智能照明控制系統(tǒng)助力“雙碳”目標

【摘 要】 ：隨著電力電子技術(shù)的快速發(fā)展，智能照明控制技術(shù)已經(jīng)成為樓宇自動化控制系統(tǒng)的重要組成部分，是綠色照明的發(fā)展方向。智能照明控制系統(tǒng)在照明節(jié)能上起到重要的作用。文章結(jié)合實際案例，探討了智能照明控制技術(shù)在照明節(jié)能上的應(yīng)用，具有一定的實際意義。
【關(guān)鍵詞】：智能照明控制系統(tǒng)；室內(nèi)照明；節(jié)能設(shè)計
0．引言
       照明節(jié)能設(shè)計除了與燈具選型有關(guān)，與照明控制系統(tǒng)也息息相關(guān)?？萍嫉牟粩喟l(fā)展為照明控制系統(tǒng)的發(fā)展提供了技術(shù)支持，利用·智能照明控制技術(shù)，可有效實現(xiàn)能源的節(jié)約，提供舒適的照明環(huán)境，同時使運行管理變得更加方便、快捷、高效。
1．智能照明控制系統(tǒng)的應(yīng)用發(fā)展需求
       ( 1 )智能化。隨著科技的不斷發(fā)展，智能化逐漸融入民眾的日常生活，如今在照明控制中運用十分廣泛。目前，智能照明控制方式的解決方案主要為有線方式和無線方式。有線方式主要包括DALI總線、KNX總線、RS485總線等。有線方式在智能照明控制系統(tǒng)中具有以下第三個突出特點：穩(wěn)定、可靠、低成本。適用于對可靠性要求非常高的大型公建類項目。無線方式包括LoRa、WiFi無線局域網(wǎng)、藍牙、ZigBee等。適用于追逐新技術(shù)的先鋒客戶。這些智能照明控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)各種不同功能，滿足不同場所以及不同使用個體的使用需求，從而達到節(jié)能、方便管理和舒適照明環(huán)境的目的。
        ( 2 )節(jié)能。隨著“雙碳"目標的提出，我國的綠色發(fā)展之路提升到一個新的高度——降低碳排放，助推高質(zhì)量發(fā)展。低碳節(jié)能政策的進一步推進，對綠色建筑提出更高的設(shè)計要求，綠色照明是綠色建筑設(shè)計一個重要的組成部分。綠色照明是一種節(jié)約能源、保護環(huán)境、有益于提高人們生產(chǎn)、工作、學習效率和生活質(zhì)量的照明形式，即在滿足照明質(zhì)量要求的前提下同時關(guān)注節(jié)能與環(huán)保。綠色建筑與綠色照明的高質(zhì)量發(fā)展離不開智能照明控制技術(shù)的應(yīng)用，選擇合理的照明控制方式與邏輯策略；有效地利用自然采光，降低能耗；減少二氧化碳的排放，提高供電系統(tǒng)的節(jié)能效率，同時為用戶提供舒適的照明環(huán)境和便捷的管理方式。
        ( 3 )系統(tǒng)功能。智能照明系統(tǒng)（有線控制方式）采用模塊化設(shè)計，主要由控制管理設(shè)備、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備和通信網(wǎng)絡(luò)組成?？刂乒芾碓O(shè)備除包括控制管理設(shè)備，還可以包括分控制管理設(shè)備和現(xiàn)場控制管理設(shè)備。輸入設(shè)備包括智能面板和各種傳感器；輸出設(shè)備則包括開關(guān)驅(qū)動器、調(diào)光驅(qū)動器等；通信網(wǎng)絡(luò)一般由IP協(xié)議轉(zhuǎn)換器、交換器、路由器、光電轉(zhuǎn)換器和通訊線纜等組成。智能照明控制系統(tǒng)可以根據(jù)需要，通過各控制器和面板進行編程實現(xiàn)對各回路的亮度控制，從而組成多種不同的照明應(yīng)用場景，達到綜合性的系統(tǒng)控制效果。
2.智能照明控制系統(tǒng)在照明節(jié)能設(shè)計中的應(yīng)用策略
       (1) 合理選擇智能照明控制系統(tǒng)。
室內(nèi)空間照明與人們的日常生產(chǎn)、生活息息相關(guān)，良好的空間照明不僅能滿足人們的基本需求，還能提供更舒適的視覺環(huán)境，減少光污染，從而為人們帶來更好的生活體驗。智能照明設(shè)計施工人員需充分了解項目需求，分析項目特點以及想達到的目的，精準定位，合理選擇智能照明控制系統(tǒng)。
        (2) 優(yōu)化照明設(shè)計，有效節(jié)約能源。
根據(jù)選定的智能照明控制方式和使用場所的功能特點，選擇高光效且與控制系統(tǒng)相適應(yīng)的燈具，以優(yōu)化照明燈具布置，合理分配照明配電回路和控制回路，有利于智能照明控制系統(tǒng)實現(xiàn)需要的照明控制功能，達到預期場景效果，同時節(jié)約能源。
       (3) 充分利用自然光源。
充分且合理運用自然光源可以有效地降低用戶對照明系統(tǒng)的依賴程度，還能夠節(jié)約能源。在實際設(shè)計過程中，為了有效利用自然光源，在建筑總體布局時需結(jié)合場地條件，確定合理的建筑布局、形體、朝向和間距，在采光窗口處安裝戶外照度傳感器。利用智能照明控制系統(tǒng)的戶外照度傳感器自動采集外部自然光線的變化來調(diào)節(jié)臨窗燈光，充分利用自然光源，達到節(jié)能的目的。
3．智能照明控制系統(tǒng)方案
3.1 系統(tǒng)方案
       以綜合大樓為例，采用安科瑞的ALIBUS智能照明控制系統(tǒng)，對大堂、會議室、樓梯間、公共走廊、電梯廳等地均采用了智能照明控制。大廈的智能照明控制系統(tǒng)拓撲圖如下圖所示。

       大堂是人員進入樓體的必經(jīng)之路，好的裝修效果及設(shè)計布局可以給人一個舒適空間，但沒有好的燈光照明來襯托難以達到設(shè)計師所想要的效果。為了使人員無論在什么時候進入大堂，能感覺到由燈光效果帶來的舒適環(huán)境。辦公大廳區(qū)域照明用紅外傳感器進行人體感應(yīng)，采用分回路開關(guān)控制，預設(shè)場景控制，可通過智能面板或傳感器一鍵切換場景，既滿足了美觀，又兼顧了節(jié)能。
       會議室是辦公樓中的重要功能場所，采用分回路手動控制、場景控制，根據(jù)需要分為會見、辦公、休息等多種場景模式，預先精心設(shè)計多種燈光場景，使用時只須選擇相應(yīng)的場景智能面板按鍵，燈光會自動按照設(shè)定好的方式打開。在會議室門口設(shè)置電子標簽面板，以供會議室管理人員按照需求手動選擇或?qū)崟r控制，以滿足會議、投影、發(fā)言和情節(jié)等不同需求。
樓梯間、公共走廊、電梯廳屬于敞開公共空間。采用分回路開關(guān)控制、動靜探測控制、就地控制等。對公共區(qū)域的燈保持基本亮度，也可通過系統(tǒng)對某一回路的燈進行開關(guān)控制，在樓道間、公共走廊區(qū)域都安裝有紅外移動探測器，實行人來自動燈亮、人走延時關(guān)燈的自動控制方式。為了方便現(xiàn)場工作人員對該區(qū)域的照明進行控制及管理，在現(xiàn)場的每個樓道間門口還各安裝有一個智能控制面板。正常工作時間全開，非工作時間改為減光照明，節(jié)假日無人時可以只亮少量燈為視頻監(jiān)控保留足夠的照度。管理人員還可以通過中控電腦對樓道間、公共走廊照明進行監(jiān)視和控制。
ALIBUS智能照明監(jiān)控軟件安裝在大廈內(nèi)部消控室中，實時監(jiān)控大廈內(nèi)各驅(qū)動器回路狀態(tài)，可根據(jù)現(xiàn)場實際情況遠程開啟/關(guān)閉特定回路，有效避免人走忘記關(guān)燈的情況。
3.2系統(tǒng)設(shè)備介紹
       系統(tǒng)采用超六類屏蔽網(wǎng)線作為總線線纜，將所有智能照明控制，模塊連接到一起并組成一套完整的控制系統(tǒng)，既可以實現(xiàn)照明燈具的遠程集中控制，又可實現(xiàn)就近控制功能。智能照明控制系統(tǒng)設(shè)備如下表所示：

3.2.1 開關(guān)驅(qū)動器
       開關(guān)驅(qū)動器負責收集、處理和分發(fā)照明控制信息到ALIBUS總線上，用于翻譯和處理控制指令。在現(xiàn)場，它們以既定的可編程的規(guī)則來管理輸入信號和燈光輸出。通過使用ALIBUS通信協(xié)議，系統(tǒng)可以方便地進行增強和擴展，以適應(yīng)不同的照明應(yīng)用需求或建筑面積。主控制器之間和照明服務(wù)器多數(shù)使用以太網(wǎng)絡(luò)進行通信，跨系統(tǒng)的聯(lián)動由以太網(wǎng)對接進行數(shù)據(jù)交互。
3.2.2傳感器
       輸入設(shè)備里，傳感器也是智能照明系統(tǒng)中重要的的器件。傳感器技術(shù)以信息的獲取與變換為核心，是拓展信息資源的源頭，具有將計算機、通信、自動控制技術(shù)銜接為一體的關(guān)鍵功能。傳感器主要分為以下類型：
      （1）人工照明開關(guān)或者進行調(diào)光，以監(jiān)視能源消耗，同時不影響視覺效果。
      （2）紅外傳感器。自然界的物體只要溫度高于-273℃,總是持續(xù)向外發(fā)出紅外輻射。物體的溫度越高，其所發(fā)射的紅外輻射峰值波長越小，發(fā)出紅外輻射的能量越大。當人進入感應(yīng)范圍時，紅外傳感器探
      （1）照度傳感器。照度傳感器可以用于照明，根據(jù)空間自然光水平控制
該傳感器作為輸入模塊，可以檢測室內(nèi)人員或物體的運動情況以及當前實時照度，并依照預設(shè)的邏輯發(fā)送控制命令至照明配電箱（柜）內(nèi)的驅(qū)動器從而實現(xiàn)照明的自動控制與調(diào)節(jié)。測到人體紅外光譜，自動接通負載，只要人不離開感應(yīng)范圍，便將持續(xù)接通，一旦人離開后，延時自動關(guān)閉負載。
      （3）微波雷達探測器。微波雷達傳感器原理是，發(fā)射機產(chǎn)生低功率微波信號，并通過發(fā)射天線輻射到空中，接收天線接收物體的反射回波，在接收機中進行放大、混頻等射頻處理，并輸出中頻信號，最后經(jīng)雷達信號處理，解析出測量結(jié)果。
雷達感應(yīng)相對于聲光控制和紅外外感應(yīng)的控制方式，具有更多優(yōu)點。它具有抗射頻抗擾力強、不受溫度、濕度等影響，能夠同時實現(xiàn)感應(yīng)和外觀的完整性。
3.2.3智能控制面板
       智能面板是用來接通和斷開照明線路電源的一種低壓電器。面板不僅是一種裝飾功能用品，更是照明用電的主要零部件，其產(chǎn)品質(zhì)量、性能材質(zhì)對于預防火災(zāi)、降低損耗都有至關(guān)重要的作用。在照明控制系統(tǒng)中，通過對單燈的開關(guān)控制組合實現(xiàn)某種控制策略。
4．結(jié)束語
      綜上所述，在照明設(shè)計時需要結(jié)合使用場所、功能定位、投資等因素，利用先進的智能照明控制技術(shù)進行合理化設(shè)計，使照明設(shè)備發(fā)揮出優(yōu)勢和作用，并充分利用自然光源，有效節(jié)約能源，為人們提供可靠、舒適的照明環(huán)境，使照明管理更簡單、高效。

參考文獻
[1].劉利萍 智能照明控制系統(tǒng)在室內(nèi)照明節(jié)能設(shè)計中的應(yīng)用.2021.6
[2].周冉 ALIBUS系統(tǒng)在福建二建大廈項目上的應(yīng)用.2021.12
[3].周中. 電力儀表在大型公共建筑電能分項計量中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代建筑電氣2010.6
[4].安科瑞智能照明產(chǎn)品 2021.12