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智能照明控制系統(tǒng)助力“雙碳”目標(biāo)

更新時(shí)間:2022-10-28 點(diǎn)擊次數(shù): 679次

【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(dòng)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(shí)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(shí)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(jì)
0.引言
       照明節(jié)能設(shè)計(jì)除了與燈具選型有關(guān),與照明控制系統(tǒng)也息息相關(guān)。科技的不斷發(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(shí)現(xiàn)能源的節(jié)約,提供舒適的照明環(huán)境,同時(shí)使運(yùn)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(yùn)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(wú)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(gè)突出特點(diǎn):穩(wěn)定、可靠、低成本。適用于對(duì)可靠性要求非常高的大型公建類項(xiàng)目。無(wú)線方式包括LoRa、WiFi無(wú)線局域網(wǎng)、藍(lán)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(shí)現(xiàn)各種不同功能,滿足不同場(chǎng)所以及不同使用個(gè)體的使用需求,從而達(dá)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(biāo)的提出,我國(guó)的綠色發(fā)展之路提升到一個(gè)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(jìn)一步推進(jìn),對(duì)綠色建筑提出更高的設(shè)計(jì)要求,綠色照明是綠色建筑設(shè)計(jì)一個(gè)重要的組成部分。綠色照明是一種節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境、有益于提高人們生產(chǎn)、工作、學(xué)習(xí)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(shí)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(kāi)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(shí)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(jì),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(chǎng)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(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器、調(diào)光驅(qū)動(dòng)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(guò)各控制器和面板進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)對(duì)各回路的亮度控制,從而組成多種不同的照明應(yīng)用場(chǎng)景,達(dá)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(jì)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(jué)環(huán)境,減少光污染,從而為人們帶來(lái)更好的生活體驗(yàn)。智能照明設(shè)計(jì)施工人員需充分了解項(xiàng)目需求,分析項(xiàng)目特點(diǎn)以及想達(dá)到的目的,精準(zhǔn)定位,合理選擇智能照明控制系統(tǒng)。
        (2) 優(yōu)化照明設(shè)計(jì),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(chǎng)所的功能特點(diǎn),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(shí)現(xiàn)需要的照明控制功能,達(dá)到預(yù)期場(chǎng)景效果,同時(shí)節(jié)約能源。
       (3) 充分利用自然光源。
充分且合理運(yùn)用自然光源可以有效地降低用戶對(duì)照明系統(tǒng)的依賴程度,還能夠節(jié)約能源。在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中,為了有效利用自然光源,在建筑總體布局時(shí)需結(jié)合場(chǎng)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(dòng)采集外部自然光線的變化來(lái)調(diào)節(jié)臨窗燈光,充分利用自然光源,達(dá)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(duì)大堂、會(huì)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?fù)鋱D如下圖所示。

 

       大堂是人員進(jìn)入樓體的必經(jīng)之路,好的裝修效果及設(shè)計(jì)布局可以給人一個(gè)舒適空間,但沒(méi)有好的燈光照明來(lái)襯托難以達(dá)到設(shè)計(jì)師所想要的效果。為了使人員無(wú)論在什么時(shí)候進(jìn)入大堂,能感覺(jué)到由燈光效果帶來(lái)的舒適環(huán)境。辦公大廳區(qū)域照明用紅外傳感器進(jìn)行人體感應(yīng),采用分回路開(kāi)關(guān)控制,預(yù)設(shè)場(chǎng)景控制,可通過(guò)智能面板或傳感器一鍵切換場(chǎng)景,既滿足了美觀,又兼顧了節(jié)能。
       會(huì)議室是辦公樓中的重要功能場(chǎng)所,采用分回路手動(dòng)控制、場(chǎng)景控制,根據(jù)需要分為會(huì)見(jiàn)、辦公、休息等多種場(chǎng)景模式,預(yù)先精心設(shè)計(jì)多種燈光場(chǎng)景,使用時(shí)只須選擇相應(yīng)的場(chǎng)景智能面板按鍵,燈光會(huì)自動(dòng)按照設(shè)定好的方式打開(kāi)。在會(huì)議室門口設(shè)置電子標(biāo)簽面板,以供會(huì)議室管理人員按照需求手動(dòng)選擇或?qū)崟r(shí)控制,以滿足會(huì)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(kāi)公共空間。采用分回路開(kāi)關(guān)控制、動(dòng)靜探測(cè)控制、就地控制等。對(duì)公共區(qū)域的燈保持基本亮度,也可通過(guò)系統(tǒng)對(duì)某一回路的燈進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制,在樓道間、公共走廊區(qū)域都安裝有紅外移動(dòng)探測(cè)器,實(shí)行人來(lái)自動(dòng)燈亮、人走延時(shí)關(guān)燈的自動(dòng)控制方式。為了方便現(xiàn)場(chǎng)工作人員對(duì)該區(qū)域的照明進(jìn)行控制及管理,在現(xiàn)場(chǎng)的每個(gè)樓道間門口還各安裝有一個(gè)智能控制面板。正常工作時(shí)間全開(kāi),非工作時(shí)間改為減光照明,節(jié)假日無(wú)人時(shí)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(guò)中控電腦對(duì)樓道間、公共走廊照明進(jìn)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(shí)時(shí)監(jiān)控大廈內(nèi)各驅(qū)動(dòng)器回路狀態(tài),可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況遠(yuǎn)程開(kāi)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(shí)現(xiàn)照明燈具的遠(yuǎn)程集中控制,又可實(shí)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(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器
       開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器負(fù)責(zé)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(chǎng),它們以既定的可編程的規(guī)則來(lái)管理輸入信號(hào)和燈光輸出。通過(guò)使用ALIBUS通信協(xié)議,系統(tǒng)可以方便地進(jìn)行增強(qiáng)和擴(kuò)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(jìn)行通信,跨系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)由以太網(wǎng)對(duì)接進(jìn)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(jì)算機(jī)、通信、自動(dòng)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(kāi)關(guān)或者進(jìn)行調(diào)光,以監(jiān)視能源消耗,同時(shí)不影響視覺(jué)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(zhǎng)越小,發(fā)出紅外輻射的能量越大。當(dāng)人進(jìn)入感應(yīng)范圍時(shí),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(cè)室內(nèi)人員或物體的運(yùn)動(dòng)情況以及當(dāng)前實(shí)時(shí)照度,并依照預(yù)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(dòng)器從而實(shí)現(xiàn)照明的自動(dòng)控制與調(diào)節(jié)。測(cè)到人體紅外光譜,自動(dòng)接通負(fù)載,只要人不離開(kāi)感應(yīng)范圍,便將持續(xù)接通,一旦人離開(kāi)后,延時(shí)自動(dòng)關(guān)閉負(fù)載。
      (3)微波雷達(dá)探測(cè)器。微波雷達(dá)傳感器原理是,發(fā)射機(jī)產(chǎn)生低功率微波信號(hào),并通過(guò)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(jī)中進(jìn)行放大、混頻等射頻處理,并輸出中頻信號(hào),最后經(jīng)雷達(dá)信號(hào)處理,解析出測(cè)量結(jié)果。
雷達(dá)感應(yīng)相對(duì)于聲光控制和紅外外感應(yīng)的控制方式,具有更多優(yōu)點(diǎn)。它具有抗射頻抗擾力強(qiáng)、不受溫度、濕度等影響,能夠同時(shí)實(shí)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(lái)接通和斷開(kāi)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(duì)于預(yù)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(guò)對(duì)單燈的開(kāi)關(guān)控制組合實(shí)現(xiàn)某種控制策略。
4.結(jié)束語(yǔ)
      綜上所述,在照明設(shè)計(jì)時(shí)需要結(jié)合使用場(chǎng)所、功能定位、投資等因素,利用先進(jìn)的智能照明控制技術(shù)進(jìn)行合理化設(shè)計(jì),使照明設(shè)備發(fā)揮出優(yōu)勢(shì)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(jiǎn)單、高效。

參考文獻(xiàn)
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