智能照明控制系統(tǒng)在綠色建筑中的應(yīng)用

【摘要】：在新時(shí)期，隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展，在信息化的背景下，建筑功能逐漸擴(kuò)大，呈現(xiàn)出智能化的發(fā)展趨勢。智能建筑更高效、更安全、更節(jié)能、更環(huán)保，也符合綠色建筑理念。智能照明系統(tǒng)在建筑智能化發(fā)展的背景下受到各行各業(yè)的高度重視。智能照明系統(tǒng)具有明顯的應(yīng)用優(yōu)勢，既能滿足人們的生活和工作需求，又具有節(jié)能、安全的特點(diǎn)。因此，在智能建筑設(shè)計(jì)中，應(yīng)注重智能照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)，提高建筑照明效果。本文對(duì)此進(jìn)行了研究。

【關(guān)鍵字】：智能化照明；智能化建筑；應(yīng)急照明

0引言

智能化建筑具有信息管理、公共安全、設(shè)備管理等功能，將系統(tǒng)與服務(wù)、管理相結(jié)合，提高人們的生活環(huán)境質(zhì)量。在智能建筑的發(fā)展過程中，要充分發(fā)揮智能建筑的節(jié)能環(huán)保、先進(jìn)性、可持續(xù)性等優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合我國國情，融入可持續(xù)發(fā)展理念，不斷完善建筑功能。

我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長，推動(dòng)了智能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，市場規(guī)模不斷擴(kuò)大，智能技術(shù)不斷進(jìn)步。未來，我國智能建筑市場將越來越大，發(fā)展前景廣闊，智能照明系統(tǒng)的發(fā)展可以促進(jìn)智能建筑的進(jìn)一步發(fā)展。

智能照明系統(tǒng)研究現(xiàn)狀

智能照明系統(tǒng)是傳統(tǒng)照明系統(tǒng)的現(xiàn)代化升級(jí)，是一種多控電路系統(tǒng)，具有多置電源開關(guān)，可以簡化安裝和操作流程。與傳統(tǒng)照明系統(tǒng)不同，智能照明系統(tǒng)可以利用系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)照明的即時(shí)控制，還可以利用豐富的照明燈具滿足多場景的照明需求，給人們帶來更好的生活體驗(yàn)。

目前智能照明系統(tǒng)的研究主要集中在節(jié)能和舒適性上，更注重用戶的使用體驗(yàn)和建筑應(yīng)用場景，可以利用各種優(yōu)化算法實(shí)現(xiàn)照明的智能化，這是相關(guān)行業(yè)智能化升級(jí)的結(jié)果。其中，在節(jié)能方面，研究集中在人工照明的控制方法上，如通過各種傳感器建立更準(zhǔn)確的室內(nèi)照明模型，通過各種優(yōu)化算法進(jìn)行良好的照明組合。這些研究仍處于模擬階段，需要在未來的實(shí)驗(yàn)中建立更準(zhǔn)確的模型。通過收集用戶信息，建立一個(gè)模型控制照明系統(tǒng)。

2??智能化照明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

智能照明系統(tǒng)是一個(gè)集管理器、主干線、信息接口于一體的網(wǎng)絡(luò)，可以統(tǒng)一控制各個(gè)區(qū)域，并對(duì)信號(hào)進(jìn)行采樣。智能照明系統(tǒng)包括照明模塊、傳感模塊和控制模塊，信息接口等部件用于主系統(tǒng)和子系統(tǒng)之間的通信。

2.1照明模塊

LED是照明模塊的主要組成部分。由于頻繁的調(diào)整，LED驅(qū)動(dòng)方式相對(duì)簡單，反應(yīng)迅速，使用壽命不會(huì)受到影響，功耗小，能源效率高，而且沒有水銀污染，可以減少對(duì)環(huán)境的危害。

目前LED調(diào)光有兩種方法，一種是模擬調(diào)光，另一種是PWM調(diào)光。與模擬調(diào)整方法相比，PWM調(diào)光方法具有良好的應(yīng)用前景。LED驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及其電路的研究主要集中在提高調(diào)光精度、效率和降低電路復(fù)雜性方面，可為建立集成傳感器反饋和智能控制算法奠定基礎(chǔ)。

2.2傳感模塊

傳感模塊主要用于向智能照明系統(tǒng)提供環(huán)境信息，從而降低照明能耗，提高視覺舒適度，調(diào)節(jié)人體生理節(jié)律。智能照明系統(tǒng)需要提高室內(nèi)人員感知的靈活性，調(diào)整用戶所在區(qū)域的照明，并根據(jù)用戶的具體位置關(guān)閉無人區(qū)域的照明設(shè)備。此外，智能照明系統(tǒng)需要根據(jù)自然光調(diào)節(jié)光源的亮度，這就需要使用光電探測器。

目前，國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)是利用傳感設(shè)備的空間位置和周圍目標(biāo)的反射效應(yīng)來建立傳感器的反射能力。除了感知周圍環(huán)境，研究的重點(diǎn)還是感知人體和心理，利用智能手環(huán)、手表等傳感設(shè)備來感知用戶的身體狀況。

2.3控制模塊

控制模塊的控制系統(tǒng)分為三類:集中控制、分散控制和分布控制。其中，集中控制系統(tǒng)的組成包括一個(gè)中心控制器，負(fù)責(zé)處理每個(gè)傳感器的測量數(shù)據(jù)，并根據(jù)測量結(jié)果對(duì)每個(gè)照明設(shè)備發(fā)出調(diào)整命令。在分散控制系統(tǒng)中，除了燈源和驅(qū)動(dòng)電路外，每個(gè)燈具還有獨(dú)立的傳感和控制模塊，可以根據(jù)傳感器的讀數(shù)進(jìn)行調(diào)整，但不能與其他燈具進(jìn)行通信。分布式控制系統(tǒng)的照明設(shè)備之間有通信功能，每個(gè)照明設(shè)備既是執(zhí)行設(shè)備，也是控制設(shè)備。

智能照明系統(tǒng)通常采用分散或分布式結(jié)構(gòu)，即每個(gè)單元的照明調(diào)節(jié)相對(duì)獨(dú)立，建筑智能管理系統(tǒng)通過中央控制臺(tái)和信息接口連接。對(duì)比分布式和分布式控制系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)分布式系統(tǒng)中不同光源之間沒有通信能力。當(dāng)受到陽光或周圍環(huán)境的影響時(shí)，可以通過增加通信模塊來改善局部地區(qū)的照明不足。這樣，光源可以從其他照明設(shè)備中接收各種信息，從而確定相鄰燈具的運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)而調(diào)整照明系統(tǒng)，增加系統(tǒng)的可靠性。

3??智能化照明系統(tǒng)在智能建筑中的應(yīng)用策略

智能照明系統(tǒng)的應(yīng)用范圍非常廣泛，無論是道路照明、隧道照明、建筑自動(dòng)照明還是家居照明，都離不開智能照明系統(tǒng)的應(yīng)用。智能照明系統(tǒng)在智能建筑中的應(yīng)用可以根據(jù)區(qū)域和功能來劃分控制目標(biāo)。

按分區(qū)劃分。是指根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)對(duì)受控目標(biāo)進(jìn)行劃分，然后統(tǒng)計(jì)受控目標(biāo)的數(shù)量、整體運(yùn)行狀態(tài)、控制參數(shù)、通信需求等。，從而為受控對(duì)象的集中控制和系統(tǒng)整合提供參考。

根據(jù)功能劃分。是指根據(jù)監(jiān)控要求，將控制目標(biāo)分為不同的類別。照明系統(tǒng)可分為工作照明、事故照明、藝術(shù)照明、障礙照明等。根據(jù)區(qū)域特點(diǎn)，可采用區(qū)域照明控制、調(diào)光控制、時(shí)鐘控制、場景控制、光感應(yīng)設(shè)置、移動(dòng)感應(yīng)設(shè)置等方式?？刂颇繕?biāo)的劃分可以為控制方法、控制深度、控制精度和控制成本的設(shè)置提供基本依據(jù)。

在建筑工程照明設(shè)計(jì)中，需要根據(jù)不同的控制目標(biāo)，即每個(gè)功能區(qū)的照明特性，采用不同的環(huán)路控制模式。簡單的電路可以用來控制建筑中不需要太多功能或人員進(jìn)出的地方。這種控制方式只需要調(diào)整照明模塊和控制模塊，就可以實(shí)現(xiàn)照明電路的自動(dòng)開關(guān)。在建筑物的走道、電梯廳等公共區(qū)域，除了設(shè)計(jì)簡單的控制電路外，還需要設(shè)計(jì)照明自動(dòng)開關(guān)，增加動(dòng)探測器、靜探測器、智能探測廳等電子元件。，并使用調(diào)光模塊和控制模塊。

智能照明系統(tǒng)在智能建筑中的實(shí)際應(yīng)用

4.1在不同類型的建筑中的應(yīng)用

4.1.1在酒店建筑中的應(yīng)用

在酒店建筑中，智能照明系統(tǒng)的應(yīng)用范圍很廣，包括室內(nèi)智能照明系統(tǒng)(見圖1)、舞臺(tái)智能照明系統(tǒng)、多媒體智能照明系統(tǒng)等。藝術(shù)照明在酒店照明中占有很大的比重，照明設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)是選擇合理舒適的照明亮度和光源分布。豐富的照明系統(tǒng)可以滿足酒店的多場景需求，具有調(diào)光一致性好、光精度高、穩(wěn)定性強(qiáng)、功能完善、使用壽命長的特點(diǎn)。先進(jìn)的智能控制技術(shù)可以用于檢測燈具的工作狀態(tài)和現(xiàn)場現(xiàn)場調(diào)光。

4.1.2在民用建筑中的應(yīng)用

智能照明系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于民用建筑中，需要能夠根據(jù)時(shí)間和照明用途自動(dòng)控制照明開關(guān)和照明亮度，實(shí)現(xiàn)民用建筑的人性化管理和智能照明，在一定程度上起到節(jié)能的作用。民用建筑中的智能照明系統(tǒng)一般由調(diào)光模塊、開關(guān)、輸入模塊、人機(jī)交互界面、智能傳感器等組成。，可以降低能耗，給用戶帶來更好的照明體驗(yàn)。相關(guān)研究表明，智能照明系統(tǒng)可以為民用建筑用戶節(jié)省大量的電力消耗，減少用電峰谷給電力供應(yīng)帶來的壓力。也可以根據(jù)夜間景觀控制建筑的能力。

4.1.三是在教學(xué)建筑中的應(yīng)用？

教學(xué)建筑人員密集，集教學(xué)、生活等多功能于一體，能耗大。傳統(tǒng)高校照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)管理落后，燈具使用壽命短、線路老化、舒適性低等特點(diǎn)普遍存在。為了緩解能源供不應(yīng)求的矛盾，改善能源不足的現(xiàn)狀，提高高校教室的照明效率，結(jié)合先進(jìn)的智能技術(shù)是當(dāng)前行業(yè)的必然選擇。智能照明系統(tǒng)應(yīng)用于高校教室，可以通過智能技術(shù)調(diào)節(jié)照明的強(qiáng)度和色度，減少不良光線對(duì)學(xué)生的視覺刺激，保護(hù)其視力免受影響。智能照明系統(tǒng)可以通過照明判斷。

4.1.4應(yīng)用于地鐵站。

智能照明系統(tǒng)也應(yīng)用于地鐵站，不僅可以提高車站的智能化程度和車站照明系統(tǒng)的管理效率，還可以減少相關(guān)的能耗，降低照明系統(tǒng)的運(yùn)行和維護(hù)成本。地鐵站可以根據(jù)功能分為多個(gè)不同的功能區(qū)域，如公共區(qū)域、出入口區(qū)域和設(shè)備區(qū)域。不同的空間環(huán)境有不同的照明需求，只有智能照明系統(tǒng)的應(yīng)用才能滿足各種照明需求。

4.2應(yīng)用于建筑應(yīng)急照明。

應(yīng)用智能照明系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)急照明時(shí)，應(yīng)注意通過智能照明系統(tǒng)準(zhǔn)確定位火災(zāi)位置和影響區(qū)域，以便快速確定疏散逃生方向。獲得準(zhǔn)確的位置信息后，消防救援人員需要合理設(shè)計(jì)可靠的救援方案來組織救援，以最大限度地減少災(zāi)害損失。火災(zāi)發(fā)生后，煙霧會(huì)影響人們的正常視線。普通照明光源穿透性差，無法起到引導(dǎo)指示的作用。但應(yīng)急專用照明光源穿透性強(qiáng)，在煙霧干擾下可以起到很好的指示作用。此外，語音指令的配合可以起到很好的引導(dǎo)作用。受困難人員。

提醒被困人員盡快離開電梯、自動(dòng)扶梯等設(shè)施，因?yàn)橄绹娏茉O(shè)施啟動(dòng)后，非消防電源會(huì)自動(dòng)切斷，留在電梯等設(shè)施中會(huì)被困或造成觸電等次生危害。應(yīng)急照明電源一般分為自帶電池和集中供電。使用自帶電池電源時(shí)，要注意日常維護(hù)，而集中供電電源的安裝線路復(fù)雜，安裝成本高，可根據(jù)實(shí)際情況自行選擇使用哪種電源。

5安科瑞智能照明控制系統(tǒng)

5.1概述

采用RS485總線技術(shù)，ALIBUS智能照明產(chǎn)品技術(shù)成熟。

5.4系統(tǒng)功能

1）實(shí)時(shí)檢測并顯示各個(gè)模塊的在線狀態(tài)，反饋現(xiàn)場受控回路的開關(guān)狀態(tài)，監(jiān)控界面按照樓層各分區(qū)的布局和回路列表來瀏覽。

2）當(dāng)發(fā)生模塊離線、網(wǎng)關(guān)設(shè)備掉線或者狀態(tài)反饋和下發(fā)控制命令不一致時(shí)會(huì)發(fā)生故障報(bào)警，并將故障報(bào)警信息記錄并顯示在界面中。

3）可以對(duì)單個(gè)照明回路實(shí)現(xiàn)開關(guān)控制；每個(gè)模塊、樓層都有相應(yīng)的模塊控制開關(guān)和樓層控制開關(guān)，也可以一個(gè)模塊或者整個(gè)樓層實(shí)現(xiàn)開關(guān)控制。

4）開關(guān)驅(qū)動(dòng)器支持過零觸發(fā)功能，負(fù)載（燈具）的分合操作僅在交流電過零時(shí)進(jìn)行；可有效減少電磁干擾以及對(duì)電網(wǎng)的沖擊，延長燈具與控制裝置的壽命。

5）對(duì)每個(gè)照明回路可以預(yù)設(shè)掉電狀態(tài)，當(dāng)照明電源掉電時(shí)，開關(guān)驅(qū)動(dòng)器會(huì)自動(dòng)切換到預(yù)設(shè)的掉電狀態(tài)；確保重新上電時(shí)燈具的開關(guān)狀態(tài)是確定與可控的。

6）拖動(dòng)調(diào)光控件，照明設(shè)備從0%到100%進(jìn)行調(diào)光，可以對(duì)單個(gè)照明回路實(shí)現(xiàn)調(diào)光控制，調(diào)光總控可以對(duì)一個(gè)模塊的照明回路實(shí)現(xiàn)調(diào)光控制，也可以對(duì)多個(gè)照明回路實(shí)現(xiàn)調(diào)光控制，通過圖標(biāo)的亮滅狀態(tài)反饋現(xiàn)場開關(guān)的狀態(tài)。

7）點(diǎn)擊場景控件，打開或者關(guān)閉對(duì)應(yīng)場景設(shè)置，軟件界面上顯示不同的場景模式和場景功能，通過圖標(biāo)的亮滅顯示對(duì)應(yīng)的場景狀態(tài)是打開還是關(guān)閉。

8）設(shè)置定時(shí)時(shí)間，確認(rèn)時(shí)間點(diǎn)后，對(duì)該事件點(diǎn)執(zhí)行的動(dòng)作進(jìn)行設(shè)置，設(shè)置燈在設(shè)定的時(shí)間點(diǎn)亮或者滅。

9）系統(tǒng)可以通過預(yù)設(shè)的當(dāng)?shù)亟?jīng)緯度信息，自動(dòng)計(jì)算每天的日升日落時(shí)間；根據(jù)天文時(shí)鐘控制照明開關(guān)，實(shí)現(xiàn)日落開燈、日出關(guān)燈的功能。

10）所有定時(shí)控制計(jì)劃均可下發(fā)保存至驅(qū)動(dòng)模塊；當(dāng)上位機(jī)系統(tǒng)故障或模塊離線時(shí)，驅(qū)動(dòng)模塊可以利用自帶的RTC時(shí)鐘維持定時(shí)控制計(jì)劃的正常執(zhí)行，不影響日常的照明控制效果。

11）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是分布式總線結(jié)構(gòu)；系統(tǒng)內(nèi)各元件不依賴于其他元件而能夠獨(dú)立工作；系統(tǒng)內(nèi)各元件可以通過程序的設(shè)定實(shí)現(xiàn)功能的多樣性。

12）預(yù)留BA或第三方集成平臺(tái)接口，采用modbus、opc等方式。

6結(jié)束語

總而言之，現(xiàn)在，智能照明控制系統(tǒng)在應(yīng)用范圍方面非常廣，在建筑領(lǐng)域中，無論是在室內(nèi)還是在室外都能夠進(jìn)行應(yīng)用。智能照明控制系統(tǒng)可以在辦公樓中進(jìn)行使用，也可以在娛樂場所中進(jìn)行應(yīng)用。智能照明系統(tǒng)在進(jìn)行應(yīng)用的時(shí)候表現(xiàn)出來了很多的優(yōu)點(diǎn)，這樣也能更好的滿足用戶的不同需求，同時(shí)也能更好的促進(jìn)智能建筑得到更好的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]彭強(qiáng).地下停車場的高可靠智能照明系統(tǒng)和方法[J].智能建筑與智慧城市,2022(11):150-152.

[2]徐巍峰,翁利國.燈聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能照明系統(tǒng)中的應(yīng)用與實(shí)現(xiàn)[J].能源與環(huán)保,2022,44(10):211-216.

[3]張小紅.基于PLC控制器的智能照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析[J].光源與照明,2022(5):74-76.

[4]刁建新.王振坤.姚勝等.智能照明系統(tǒng)控制策略研究綜述[J].照明工程學(xué)報(bào),2022,33(2):44-51.

[5]管謨剛.秦少雷.魏飛龍.智能照明系統(tǒng)在智能建筑中的應(yīng)用.

[6]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè).2022.05

審核編輯 黃宇