智能照明系统在大型公建中的应用分析

文｜广西华蓝设计（集团）有限公司 李 琰 粟卫权

1 引言

建筑节能是智能建筑的一个重要的发展方向。建筑照明的智能控制在美化照明环境、提高工作效率的同时，已发展成为一项重要的节能技术，可以最大幅度地增加灯具的使用效能、延长灯具的使用寿命、获得较高的经济回报率，是实现“绿色建筑”的重要一步。

2 智能照明系统在大型公用建筑中的作用

大型公建的灯光设计可为公共建筑吸引众多的游客或顾客。优秀的灯光设计不仅要利用灯具造型和光色调节营造出具有特定风格和美感的建筑环境，同时还应兼顾节能效果，智能照明控制系统的作用正在于此。

（1）实现照明控制智能化

采用智能照明控制系统后，照明系统可工作在全自动状态，按照预先设置切换若干基本工作状态，根据预先设定的时间自动地在各种工作状态之间转换。例如，上午来临时，系统自动将灯调暗；在靠窗的区域，系统智能地利用室外自然光；当天空放晴或转阴时，室内灯相应地调暗或调亮，始终令室内的亮度保持在人体最舒适的水平。

（2）变换场景以适应环境、用途的变化

智能照明控制系统的场景设计可根据季节、时间、环境、用途的变化及时变换灯具组合、调节照度，不仅能更好地满足使用需求，还能营造出一种温馨、舒适、宾至如归的环境，增添艺术魅力，增加顾客对该公用建筑的好感。

（3）带来可观的节能效果

除了给公众提供舒适的环境外，节约能源和降低运行费用也是公用建筑需要解决的重要问题。智能照明控制系统能够通过合理的管理，根据不同日期、不同时间各个功能区域的灯具运行情况预先进行光照度的设置，提供最舒适的照明，并大幅降低大型公建的能耗。

（4）延长灯具寿命

智能照明控制系统能成功地抑制电网的冲击电压和浪涌电压，并采用软启动和软关断技术，避免灯丝发生热冲击，能成功地使灯具寿命延长2～4倍，并节约大量的安装维修成本，对于解决大型公建常见的难安装区域灯具及昂贵灯具维护保养的问题，具有特殊意义。

（5）可与其他系统联动控制

智能照明系统可与其他系统，例如BA系统、监控报警系统联动控制。当发生紧急情况时，可由报警系统强制打开所有回路。

（6）提高管理水平，减少维护费用

将普通照明的人为开与关转换成通过智能化系统加以管理，不仅能使管理者将其高素质的管理意识贯彻到照明控制中去，而且同时将大大减少运行维护费用。

3 智能照明控制系统的总线控制方式

传统的照明控制多采用点对点的连接方式或DDC的自动照明控制方式。传统的点对点控制有效、直观，但过多地依赖手工操作，系统相对分散。DDC的自动照明控制方式通过控制供电回路中的接触器的分合实现了供电回路的远程通断控制，但通常无法实现调光控制和灵活的场景切换。随着科技的发展，总线制照明控制已经成为当今照明控制的主流。总线控制即通过现场总线将照明系统中的开关及控制箱联结成为网络，采集输入信号并传输控制信号。

总线控制协议按是否开放可分为封闭协议和开放协议两类。封闭协议有C-Bus和Dynet，开放协议有DALI、X-10和HBS。除X-10协议外，其余协议都采用动力线与控制总线分离的结构。

（1）C-Bus总线

C-Bus系统所有的单元器件均内置微处理器和存储单元，由一对信号线连接成网络，即一对线上既提供总线设备工作电源，又传输总线设备信息。每个单元均设置唯一的单元地址并由软件设定其功能。当有输入时，输入单元将在C-Bus总线上广播包含其编址信息的数据包，所有输出单元均对接收的广播信号加以分辨并做出判断，控制相应回路输出。每个输入模块都可直接与输出模块进行通信，无须通过中央控制器。

C-Bus的传输协议为CSMA/CD，可设成星型或树型拓扑结构，但不支持环网结构。当以一对非屏蔽5类双绞信号线（UTP5）作为传输介质时，C-Bus的通信距离可达1200m。

（2）Dynet总线

Dynet是邦奇（Dynalite）公司的，面向照明系统的封闭控制总线协议，基于RS485四线制，即一对双绞线提供DC12V总线设备工作电源，另一对双绞线用于传输总线设备信息。Dynet只支持总线形网络拓扑结构。与C-Bus系统一样，Dynet系统无需中央控制处理机，网络上每一个控制装置内的存贮器均存有操作所需的全部指令和数据且不会因断电而丢失信息。

（3）DALI数字化可寻址调光接口

DALI数字化可寻址调光接口于1994年被列入IEC 60929标准，是由一些灯具、镇流管和夹具制造商合作开发的一项开放的数字通信协议，允许控制器和荧光灯、白炽灯等照明夹具之间的通信。遵循DALI协议的镇流器使用低电压配线连接成的照明总线，系统中的每个镇流器都分配有一个地址，从而实现荧光灯的独立控制和任意分组控制。

（4）X-10电力线载波总线

电力载波通信是利用现有电力线，通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术，其最大特点是无须重新布设控制线缆，只要有电线，就能进行数据传递。但是，电力载波通信技术也存在着配电变压器对电力载波信号有阻隔、三相电力线间有信号损失、电力线存在本身固有的脉冲干扰等缺点。

（5）HBS总线

HBS家庭总线系统由日本日立、松下、三菱、东芝等知名企业联合推出。HBS协议规定了如何通过双绞线或同轴电缆实现家庭电器、电话，以及音频、视频装置的互连，着眼于家用电器的综合自动化，采用专用总线，具有抗干扰、响应快、风险较低的特点。

4 智能照明控制系统应用案例

某市机场可满足每年76万人次旅客吞吐量、8695架次航班起降、5200吨邮货吞吐量的需求。该机场智能照明控制系统采用MRTLC照明控制系统，属于C-Bus总线控制方式。

机场航站楼智能照明控制回路数约为300个，分布在3层楼的30个配电箱内。系统分3个子网，中央控制管理中心设在1层消防中心，在现场的强电井内安装有可编程控制面板，可供管理人员现场控制。

MRTLC照明控制系统为分布式控制、模块化结构，控制模块均内置CPU，每个输入模块都可直接与输出模块通信，消除了集中式结构一旦中央CPU出现故障将造成整个系统瘫痪的弱点。

（1）屋顶特色照明控制方案

屋顶照明的各回路之间距离较远，回路功率较大，如采用普通照明控制方案，控制起来非常麻烦。

智能照明管理系统基于天文时钟，参考机场所处地区的纬度和经度编写程序，对日出、日落、季节变化和绝对时间综合考虑来调整场景模式。时钟控制和上述亮度控制共同作用，可根据不同的时间和亮度值，营造出适宜的照明效果。系统平时按时自动运行，并可以与其他系统联动，如根据航班信息，自动调整屋顶特色照明的开关灯时间。

（2）联检区域照明控制方案

联检区域是机场安保要求级别最高的区域。海关、检疫、边防柜台被划分为三个不同的控制分区。某个柜台运营时，其上空的灯具提供100%的照明，以保证安检人员更加细致和可靠地工作；结束当天的运营后，其上空的灯具调整为50%的照明；所有柜台均结束运营的时候，其所在的区域均开启应急照明，提供最小的疏散照度。

（3）行李提取大厅照明控制方案

行李提取大厅照明按照行李转盘的分布划分为不同控制区域。当某个行李转盘运行时，对应控制区域的灯具提供100%的照明，相邻两个控制区域的灯具提供50%的照明。夜间停航时，仅开启应急照明，提供最小的疏散照度。

（4）候机厅照明控制方案

候机厅是旅客休息的主要场所，其灯光控制既要充分考虑为旅客营造舒适、整洁的光环境，又要贯彻整体的节能观念。候机厅运营时灯具提供100%的照明；结束当天的运营后灯具调整为25%的照明；航站楼结束当天的运营后，所有的候机厅开启应急照明，提供最小的疏散照度。

（5）登机桥照明控制方案

登机桥是旅客登机的必经之路，在其运营时灯具提供100%的照明方便旅客登机；停止运营后仅开启应急照明，提供最小的疏散照度；航站楼结束当天的运营后，所有登机桥的所有照明均关闭。

（6）大面积房间、公共走廊与连廊、员工走道区域照明控制方案

大面积房间、公共走廊与连廊、员工走道是机场必不可少的区域。照明控制系统处于全自动控制状态，采用红外监测、声控等多种控制方式，保证在这些区域需要灯光的时候将灯光及时打开，不需要灯光的时候将灯光关闭。这在保证机场正常运行的前提下，充分体现了智能照明控制系统的节能功效。

（7）其他区域照明控制方案

上述方案未涵盖区域的照明控制参考以上区域的照明控制原则，结合实际照明支路的配置、航站楼运行时刻表、自然光亮度及管理模式等，采用多种控制模式，灵活控制。

（8）控制方式

①采用中央监控可视化软件，在监控机房即可对联检区域进行集中监控，随时根据需要进行开关灯。同时，在现场各操作间安装多功能控制面板，方便机场工程维护人员随时对该区域的灯光进行手动控制。

②系统平时按时自动运行，并且可以与其他系统联动，特别是可以按照航班信息，自动调整各指定区域开关灯的时间。

③智能照明管理系统平时基于天文时钟，参考机场所处地区的纬度和经度编写程序，综合考虑日出、日落、季节变化和绝对时间来调整场景模式，营造出适宜的照明效果。

5 结束语

智能照明控制系统的使用，不但使各个电器末端设备能够达到真正意义上的自动化无人值守的要求，还可以在此基础上与消防、安防、报警、背景音乐等系统进行联动。无论是在机场、酒店、医院、学校、地铁站、博物馆、会展中心还是在写字楼、超市等大型公共建筑工程上，智能照明控制系统的应用，都将带来完美的灯光效果和可计算的节能实惠，是未来低碳生活的发展趋势。