淺談建筑工程照明的智能控制系統(tǒng)分析

安科瑞 繆凱倫

摘要：當(dāng)前，科學(xué)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了快速發(fā)展，人們對(duì)于建筑工程的要求得到提升，希望能夠?qū)崿F(xiàn)建筑工程各個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的智能化、自動(dòng)化、現(xiàn)代化發(fā)展。因此，在本文中，我們將對(duì)建筑工程智能照明系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行分析，并探索其在現(xiàn)代建筑中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：建筑工程；智能照明控制系統(tǒng)

1.前言

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷提升，智能建筑出現(xiàn)在人們的生活中，為人們的工作和日常生活提供了更加便捷的方式，使人們獲得了更加舒服、綠色的空間。照明系統(tǒng)作為建筑工程中的重要部分，在其中實(shí)現(xiàn)智能化，能夠有效提高照明效果，并且能夠降能源消耗。那么在照明的智能控制系統(tǒng)有什么優(yōu)點(diǎn)？我們又如何理解其在建筑工程中的應(yīng)用？在下文中，我們將對(duì)此進(jìn)行分析和探索。

2.智能照明系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)一覽

2.1實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。智能照明系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，就是能夠有效實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。尤其是當(dāng)前能源快速消耗，如何節(jié)約能源，實(shí)現(xiàn)能源的可持續(xù)發(fā)展，就成為人民所思考的問(wèn)題，早在1991年，美國(guó)就提出了綠色照明計(jì)劃，得到了普遍關(guān)注。智能照明系統(tǒng)就是對(duì)綠色照明計(jì)劃的實(shí)踐，能夠通過(guò)對(duì)各種照明元件的控制，來(lái)對(duì)不同環(huán)境、不同光線下的照明提供合理的配置，從而有效降低能源消耗。

2.2 使光源的壽命明顯提升。在照明系統(tǒng)中，光源的壽命不僅影響著照明系統(tǒng)功能的發(fā)揮，也影響著照明工程的成本，使得照明系統(tǒng)的維修和養(yǎng)護(hù)更加便捷。造成光源損害的原因主要是電網(wǎng)電壓的波動(dòng)，智能照明系統(tǒng)能夠更好地對(duì)電網(wǎng)電壓進(jìn)行控制，并且能夠使用軟件對(duì)電力的啟動(dòng)和切斷進(jìn)行軟操作，避免了沖擊波對(duì)光源的損害，使得光源壽命得以提升。

3.智能控制系統(tǒng)在建筑工程照明中的應(yīng)用

3.1 在電力節(jié)能方面的應(yīng)用。智能控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)電源、照明、動(dòng)力設(shè)備三個(gè)方面的節(jié)能減排。首先，在電源節(jié)能方面，電網(wǎng)運(yùn)行中的電能在輸變電設(shè)備和線路中傳輸，線路和變壓器中就會(huì)產(chǎn)生損耗，這部分損耗一般占系統(tǒng)有功功率的15%～20%，線損與電網(wǎng)輸人量的百分率(稱為線損率)是衡量供用電部門經(jīng)濟(jì)效益的一個(gè)重要指標(biāo)，它反映了電網(wǎng)輸送和分配電能的效率，是電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)性能的一個(gè)重要參數(shù)。其次，在綠色照明方面，主要是提高系統(tǒng)(光源、燈具、啟動(dòng)設(shè)備)的總效率，照明方式、控制，天然光利用以及加強(qiáng)維護(hù)管理等方面綜合考慮。采用光效高壽命長(zhǎng)的各類氣體放電光源，逐步減少自鎮(zhèn)流式高壓汞燈的使用量，大力推廣高壓鈉燈和金屬鹵化物燈，多將小功率燈用于公共場(chǎng)所和室內(nèi)照明中。優(yōu)選有效、配光合理的直接型燈具，盡力推薦電子鎮(zhèn)流器和低功耗電感鎮(zhèn)流器。在動(dòng)力設(shè)備節(jié)能方面，電能是由一次能源(煤、油、核、太陽(yáng))經(jīng)過(guò)精煉的二次能源。目前的電力主要是由煤、水力或石油等資源轉(zhuǎn)化而成，轉(zhuǎn)化效率很低。即使現(xiàn)代化火力發(fā)電廠的轉(zhuǎn)化效率也僅有40%，若把輸電損耗考慮在內(nèi)，則只有35%。與其他能源相比，可以說(shuō)電是高價(jià)的貴重能源。油價(jià)上漲，電費(fèi)也隨之增加。因此，該現(xiàn)代化能源使用范圍很廣，如照明、化學(xué)、電子等工礦企業(yè)，它們對(duì)電的需要就如同需要空氣和水一樣重要。

3.2在施工中的技術(shù)要點(diǎn)。智能照明控制系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)了對(duì)創(chuàng)新技術(shù)的使用，使得整個(gè)照明系統(tǒng)更加具有了自動(dòng)化和智能化的特點(diǎn)，在各項(xiàng)技術(shù)實(shí)施的過(guò)程，主要通過(guò)以下三點(diǎn)實(shí)現(xiàn)的：首先，在照明控制系統(tǒng)中，通過(guò)大量新技術(shù)、設(shè)備的使用，增加了能夠?qū)囟群蜐穸蓉?fù)荷進(jìn)行獨(dú)立控制的創(chuàng)新空調(diào)系統(tǒng)，能夠利用熱泵實(shí)現(xiàn)熱量的交換，并且對(duì)排放中的溫度采用回收方式，使空調(diào)系統(tǒng)的能耗降低到百分之二十左右。其次，在智能照明控制系統(tǒng)中，不僅僅對(duì)與照明有關(guān)的技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，還在其中增加了監(jiān)控系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等作為手段，形成一整套先進(jìn)、完備的智能集成控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)室內(nèi)室外環(huán)境的調(diào)節(jié)，對(duì)照明及空調(diào)系統(tǒng)的能耗監(jiān)控，對(duì)建筑物內(nèi)的安全進(jìn)行保障，及對(duì)各種辦公設(shè)備進(jìn)行控制，形成了一個(gè)集成化的控制平臺(tái)，使得建筑物中的空氣、光照、安全都能夠得到調(diào)節(jié)和保障。

3.3對(duì)節(jié)能照明控制實(shí)行的技術(shù)舉措。在照明節(jié)能方面，智能控制系統(tǒng)主要采用通斷控制和調(diào)光控制這兩個(gè)方法。所謂通斷控制，是采用照明接觸器、定時(shí)控制器等元件，來(lái)對(duì)建筑中的自動(dòng)設(shè)備進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能管理。當(dāng)前大部分樓宇中的照明系統(tǒng)都是采用分層分布式結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行管理的，一層次為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，二層次為區(qū)域智能分站，三層次為控制終端。在這個(gè)系統(tǒng)中，照明控制終端能夠?qū)怯钪械墓庹諒?qiáng)度進(jìn)行感應(yīng)，能夠?qū)﹂_關(guān)的開啟狀態(tài)進(jìn)行控制，也能夠?qū)Ω鱾€(gè)區(qū)域出現(xiàn)的照明故障進(jìn)行報(bào)警。所謂調(diào)光控制，就是在照明系統(tǒng)中安裝調(diào)光裝置，計(jì)算機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)光線的調(diào)節(jié)。調(diào)光控制能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)自然光、照明管線的智能控制和使用，實(shí)現(xiàn)智能化、自動(dòng)化的照明管理，盡可能加大對(duì)自然光線的使用，減少照明系統(tǒng)的使用頻率，從而降低照明系統(tǒng)中的電力消耗。同時(shí)，調(diào)光系統(tǒng)還能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、定時(shí)開關(guān)光源，控制多種亮燈模式，從而提高燈具的使用效率和壽命。

4.安科瑞為建筑工程智能照明控制提供解決方案

4.1安科瑞智能照明監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，即站控層，通訊層與間隔層； 如圖（1）所示：

圖（1）網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

間隔設(shè)備層主要為：開關(guān)驅(qū)動(dòng)器，這些裝置分別對(duì)應(yīng)相應(yīng)的一次設(shè)備安裝在電氣柜內(nèi)，這些裝置均通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)KNX總線組網(wǎng)通訊，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)場(chǎng)采集。

網(wǎng)絡(luò)通訊層主要為：智能照明網(wǎng)關(guān)，其主要功能為把分散在現(xiàn)場(chǎng)采集裝置集中控制，同時(shí)遠(yuǎn)傳至站控層，完成現(xiàn)場(chǎng)層和站控層之間的數(shù)據(jù)交互。

站控管理層：設(shè)有高性能工業(yè)計(jì)算機(jī)、顯示器、UPS電源、打印機(jī)等設(shè)備。監(jiān)控系統(tǒng)安裝在計(jì)算機(jī)上，集中采集顯示現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行狀況，以人機(jī)交互的形式顯示給用戶。 以上開關(guān)模塊均采用KNX總線傳輸，一般都采用4根連線，接線簡(jiǎn)單方便，傳輸距離可達(dá)1.2km。

4.2安科瑞智能照明系統(tǒng)組成

1. 定時(shí)控制

通過(guò)時(shí)鐘管理器，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的有關(guān)區(qū)域照明的定時(shí)和自動(dòng)管理功能，實(shí)現(xiàn)公共通道、景觀照明、泛光照明、車庫(kù)照明定時(shí)控制。如百葉窗定時(shí)升降、集中供熱定時(shí)調(diào)節(jié)、節(jié)假日照明定時(shí)關(guān)閉、定時(shí)通知等。

2. 場(chǎng)景控制

智能照明控制系統(tǒng)根據(jù)各個(gè)部門的需求，設(shè)定不同種類的場(chǎng)景模式，進(jìn)行各種照明燈光的組合，達(dá)到美化工作環(huán)境的效果；結(jié)合人體感應(yīng)傳感器，當(dāng)人員離開時(shí)，關(guān)閉所有該會(huì)議室照明。

3. 實(shí)時(shí)監(jiān)控

中控室，配置一臺(tái)中控主機(jī)，所有照明控制設(shè)備，通過(guò)KNX網(wǎng)關(guān)，接入監(jiān)控系統(tǒng)，操作管理人員，可以通過(guò)中控電腦，實(shí)時(shí)監(jiān)視總線、區(qū)域、樓層、樓棟等照明狀態(tài)，并可根據(jù)需求進(jìn)行控制調(diào)整。系統(tǒng)繪圖工具支持向量圖和多層頁(yè)面，圖形頁(yè)面縮放方便，切換簡(jiǎn)單，支持DXF、WMF、BMP、JPG、ICON等圖形對(duì)象的嵌入、支持二維、三維圖元的繪制，增加可視化的空間效果。

4. 報(bào)警處理

系統(tǒng)提供了警報(bào)處理能力，用戶可采用編程來(lái)完成不同的任務(wù)，當(dāng)某種警報(bào)條件出現(xiàn)時(shí)應(yīng)做什么，可由用戶自行確定。

5.事件通報(bào) 系統(tǒng)提供了事件通報(bào)功能，支持郵件通報(bào)、文本輸出以及事件驅(qū)動(dòng)打印，可按照用戶預(yù)先設(shè)置的條件，觸發(fā)事件通報(bào)功能。

4.3設(shè)備選型

智能照明控制系統(tǒng)

1 總線電源

ASL100-P640/30

總線電源，不僅為總線模塊提供電壓，耦合總線信號(hào)。還會(huì)提供一個(gè)30V的輔助直流電壓端子，為其他的外設(shè)(如觸摸屏幕、IP網(wǎng)關(guān)等)提供電壓。

電源模塊是系統(tǒng)選型的*元件，具體數(shù)量按實(shí)際情況而定。

2 開關(guān)驅(qū)動(dòng)器

2路開關(guān)驅(qū)動(dòng)器ASL100-S2/16

開關(guān)驅(qū)動(dòng)器，有四路、八路、十二路三種型號(hào)可選擇。

適用于只需要開關(guān)控制場(chǎng)合，如辦公室、車庫(kù)、教室、廠房、走道梯廳等

4路開關(guān)驅(qū)動(dòng)器ASL100-S4/16

主要實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載的開關(guān)控制。具有手動(dòng)操作開關(guān)、開關(guān)延時(shí)設(shè)定、狀態(tài)反饋、場(chǎng)景控制、閾值開關(guān)等功能。

8路開關(guān)驅(qū)動(dòng)器ASL100-S8/16

12路開關(guān)驅(qū)動(dòng)器ASL100-S12/16

3 帶電流反饋開關(guān)驅(qū)動(dòng)器

2路帶電流反饋開關(guān)驅(qū)動(dòng)器ASL100-S2I/16

帶電流反饋開關(guān)驅(qū)動(dòng)器，有四路、八路、十二路三種型號(hào)可選擇。

相比較開關(guān)驅(qū)動(dòng)器外，可實(shí)現(xiàn)電流檢測(cè)、故障判斷的功能。一般用于大型商場(chǎng)、機(jī)場(chǎng)等項(xiàng)目

4路帶電流反饋開關(guān)驅(qū)動(dòng)器ASL100-S4I/16

主要實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載的開關(guān)控制。具有手動(dòng)操作開關(guān)、開關(guān)延時(shí)設(shè)定、狀態(tài)反饋、場(chǎng)景控制、閾值開關(guān)、電流檢測(cè)、回路故障判斷等功能。

8路帶電流反饋開關(guān)驅(qū)動(dòng)器ASL100-S8I/16

12路帶電流反饋開關(guān)驅(qū)動(dòng)器ASL100-S12I/16

4 調(diào)光驅(qū)動(dòng)器

2路0-10v調(diào)光驅(qū)動(dòng)器ASL100-SD2/16

0—10V調(diào)光驅(qū)動(dòng)器，有兩路、四路兩種型號(hào)可選擇。

適用于需要調(diào)光控制的場(chǎng)合，如會(huì)議室等

4路0-10v調(diào)光驅(qū)動(dòng)器ASL100-SD4/16

該模塊既可以對(duì)負(fù)載進(jìn)行開關(guān)控制，還可以輸出0—10V調(diào)光信號(hào)對(duì)具有0-10V調(diào)光接口的燈具進(jìn)行調(diào)光，此外該模塊還可實(shí)現(xiàn)預(yù)設(shè)控制、場(chǎng)景控制功能。

5 可控硅調(diào)光驅(qū)動(dòng)器

2路可控硅調(diào)光驅(qū)動(dòng)器ASL100-TD2/5

可控硅調(diào)光驅(qū)動(dòng)器，既可以對(duì)負(fù)載進(jìn)行開關(guān)控制，還可以對(duì)支持可控硅調(diào)光的燈具進(jìn)行調(diào)光此外該模塊還可實(shí)現(xiàn)預(yù)設(shè)控制、場(chǎng)景控制功能。

適用于需要調(diào)光控制的場(chǎng)合，如會(huì)議室等

6 窗簾驅(qū)動(dòng)器

ASL100-C4/6

窗簾控制驅(qū)動(dòng)器，主要實(shí)現(xiàn)窗簾電機(jī)控制。具有手動(dòng)控制、場(chǎng)景控制、時(shí)間設(shè)置、步進(jìn)控制、場(chǎng)景功能。

7 智能面板

一聯(lián)兩鍵 智能面板ASL100-F1/2

智能面板有一聯(lián)兩鍵、兩聯(lián)四鍵、四聯(lián)八鍵三種選擇。

主要用于控制回路較少或者需要區(qū)域控、總控的小房間、值班室等區(qū)域

兩聯(lián)四鍵 智能面板ASL100-F2/4

可通過(guò)區(qū)分按鍵短按長(zhǎng)按并結(jié)合不同參數(shù)設(shè)置實(shí)現(xiàn)開關(guān)控制、調(diào)光控制、百葉窗控制、場(chǎng)景控制、數(shù)值發(fā)送控制等功能。

四聯(lián)八鍵 智能面板ASL100-F4/8

8 傳感器

照度和人體移動(dòng)二合一傳感器ASL100-T2/BM

該系列兩通道傳感器，分別探測(cè)人體移動(dòng)（物體移動(dòng)）和光照度，將感應(yīng)的信號(hào)處理后傳遞給其他控制模塊（如調(diào)光驅(qū)動(dòng)器、開關(guān)驅(qū)動(dòng)器等）并實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的自動(dòng)控制功能。

主要用于走道、樓梯等公共區(qū)域。根據(jù)當(dāng)前照度及有人無(wú)人情況自動(dòng)開燈或者關(guān)燈。

照度和微波二合一傳感器ASL100-T2/BR

9

干接點(diǎn)輸入模塊ASL100-DI4/20

干接點(diǎn)輸入模塊，通過(guò)外部輸入或(和)手動(dòng)操作按鍵來(lái)控制驅(qū)動(dòng)器的動(dòng)作。模塊自帶20V的DC輸入信號(hào)，無(wú)需外部電壓輸入。當(dāng)檢測(cè)到外部干接點(diǎn)信號(hào)輸入時(shí)，模塊可實(shí)現(xiàn)開關(guān)、調(diào)光、窗簾控制等功能。

一般在應(yīng)急照明箱內(nèi)，做消防聯(lián)動(dòng)用。

當(dāng)消防信號(hào)是有源信號(hào)時(shí)，選用濕接點(diǎn)模塊。

濕接點(diǎn)輸入模塊ASL100-WI4/230

濕接點(diǎn)模塊通過(guò)外部輸入或(和)手動(dòng)操作按鍵來(lái)控制驅(qū)動(dòng)器的動(dòng)作。該濕接點(diǎn)模塊支持24V~230V AC DC電壓輸入。當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到外部有源信號(hào)輸入時(shí)，模塊可實(shí)現(xiàn)開關(guān)、調(diào)光、窗簾控制等功能。

5.結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)的不斷推進(jìn)，越來(lái)越多的出現(xiàn)在我們生活中，使得我們的工作、生活和學(xué)習(xí)更加健康、便捷。智能照明控制系統(tǒng)的出現(xiàn)，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)照明系統(tǒng)的智能控制，還能夠降低照明中的能源消耗，滿足現(xiàn)代化建設(shè)的需求。因此，我們應(yīng)認(rèn)識(shí)到智能照明控制系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，并對(duì)其在建筑工程中的應(yīng)用進(jìn)行思考，不斷完善智能照明控制系統(tǒng)的功能，推動(dòng)我國(guó)智能建筑的進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)：

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[4] 祁跡.建筑工程照明的智能控制系統(tǒng)分析.

審核編輯黃宇