总线式智能照明控制系统在公共建筑中的应用

谢 结 弟

(正黄集团有限公司, 广东 深圳 518054)

0 引 言

GB 50034—2013《建筑照明设计标准》[1]第7.3.8条规定:大型公共建筑宜按使用需求采用适宜的自动(含智能控制)照明控制系统。因此,电气设计人员要熟练掌握智能照明控制系统,并了解当前智能照明的应用市场。

有研究分析指出,智能照明行业自20世纪90年代进入我国市场,受市场的消费意识、市场环境、产品价格、推广力度等各方面的影响,一直处于缓慢发展的态势。近些年,随着国民经济的快速发展,特别是房地产行业的发展,基于总线协议的智能照明控制系统技术的应用已经发展较为成熟。

1 传统公共区域照明控制方式存在的问题

(1) 区域范围广,灯具数量多,管理不方便。在酒店、商业大厦、办公楼、城市街道、广场等公共区域的墙体、走廊、大厅、停车场、绿化地中,各种照明设备数量多,采用传统的人工控制会浪费人力资源开支,管理效率低,还可能出现漏关、错关等情况。

(2) 总功率很大,安全系数低,资源易浪费。公共区域面积广,照明系统的设备总功率较大,采用普通的强电开关以及简单的人工控制会发生漏电等情况,且管理方式落后,易造成极大的资源浪费,如人力资源多余开支、无益损耗、用电浪费。

2 总线式智能照明控制系统

2.1 总线式智能照明控制系统的概念

总线式智能照明控制系统通过一条总线将所有的元器件连接起来,每个元器件均可独立工作,同时又可通过中控计算机进行集中监视和控制。通过计算机编程的各元件既可独立完成开关、控制、监视等工作,又可根据要求进行不同组合,从而在不增加元件数量的情况下功能灵活。

2.2 总线式智能照明控制系统的优点

(1) 集成控制。系统可对灯光、遮阳、空调、地暖等进行集成控制。

(2) 舒适。创造安全、健康、宜人的生活及工作环境。

(3) 节能。在满足使用者对环境要求的前提下,尽量利用自然光及人员活动来调节相应区域照明环境,最大限度降低能量消耗。

(4) 灵活。系统是开放式、大跨度框架结构,允许用户及时、方便地改变建筑物的使用功能。

(5) 经济。系统提供实现节能运行与管理的必要条件,同时可以大量减少管理与维护人员的数量,降低相关管理费用,提高工作效率和管理水平。

(6) 安全。系统可与消防系统进行联动,当消防报警时可将正常照明回路强行切断,应急回路强行点亮,从而降低火灾的风险,提高建筑安全性。

综上,采用总线式智能照明控制系统主要有两方面重要意义:提高照明系统的控制和管理水平,减少照明系统的维护成本;节约能源,减少照明系统的运营成本[2]。

3 系统在办公建筑中的应用

随着照明系统应用场合的不断变化,应用情况逐步复杂,仅靠简单的开关控制已不能完成所需要的控制,所以要求照明控制随之发展,以满足实际应用的需要。尤其随着计算机技术、计算机网络技术、各种新型总线技术和自动化技术的发展,照明控制技术发展迅速。

照明智能化控制可以根据环境变化、客观要求、用户预定需求等条件自动采集照明系统中的各种信息,对所采集的信息进行相应的逻辑分析、推理、判断,并对分析结果按要求的形式存储、显示、传输,进行相应的工作状态信息反馈控制,以达到预期的控制效果。在办公建筑中,智能照明控制系统多用于公共走道、地下车库、办公区域、就餐区域等室内场所以及泛光照明、景观照明等室外场所[3]。

3.1 大堂、公共走道、电梯厅

办公建筑大堂、公共走道、电梯厅属于人流进出较大的场所,照明控制不适合采用就地设置控制开关,照明灯具根据照度要求以及装修效果,有筒灯、灯盘、灯带等多种灯具组合方式,通过设置智能照明控制系统的定时器和现场控制面板进行手动/自动控制,实现全亮、半亮、工作日、休息日等照明模式,以达到方便管理、节能的目的。

3.2 地下车库

车道采用双车道接线方式,灯具间隔接线,通过设置智能照明控制系统的定时器和现场控制面板进行自动/手动控制,实现全亮、半亮、夜间照明模式;通过设置智能照明控制系统的定时器和现场控制面板,车位灯具可实现全亮、半亮照明模式。

3.3 开放办公区域

开放办公区域面积较大、人员较多,不方便设置现场控制面板控制方式。通过开关控制模块对办公区域内灯具进行开关控制,可根据设定实现半开、全开等不同组合模式,也可通过主控模块对总线上的接口单灯控制器(具备调光接口电子镇流器)进行操作控制。再结合照度感应器,根据室内实际照度,照明系统单灯自动调光控制,保持室内恒定的照度值,即通过开关及调光方式满足室内办公光环境需要,实现最大限度的节能。

3.4 就餐区域

就餐区域是员工就餐、茶歇的场所,通过灯光的辅助营造多种恰当的氛围,采用智能照明控制系统实现对灯光的控制尤为重要。餐厅内部会根据不同就餐群体需求设置不同光源、灯具,有多种就餐模式。智能照明控制系统可通过现场控制面板或中控计算机编程实现迎宾、聚餐、洽谈、庆典等多种不同模式的控制。

3.5 建筑外立面照明

建筑外立面照明根据建筑物的不同特征,有泛光照明、轮廓照明、内透光照明等照明方式。当采用灯具电源通断来实现照明效果时,可采用总线式智能照明控制系统。通过现场布线以及程序设定,智能照明控制系统可实现泛光灯、轮廓灯、内透光灯的不同组合或同一类型灯具的不同楼层组合的控制方式,最终实现外立面的不同照明。

3.6 景观照明

景观照明是指既有照明功能,又兼有艺术装饰和美化环境功能的户外照明,注重亮度和色彩的对比表现,使建筑物及配套的景观园林和谐统一。景观照明有透光照明、轮廓照明、负轮廓照明、霓虹灯照明、内透光照明、探照灯照明等照明方式。景观照明的照明方式多,灯具分布零散,照明场景多,因此控制多采用集中控制方式,常采用时钟控制器或智能照明控制系统。随着智能照明控制系统的应用与推广,其造价逐渐降低,在景观照明中的应用会越来越多。

4 在其他公共建筑的应用

公共建筑包括办公建筑、商业建筑、酒店建筑、科教文卫建筑、通信建筑以及交通运输建筑等。在这些大型公共建筑中,智能照明控制系统的应用必不可少。大型公共建筑面积大、功能复杂、人流量高,采用智能照明控制系统可有效地对照明系统进行合理控制,加强系统对各类不同需求的适应能力,提升建筑物的整体形象,有效节约照明系统的能耗,大幅降低照明系统的运行维护成本。各类公共建筑中需要采用智能照明控制系统的场所与办公建筑类似。

5 常用智能照明产品

当前市面上较为成熟的智能照明控制系统主要有总线式控制系统、数字可寻址照明接口(DALI)控制系统、DMX512控制系统3种,其中总线式控制系统是主流控制系统。总线式智能照明控制系统在发展过程中功能不断拓展,集成传感器增多,已成为物联网的一员。目前,专门面向照明的总线式智能照明控制系统品牌较多,常见总线式有KNX/EIB、RS-485、CAN、Pyxos等。Pyxos总线是2007年美国埃施朗(Echelon)针对LED照明推出的最新一代I/O总线,相较于目前主流的灯控总线,针对性更强、更先进。常见总线式控制系统对比如表1所示。

表1 常见总线式控制系统对比

智能照明控制系统在多年发展过程中已从照明控制延伸成为智能建筑、楼宇自动化与建筑能源管理系统。在智能家居中除灯光控制外,还可以实施空调、采暖、窗帘、天窗以及多功能会议室系统、安防、消防、电梯等测控管理。

6 在项目应用中遇到的问题

(1) 个别区域消防应急照明不允许采用。很多项目都采用智能照明控制系统,公共建筑的公共区域一般都会采用。结合众多品牌的产品样本,普通照明配电箱系统图、应急照明配电箱系统图、智能照明拓扑图的画法均很完善。但图纸设计后进行消防审查时,个别地方消防审查单位明确比较重要的场合应急照明配电箱要取消智能照明器件。消防审查单位认为,消防时智能照明模块不是特别可靠。因此,设计师在项目中运用智能照明控制系统时不仅要考虑不同产品的画法,还要考虑产品用于消防应急照明的控制模块有无相关消防认证,以及项目所在地的相关部门要求。

(2) 住宅建筑从节能运维的角度,一般考虑在地下车库照明、室外景观照明中采用智能照明控制系统。实际设计过程中考虑到建设方的项目定位以及投资限额,住宅建筑及配套设施很少采用智能照明控制系统,多采用时钟继电器或接触器对公共区域的灯具进行集中控制。

7 结 语

智能照明控制系统可实现对照明的智能控制,具有节能、便于管理等优点,同时还可将照明控制延伸到照明应用领域。目前,智能照明控制系统应用市场扩大的同时,如采购成本能逐渐降低,将会被广泛采用。

收稿日期：2018-07-18