摘要:简要介绍智能照明控制系统的主要功能、优点及其在电气照明节能上的提升空间。
关键词:智能照明控制系统 照明节能
引言
随着节能环保意识的不断提高,国家大力推进生态文明建设,习近平总书记指出“我们既要绿水青山,也要金山银山。宁要绿水青山,不要金山银山,而且绿水青山就是金山银山”,要按照绿色发展理念,坚持保护优先,坚持节约资源和保护环境的基本国策,把生态文明建设融入经济建设、社会建设各方面和全过程。坚持可持续发展,降低能源消耗,是进行各项建设的不变要求。
在能耗结构中,照明消耗电力大约占总发电量的20%以上,随着人口的增加与生活方式的改变,人们正处在严峻的能源消耗与沉重的环境压力中。因此,电气照明节能设计在满足照明功率密度值等强制性规范条文要求前提下,如何通过改进控制方式进一步提升照明节能效果是电气设计人员应着重考虑的重要方面。
1 系统概述
智能照明控制系统,是根据某一区域的功能、每天不同的时间、室外光亮度或该区域的用途来自动控制照明的一个系统。其中最重要的一点就是可进行预设,即具有将照明亮度转变为一系列设置的功能。这些设置也称为场景,可由调光器系统或中央建筑控制系统自动调用。
1.1 系统的架构
(1)智能照明控制系统中,所有的设备都是通过一种统一的通信介质(如:双绞线、电力线或868MHz无线通信)相互连接在一起。
(2)所有的设备及整个系统如何工作都是通过软件编制定义。
(3)除电源模块外,所有的总线设备都拥有唯一的物理地址,物理地址一般是根据实际工程的拓扑结构确定。
(4)开关、调光等控制信号都是以报文的形式在总线上的各个设备间进行传输。
(5)采用分层结构,系统分为线、区域两级结构单元。
(6)线是系统中最小的结构单元,一条线至少需要一个电源,最多可供应64个总线设备。每条支线实际所能连接的设备数取决于所选电源的容量和支线元件的总耗电量。
(7)一个区域由多条线通过线路耦合器连接。
(8)系统可通过区域耦合器、支线耦合器扩大其容量。
1.2 系统的优点
(1)系统所采用的总线标准有多家制造商支持,产品只要符合标准,就可实现互换性,可做到不同厂商不同产品无缝兼容,便于将来的维护。
(2)系统结构是分布总线式结构,系统内各智能模块不依赖于其他模块而能够独立工作,模块之间是对等关系,所以系统可靠性更高,实现多点共同控制时不需要增加连接线的数量,系统内任何一点的控制方式,只需通过设备参数设置实现。
(3)可在移动智能设备上实现智能控制,控制界面可选择语言,可加入图片,控制更便捷更人性化。
(4)智能照明控制系统可自成体系,也可通过OPC方式与BA系统互联。
(5)系统维护方便,更换或升级系统内元件时,不需要关闭整个系统。
(6)有多种控制方式,例如可以实现就地智能面板控制、人体感应控制、光线感应控制、定时控制、场景预设控制及集中控制。
(7)能与消防系统进行联动,在出现消防报警时,可由系统强制打开所有回路,方便人员疏散。
(8)总线元件及现场控制面板运行在30VDC安全低电压下。
(9)系统中多种控制方式可灵活结合使用,使得管理更方便更人性化。
1.3 系统的功能
(1)手动控制:根据实际要求通过安装在各个区域的智能面板和触摸屏可实现对灯光开/关、亮度等实时控制。
(2)自动控制:可用不同功能的传感器(如:照度传感器和人体移动传感器)根据外界环境变化实现对灯光的自动控制。
(3)场景控制:可预先设置不同场景进行切换。
(4)定时控制:系统自动按照预设的运行时间完成灯光的控制,确保在非正常工作时间内的最小能源消耗。
(5)中央控制:对所有的控制可实现实时监控并有效控制整个照明区域,使得控制方式更加方便快捷,节省人力电力。
(6)系统联动:可与物业管理系统,楼宇自控系统,安防及消防系统联动。
2 工程实例
某酒店建筑群总面积:9099.46m²,其中包括酒店综合楼、餐厅、联排客房、独栋客房、设备房、院落客房等7栋单体建筑,均为单层、多层建筑,最高建筑总高度为11.08m。
2.1系统方案设计
(1)本系统主要用于对酒店公共照明系统进行控制。控制区域包括大堂、会议室、走道、酒吧、咖啡吧、书吧、健身房、餐厅及室外照明等。
(2)通过专用接口软件,可方便地与其他系统连接,如建筑设备监控系统、门禁系统、消防系统等联动。
(3)系统主要由前端设备(控制模块、智能面板)、传输线路、智能照明控制平台等三大部分组成。
(4)前端设备包括开关控制器、网关等。
(5)开关控制器之间通过总线相连,并通过网关接入传输网络,与后台服务器相连。
(6)智能照明控制平台设置在消防控制室。
(7)系统控制模式:
中央控制:在主控中心对所有照明回路进行监控,通过电脑操作界面控制灯的开关;
定时控制:白天、傍晚、夜晚、深夜、节假日等模式;
现场可编程开关控制:通过编程的方式确定每个开关按键所控制的回路,单键可控制单个回路、多个回路;
图1 智能照明控制系统结构简图
2.2设计解析
(1)在现场根据需要设置智能控制面板、照度传感器及人体移动传感器;将不同类型、功能的灯具按区域分在不同的控制回路;根据控制回路数选择相应规格的智能开关模块、调光模块,并安装于照明配电箱中。
(2)每一层的设备通过手拉手方式相连形成一条总线。
(2)各楼层配电箱中的各个驱动模块与现场智能面板和传感器通过控制总线相连形成线路。各驱动模块采用标准DIN导轨安装方式,智能面板采用标准86盒安装,传感器采用嵌入式吸顶安装。
(3)不同支线通过线路耦合器连接形成一个系统,系统可集中控制所有设备。
(4)系统为两层总线组网结构,即设备层、线路层。
(5)该照明系统架构的优点集中体现在灵活和稳定两方面。
灵活性:系统采用树状结构拓展,每个总线设备的位置在系统中基本可以随意摆放。另外,整个系统构架可大可小,适用于不同类型、不同规模的项目。
稳定性:由于系统中每个线路有自己的供电电源,这些电源在电气上是相互隔离的,这样一条线路上发生的故障不会影响其他线路,确保整个系统的高度稳定性。
3 照明节能措施优选方案
目前大多数设计单位采用的主要照明节能措施为:
(1)照明功率密度设计值符合国家标准《建筑照明设计标准》GB 50034-2013的规定。
(2)在满足照明质量的前提下,选用光效高、显色性好的光源及配光合理、安全高效的灯具;一般房间(场所)优先采用高效发光的荧光灯(如T5、T8管)及紧凑型荧光灯,高大车间、厂房及体育馆场、室外照明等一般照明采用高压钠灯、金属卤化物灯等高效气体放电光源。
(3)使用低能耗、性能优的光源用电附件,如电子镇流器、节能型电感镇流器等。
(4)公共建筑和工业建筑的走廊、楼梯间、门厅等公共场所根据建筑使用条件和天然采光状况采取分区、分组控制措施。
(5)住宅建筑共用部分的照明采用节能自熄开关。
(6)适当增加照明开关点。
(7)气体放电光源就地装设电容补偿器。
以上节能措施从设计上达到相应规范要求,但照明的能源消耗实际发生在项目的整个生命运行周期中,如果在项目的运行过程中通过改进控制方式,如人体移动感应控制灯具开/关、利用天然光变化控制灯具开/关、定时控制等智能控制方式即可节约大量电力和人力物力,智能照明控制系统在此中就发挥了重要作用。而在实际照明设计中,智能照明控制系统的应用则相对较少,其原因在于多数设计人员把强弱电系统分开设计,把智能照明控制系统归于智能化系统中,照明设计归于强电系统,在进行强电设计时没有能把两者结合起来考虑。因此,为了便于项目后期照明系统的日常运行维护及节能要求,应在重要公共建筑及工业建筑的前期设计中积极采用智能照明控制系统,使照明系统的最佳节能方式运行于项目的整个生命周期。
4 结语
绿色建筑、智能建筑是现代社会发展的产物及要求,一个建筑既要符合绿色环保节能标准,也要有智能化的配置。照明作为建筑项目中的一个组成部分,也应有这方面的要求,而智能照明控制系统的产生为这一要求提供解决方案。
参考文献:
[1]JGJ 16-2008《民用建筑电气设计规范》[S]
[2]GB 50034-2013《建筑照明设计标准》[S]
[3]06DX008-1《电气照明节能设计》[S]
论文作者:陆学稳
论文发表刊物:《基层建设》2018年第19期
论文发表时间:2018/9/10
标签:系统论文; 智能论文; 控制系统论文; 节能论文; 设备论文; 总线论文; 方式论文; 《基层建设》2018年第19期论文;