辦公建筑智能照明控制系統設計

1.前言

       在我國的能源消耗結構比例中，照明大約占了20％，經(jīng)過(guò)調查，辦公建筑在這其中又占了相當大的比例。在當前我國對建筑節能要求越來(lái)越高的發(fā)展趨勢下，公用建筑的照明節能就顯得尤為重要。而隨著(zhù)科技有進(jìn)步，智能照明控制系統逐步顯示出其節能、管理方便的優(yōu)勢，其應用也會(huì )越來(lái)越廣泛，下文用工程實(shí)例闡述了辦公建筑的智能化照明設計。

2.智能化照明控制系統的總體效應

2.1 實(shí)現照明控制智能化

       采用智能照明控制系統后，可使照明系統全自動(dòng)運行，系統將按照預先設置切換到若干不同的基本工作狀態(tài)，如白天、晚上、周末、清潔等，根據預設的時(shí)間自動(dòng)地在各種工作狀態(tài)之間進(jìn)行轉換。此外，對于高檔辦公樓的大廳、會(huì )議室等場(chǎng)所，則可以根據一天的不同時(shí)間、不同用途精心地進(jìn)行燈光的場(chǎng)景預設置，使用時(shí)只需調用預先設置好的最佳燈光場(chǎng)景，就可使人們產(chǎn)生很好的視覺(jué)效果。

2.2 改善工作環(huán)境，提高工作效率

       在大樓辦公室，配備可調光電子鎮流器的日光燈在智能照明控制系統下傳統的日光燈照明系統相比具有顯著(zhù)的優(yōu)勢：

       因為配有傳統鎮流器的日光燈會(huì )以100Hz頻率閃動(dòng)，這種頻閃使工作人員頭暈，眼睛疲勞，降低了工作效率。而可調光電子鎮流器在工作時(shí)需要很高頻率（40～70kHz），不僅克服了頻閃，而且消除了由于使用啟輝器而造成啟動(dòng)燈時(shí)亮度的不穩定，改善了辦公環(huán)境，提高了工作效率，這一點(diǎn)也給管理者帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟回報。

2.3 照度一致性

       一般照明設計在對新的辦公用房進(jìn)行照明設計時(shí)，由于考慮到照度衰減，設計的照度通常比要求的要高。而這樣設計的結果就是新房間照度偏高，使辦公用房使用期照度不一致，而且照度偏高也會(huì )造成不必要的能源浪費。在智能照明控制系統下，由于可以進(jìn)行智能調光，盡管照度還是偏高設計，但系統將會(huì )按照預先設置的標準亮度使辦公室在使用期內保持恒定照度，而不受燈具效率降低和墻面反射系數衰減的影響。

2.4 客觀(guān)的節能效果

       現公建筑的節能和降低運行費用是受人們關(guān)注的重要課題。

       按照國際標準，辦公室的最佳光照度應為400lx，智能照明控制系統能利用智能優(yōu)感器感應室外光線(xiàn)，自動(dòng)調節光照度，以達到節能效果，同時(shí)也可采用時(shí)鐘管理器對照明進(jìn)行定時(shí)控制。

2.5 延長(cháng)燈具壽命

       燈具遭受損壞的致命原因是電網(wǎng)過(guò)電壓，燈具的工作電壓越高，其壽命就越低，所以適當降低燈具工作電壓是延長(cháng)燈具壽命的有效途徑。

       智能照明控制系統能成功地抑制電網(wǎng)的沖擊電壓和浪涌電壓，使燈具不會(huì )因為上述原因而過(guò)早損壞。同時(shí)，還可以通過(guò)系統人為的確定電壓限制，提高燈具壽命，這樣不僅節省了大量燈具，而且大大減少了更換燈具的工作時(shí)間，有效地降低了照明系統的運行費用。

3.智能照明控制系統的組成

       智能照明控制系統具有和傳統蹺板開(kāi)關(guān)一樣的控制功能、調光功能，而且有自動(dòng)探測設備能感測如人體運動(dòng)和周?chē)h(huán)境照度等，自動(dòng)控制燈的開(kāi)關(guān)及調光，還可以與其它的自控系統集成，實(shí)現相互控制。智能照明控制系統分為硬件和軟件兩大部分，其中硬件主要由輸入單元、輸出單元、系統單元三部分組成，軟件則由編程軟件、監控軟件、時(shí)控軟件組成，硬件通過(guò)總線(xiàn)系統連接成網(wǎng)絡(luò )，由軟件實(shí)現遠程自動(dòng)控制。

3.1 輸入單元

       輸入單元將外界控制信號的轉變?yōu)橄到y信號在總線(xiàn)上傳播，一般輸入單元包括線(xiàn)式開(kāi)關(guān)、場(chǎng)景控制器、遙控設備、紅外及亮度優(yōu)感器等。

3.2 輸出單元

       輸出單元接收總線(xiàn)上信號，控制相應回路輸出，實(shí)現對負載進(jìn)行控制。一般由繼電器、調光器、模擬單元等組成。

3.3 系統單元

       系統單元由電源供應單元、PC接口等組成。系統單元通過(guò)對各個(gè)輸入、輸出單元及計算機調制解調器的連接實(shí)現網(wǎng)絡(luò )化連接，為集中及遠程控制創(chuàng )造了條件。

3.4 編程軟件

       編程軟件通過(guò)與網(wǎng)絡(luò )中PC接口相連的計算機隨時(shí)修改系統的控制要求，是智能照明控制系統的大腦。

3.5 監控軟件

       監控軟件通過(guò)可視化界面，預先制定控制方案或臨時(shí)對大樓內燈具進(jìn)行開(kāi)關(guān)、調光等控制，是控制系統的執行者。

3.6 時(shí)空軟件

       時(shí)空軟件可實(shí)現燈光按規律點(diǎn)亮或熄滅。

4.辦公建筑的智能照明控制系統設計方案

       我們在進(jìn)行設計之初應該將建筑按功能的不同進(jìn)行分區，不同的區域對照明及控制的要求是不一樣的。一般的辦公建筑基本可以分為辦公區、功能區、輔助區及室外照明等功能區域。

4.1 辦公區照明

4.1.1 普通辦公區

       現辦公樓內普通辦公區均以敝開(kāi)式大空間為主，辦公面積大，可以將整個(gè)辦公區分成若干個(gè)獨立的照明區域，采用網(wǎng)絡(luò )開(kāi)關(guān)根據需要開(kāi)啟相應區域的照明，由于出入口多，可實(shí)現辦公區內多點(diǎn)控制，方便了使用人員操作。在每個(gè)出入口都可以開(kāi)啟和關(guān)閉整個(gè)辦公區的所有燈，這樣可根據需要方便就近地控制辦公區的燈，同時(shí)可以根據時(shí)間進(jìn)行控制，如平時(shí)晚8點(diǎn)自動(dòng)關(guān)燈，如果有人加班，則可以切換為手動(dòng)開(kāi)關(guān)燈。

4.1.2 高級辦公區

       高級辦公區一般都會(huì )進(jìn)行個(gè)性化裝修，而且燈具多，組合形式多樣，可以通過(guò)多種控制方式對照明進(jìn)行控制，這其中包括場(chǎng)景控制、遙控、調光控制等?？梢栽诓煌沫h(huán)境要求進(jìn)開(kāi)啟不同的燈具組合并進(jìn)行調光等操作，如辦公、會(huì )客、休閑，而這些都可以通過(guò)編程進(jìn)行預設置，使用時(shí)只通過(guò)單鍵作即可。

4.2 功能區照明

       作為功能區的會(huì )議室、多功能廳等場(chǎng)所是辦公樓的一個(gè)重要組成部分，通過(guò)場(chǎng)景設置可以將其設定為會(huì )議報告狀態(tài)、多媒體會(huì )議狀態(tài)、娛樂(lè )休息狀態(tài)、清掃狀態(tài)等，真正使多功能場(chǎng)所在照明上實(shí)現多功能化。

4.3 輔助區照明

       作為輔助區的大廳、走廊、樓梯間、洗手間等場(chǎng)所，因為使用比較頻繁，時(shí)間性強，一般以時(shí)間控制為主并結合安裝紅外感應器等方式以達到節約能源的目的。

4.3.1 大廳

       大廳是進(jìn)入辦公樓的必經(jīng)之路，使用時(shí)間段相對集中，如上下班時(shí)間，可以開(kāi)啟全部回路的燈光，方便人員進(jìn)出，營(yíng)造明亮潔凈的氣氛；人員進(jìn)出較少時(shí)段可只打開(kāi)部分回路燈光。此區域控制集中在管理室，可由就地控制、計算機控制、時(shí)間定時(shí)控制進(jìn)行操作。

4.3.2 走廊

       走廊作為各辦公室空間的聯(lián)絡(luò )通道，照明也至關(guān)重要，我們主要采用自動(dòng)控制方法。正常工作時(shí)間全開(kāi)，非工作時(shí)間改為減光照明，如可只1/3，節假日無(wú)人時(shí)可以只亮少許燈，同時(shí)在各出入口裝設手動(dòng)控制開(kāi)關(guān)，可根據需要手動(dòng)控制。

4.3.3 樓梯間

       樓梯間在現公建筑中，尤其是高層建筑中已不作為主要通道而只作為輔助通道及應急疏散通道使用，所以控制方式以紅外感應延時(shí)開(kāi)關(guān)為主。人來(lái)開(kāi)燈，人離開(kāi)后延時(shí)關(guān)閉，這樣可以大大地節約能源，而在火災報警確認后，應急點(diǎn)亮樓梯間照明作為疏散照明，有利于人員疏散。

4.3.4 洗手間

       現代建筑中洗手間已顯得越來(lái)越重要，是體現辦公環(huán)境的重要環(huán)節。但這種地方也存在管理的盲區，普通管理方式下這里的燈經(jīng)常成為長(cháng)明燈，比較浪費。而智能化設計中采用紅外感應進(jìn)行控制，人來(lái)開(kāi)燈，人走延時(shí)關(guān)閉或采用傳統方式與時(shí)間控制相結合的方式，在平時(shí)由傳統方式控制，晚間無(wú)人后通過(guò)定時(shí)將回路斷開(kāi)以節約能源。

4.4 停車(chē)場(chǎng)及室外照明

4.4.1停車(chē)場(chǎng)照明

       由于現代大多數辦公建筑均將停車(chē)場(chǎng)設在地下層內，地下室無(wú)自然采光，這就要求車(chē)場(chǎng)內有一部分照明需要常明，而辦公建筑停車(chē)場(chǎng)忙閑時(shí)間又非常地明顯和集中，這樣我們就可以采用時(shí)間定時(shí)控制方式，可分為忙時(shí)照明、閑時(shí)照明、維持照明，忙閑分明，大大節約了能源。

4.4.2 建筑物泛光照明

       泛光照明是建筑一個(gè)閃光點(diǎn)，是凸現建筑特點(diǎn)的重要手段，但同時(shí)也是耗電的大戶(hù)，如何扮靚建筑又減少不必要的浪費就顯得尤為重要。我們在智能化系統中可主要通過(guò)日期設置及時(shí)間設置完成這個(gè)任務(wù)。在主控計算機上，對開(kāi)啟/關(guān)閉時(shí)間進(jìn)行設定，如晚上6點(diǎn)開(kāi)啟整個(gè)泛光照明燈，10點(diǎn)關(guān)閉部分燈，12點(diǎn)以后只保留很少的燈或全部關(guān)閉，當然，還要根據一年四季晝夜長(cháng)短的變化和節假日進(jìn)行相應的調整。

5.智能照明控制系統與建筑智能系統的集成

       智能照明控制系統可以很容易地通過(guò)開(kāi)放通訊協(xié)議利用網(wǎng)絡(luò )連接到樓宇管理系統中而成為其子系統，尤其要強調的是智能照明控制系統管理著(zhù)所有照明，其中也包括火災應急照明。智能照明控制系統硬件設備上均設計有消防聯(lián)動(dòng)接口，火災時(shí)可強行點(diǎn)亮應急照明以達到消防要求。

6.智能照明控制系統的前景

       今后，智能照明控制系統必將朝著(zhù)智能化、小型化、標準化的方向發(fā)展。網(wǎng)絡(luò )系統更加優(yōu)化，功能更加完善，擴展更加便捷，保護更加可靠，節能更加可觀(guān)，其大面積的應用也將成為必然。