室内设中控箱一只，中控箱主要由以下部分组成：

◆ LK/S4.1线路耦合器；

◆ SW/S4.5定时控制器；

◆ 6120U-102-500总线耦合器；

◆ 6125智能面板。

道路照明采用三相电缆供电，隔盏换相的方式，以免因一个回路故障而导致较大范围道路照明完全中断。

该配电箱系统如图1所示。

2.3 接地系统

室外灯具分布范围大，灯具基础小，通常不具备作等电位联结的有利条件。因此，该园区照明系统采用TT接地系统，回路首端安装漏电保护器，动作电流不大于30mA；每一路灯回路装设NDB1L-32-C16小容量熔断器，兼做过流和接地故障保护，其熔体额定熔断电流Ia取3.6A ，照明器外壳接地电阻RA要求不大于10Ω。

3 i-bus智能建筑控制系统的解决方案

i-bus智能建筑控制系统的解决方案主要选用了以下控制元件：

图1 配电箱系统示意图

◆ SV/S30.640.5电源供应器，640mA，作用是提供系统电源至各元件；

◆ SA/S12.16.5为开关驱动器，12回路，6A，带电流检测，安装在小区内的照明分控箱中；

◆ LK/S4.1为线路耦合器，作用是连接i-bus总线；

◆ 6125为solo系列智能面板，每联可以控制一路调光，同时带状态指示LED；

◆ SW/S4.5为定时控制器，4通道，作用主要是对灯具进行定时控制，同时连接i-bus总线；

◆ 6120U-102-500为总线耦合器，作用是连接i-bus总线；

◆ i-bus J-Y（ST）2×2×0.8为i-bus总线电缆，为4芯屏蔽双绞线。

该方案控制原理如图2所示。

图2 i-bus智能建筑控制系统解决方案

该解决方案同时可以通过RS232接口或USB接口与园区计算机管理平台进行数据交换和共享，可以方便地实现控制系统的兼容、改造和升级。应用了该解决方案之后，使用单位可以根据灯光管理的具体要求进行不同场景灯光的编程和设定，夜景照明可全年自动运行，无需人工日常维护，这些都为节能控制管理打下了良好的基础。

1 ABB i-bus EIb/KNX智能建筑控制系统设计手册

2《 民用建筑电气设计规范》（JGJ 16-2008）

3 高密市文体中心体育馆控制方案

4 浅谈ABB i-bus EIB智能建筑控制系统在大型卖场中的应用