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摘要：近年来，随着节能减排理念在各行各业的全面普及，绿色照明工程得到进一步推广及应用。本文通过研究现阶段已有智能照明系统，在追求系统控制越来越人性化、智能化的基础上，对长期困扰于办公室照明系统的问题进行有效解决，通过优化和改造控制策略和照明设备，确保办公室照明系统低能耗、高效率的全面实现。
关键词：办公室；智能照明；控制策略；研究
1、项目案例
本文以XXX办公大楼为例进行系统研究，已知该项目装修年限较长，大楼在前期照明设计过程中所采用的照明回路控制为传统机械面板形式，该控制回路在控制方式上过于单一，光源可变性较差，能源利用效率不高，且容易产生较多的能耗。在经过一系列改造之后，大楼将照明系统方面选择了C-Bus智能照明网络，该智能化照明系统能够以外界光源变化情况，用户室内光照需求以及各不同房照明用途等为依据，运用手动或者自动形式完成对各种功能性需求进行调整，灵活设定成空间亮度，在实现对大楼照明系统能效现状大幅降低的基础上，且能够在某种程度上为楼内人员营造一个相对适宜的视觉环境。总线载体C-Bus的基本网络结构如图1所示：
图1 总线载体C-Bus的基本网络结构
2、照明回路设计及灯源
2.1照明回路设计原则
在前期设计阶段，需结合空间内各用户实际情况进行办公室职能和空间的划分与设置，将单独回路设置于各部门的工作区域，与窗户向邻近位置也不例外。主要目的是为了以两个照明区域对大开间办公室进行区分，两个部分分别代表两个单独部门。相关部门人员可自行决定照明开关时间，可有效避免对其他部门的影响，智能化照明系统的应用在某种程度上赋予设计一定的人性化色彩。与此同时，为实现照明系统的节能，在两个部门靠窗区域进行两条单独回路设计，在自然光的辅助之下减少靠窗灯光输出功率以及开启时间，施工过程中与照明设计要求进行有效结合。
2.2灯源选型
此次改造抛弃了传统荧光灯光源，以LED光源进行代替，主要是由于LED光源具有使用寿命较长、无环境污染、不易损坏固态光源、光衰小、功率小以及持续性强等特点。办公室原有荧光灯72根（28W），总功率达到2016W。改造过程中通过与现代建筑照明设计标准的有效结合，设置了24盏（36W）LED光盘，总功率仅为864W。不仅实现了对能源消耗总量的有效降低，也与设计初期所提出的室内照明照度要求相一致。
3、控制系统设计
3.1系统架构
将室内亮度传感器、室外红外移动传感器、室外亮度传感器以及动态控制面板、2路专业调光器、4路输出调光整流器、8路10A智能继电器模块、PCU工作站链接模块、网桥模块、工程师工作站等输入单元、输出单元以及系统单元内容纳入办公室基础配置系统。
将C-Bus总线协议应用于室内外以及强电控制室，将输入单元和输出单元设备以超5类网线手拉手方式进行有效连接，使网桥模块与总线实现最终连接，并运用分组形式对单元PCU和组态进行系统控制。采用分布式形式照明系统进行控制，在对现场输入、输出设备进行功能设置时可充分运用Toolkit软件，实现对相关控制措施的系统完成。对于需要运用多种参数进行判断的逻辑，其逻辑编辑软件PICED可实现复杂的逻辑编译。
3.2控制策略的实施
3.2.1控制面板策略
C-Bus的智能控制形式主要以分布式为主，在工作站内Toolkit软件的辅助之下，完成对现场红外移动传感器以及动态控制面板的编译。在两扇门的进门位置进行两块动态面板的设置，并各面板负责对两部门内照明回路的有效控制。在控制面板具体编译过程中，将全开、全光场景以第一键和第二键进行设置，即，回路1、2、3、7由一键控制开关；回路4、5、6、8由一键控制。在编译第三键时需实现对靠窗外回路外的其他三路照明回路开关的有效控制。靠窗回路为第四键。之所以采用这种设计理念主要是为了办公室内相关人员结束一天工作关闭照明回路时，根据自己所在区域选择性的关闭照明。
3.2.2红外传感器策略
如果容易出现忘记关闭办公室照明回路的情况，在具体设计过程中可将红外移动传感器作为首要选择，在两部门吊顶的中央位置进行安装，如果在一分钟之内红外移动传感器未监测到任何人体活动后，红外传感器可自动触发智能继电器，对区域内相关照明回路进行自动关闭。并且为达到节能环保的相关标准，以更加人性化的方式运用智能设备，通过与时间表的有效配合完成相关任务，在午休或者下班后的时间段内实现对红外传感器动作的有效触发，在确定红外传感器所覆盖范围之内无密集人员活动时，对区域内所对应光源进行自动关闭，这种智能化的操控方式可有效降低对电力能源的过度浪费。
3.2.3调光策略
一方面，以智能调光回路对靠窗区域的照明回路进行系统规划和设计，选择性的将自然采光纳入办公室照明设计过程之中，尤其是对于与窗户相临近的位置，由于受不同天气情况的影响，不同天气、时间下照明强度需求也不尽相同，例如，在天气相对阴沉的情况下，照明强度在600lx以内，天气晴朗阳光明媚时光照强度则降至150lx，目前国际上对建筑照明标准的制定，200lx是判断办公室照明是否标准合格的主要依据。因此，如果办公室内可吸收充分的自然光，依然在靠窗位置采用人工照明，在某种程度上已经形成了对资源的浪费。所以在设计的前期阶段，可考虑在照明强度小于250lx时，保持照明回路运行状态，而当照明强度大于300lx时，则需将照明回路调整至关闭状态，并且以250lx为标准使照明强度在此数值范围内运行。
另一方面，为全面贯彻落实国家所提出的节能环保理念，满足办公室不同区域内人员的照明需求，在办公室与窗户相邻的位置设置C-Bus照度传感器，该回路配置的智能调光范围大约在0～10V，PAC可编程自动化控制器，专业的调光整流器以及用于调光的非标灯源。
一般情况下，根据办公室实际情况，可实现对现场调光光源和调光整流器的有效定制。而实现0%-100%微调光的关键在于调光整流器。现阶段，调光器所控制方式主要分为两种，一种是以脉冲宽度为依据的数字调光，另一种是线性调节LED电流的模拟调光。此次项目设计主要采用第一种方式，在较高频率之下，让驱动电流在0至目标电流之间快速的切换，利用PWM脉宽调制技术来设定循环和工作周期，最终实现数字调光。
3.2.4控制策略的优势
通过一系列的控制策略，房间的整体能耗又可降低25%以上，同时亦可增加灯源的使用寿命。本文只针对办公区域的典型房间，对智能照明系统的功能做一个简单的介绍。在大楼中，本项目在公共区域，卫生间，视频会议室、各大小会议室、接待室、大堂等区域都采用了相应的智能照明控制策略。
4、结语
综上所述，智能照明系统是一种过程，重点在于用户使用后的体验和感受，相较于楼宇自动化系统，智能照明系统更具人性化，更加注重用户的直观感受。目前，越来越多人尝试在建筑空间内应用智能照明系统，参与系统研究的专业人员逐渐增多，智能照明系统发展过程中标准化和智能化趋势日渐凸显，促使整个系统的功能和作用更加完善，使办公室灯光变得更加人性化与绿色节能，在提高员工效率的同时也为企业节省了巨大的成本支出。
参考文献
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论文作者:孙超辉
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年7期
论文发表时间:2019/7/22
标签：调光论文; 回路论文; 系统论文; 办公室论文; 智能论文; 策略论文; 光源论文; 《建筑学研究前沿》2019年7期论文;