智能照明控制系統在金融寫字樓中的應用

程培新 / 劉莉馨

1. 中國建筑設計研究院 北京 100044；2. 中國建筑標準設計研究院，北京100048

1 引言

隨著科技的飛速發展和生活水平的不斷提高，人們對于居住環境提出了更高的要求。越來越多的智能建筑相繼涌現。人們在享受智能化帶來的便利的同時，也面臨著能源緊缺的窘境。眾所周知，智能建筑的能耗主要包括采暖、空調、供熱、照明、家用電器等的能耗，照明能耗在建筑能耗中所占比例較大，往往是僅次于空調的一個能耗大戶。在當今全社會都主張節能的大背景下，降低建筑能耗刻不容緩。因此照明節能作為建筑節能的一個重要組成部分得到了廣泛的關注。

2 智能照明控制系統及其優勢

建筑照明節能設計有很多方法。例如選用合適的燈具及其附件，合理利用自然光等等。在這些節能設計的方法中，采用合理有效的照明控制方式是非常重要的。照明控制方式按照其實現方式可分為傳統照明控制、基于DDC的自動照明控制和智能照明控制。

2.1 傳統照明控制方式

傳統照明控制方式以照明配電箱通過手動串聯在照明回路中的開關面板來控制照明燈具的通斷，或通過在回路中串入接觸器，實現遠程控制。這種傳統的控制方式相對簡單、有效、直觀，但它過多依賴于人員的手工操作。整個系統控制過于分散，過分強調“點對點”控制，對于功能場景的要求很難滿足，管理的自動化程度較低。燈具的點亮和熄滅完全依靠人為判斷，一旦線路出現問題，因開關接通、關斷的是220V電壓，故而有可能直接危及人身安全。此外，傳統照明控制方式對燈只有開和關的控制，節能效果較差，后期維護和改造投入較大。

2.2 基于DDC的自動照明控制

基于DDC的自動照明控制是將照明控制納入建筑物自動控制（BA）系統中，是以電氣觸點來實現區域控制、定時通斷、中央監控等功能。相對于傳統照明控制方式，該方式可以輕松實現燈具的遠距離集中控制，同時，整合到BA系統中以后，可以通過BA系統對相關燈具的狀態（開啟/關閉）進行監控。但由于本身對BA系統的依賴性，一旦BA系統出現問題，照明燈具的控制就會相應的受到影響，這顯然無法滿足人們對于便捷、高效、多樣化照明的要求。

2.3 智能照明控制系統

智能照明控制系統使照明調光、場景設置、用電負荷控制、通風供熱等調控實現智能化，是一種標準的總線控制系統。通過總線將各個智能元件相連接，根據外界環境的變化，調節總線中各元件的狀態，既可使各個元件有機的結合在一起，又可使各個元件獨立運行，從而保證了系統中各個元件實現智能化，達到提高管理效率，減輕工作人員負擔，高效節能等目的。

因采用總線結構，故布線十分簡單，無需大量電纜敷設和復雜的控制設計。采用模塊化結構，模塊帶有微處理器，將原來的集中控制系統發展為分布式系統，使得系統可靠性和靈活性大大提高，降低了元件出現問題時系統癱瘓的風險性。

鑒于上述優勢，智能照明控制系統越來越多地應用于照明設計中。

3 智能照明控制系統在金融寫字樓中的應用

3.1 工程概況

本工程屬于一類超高層金融寫字樓，總建筑面積約16萬m2，其中地上建筑面積約13萬m2，由一座43層的金融寫字塔樓A座和一座包括交易大廳、多功能廳、商業等建筑的配套5層（局部7層）綜合樓B座組成。A座與B座之間設一座4層通高的大堂。地下室共3層，建筑面積約3萬m2，主要為停車場和設備用房。其中，地下1層設銀行金庫及運鈔車庫等，地下2層局部設商業，與地鐵商業連通。主樓采用外筒為鋼桁架筒、內筒為鋼筋混凝土核心筒所形成的混合結構體系。附樓采用鋼筋混凝土框架結構體系。

3.2 設計構想及其實現

智能照明控制系統借助各種不同的“預設置”控制方式和控制元件，對不同時間、不同環境的光照度進行精確設置和管理，根據不同場景、不同的人流量，進行時間段、工作模式的細致劃分，關掉不必要的照明，需要時自動開啟，實現節能。智能照明控制系統通過對該金融寫字樓實現燈光場景自動控制、燈光定時、分時自動控制、根據外界環境進行亮度控制、集中控制及監控，實現照明控制的智能化，達到節能的目的。

本項目采用的智能照明控制系統主要是對各個公共區域的燈光照明、風機盤管、電動百葉等進行智能化的控制，需要用到智能照明控制的場所主要有：商業中庭、大堂、餐廳、大型會議廳、辦公區、走廊、樓梯間及前室、地下車庫、室外照明及航空障礙燈照明等。

（1）商業中庭、大堂

商業中庭和大堂有躍層，屬于大空間場所，設計時采用智能照明控制系統較為方便。考慮到商場的營業時間一般在9:00～22:00點左右，尤其以晚飯后和節假日顧客量大，因此預先設置好一些狀態，分時控制。在白天光線充足、客流不是很大的情況下，適當調暗或者關閉一些燈；在客流量大，購物集中的時間段，開啟所有照明，將光照度自動調節到預先設定的水平。需注意的是一定要保證柜臺等處的局部照明。關門后自動關閉燈光，只留下一些用于疏散使用的長明燈作應急照明使用。

（2）餐廳

餐廳是人們用餐休息的場所。由于用餐時間相對集中，因此在用餐準備階段開啟筒燈，供服務人員準備飯菜使用。在就餐時段將燈光調亮并開啟餐廳主燈，就餐時尤其強調局部照明效果，注意對色溫的控制，營造和諧的就餐環境。

（3）大型會議廳

大型會議廳作為舉辦各種大型會議、學術活動及重要活動的場所，對照明要求較高，根據要求應當采用智能照明控制系統。預先設置好一些場景模式，將調光、分時控制、分區控制、照明與投影幕、音響等設備聯動控制等相結合，營造良好的會議氛圍。大型會議廳照明主要由主席臺筒燈、投光燈、射燈，聽眾席的筒燈、燈帶、座椅牌號燈和腳燈，立柱的壁燈構成。①報告模式：突出主席臺，聽眾席的燈應當分區域調亮或調暗，打開或關閉。投影儀及投影幕與主席臺各種不同效果的燈進行聯動控制。②互動交流模式：臺上臺下互動，燈要求全部打開。③備場、退場模式：在備場或退場時打開相應照明。④清掃模式：供工作人員使用的場景，只需打開幾路基本照明供清掃會場使用。

（4）辦公區

辦公區是該工程的主體，A區地上部分核心筒外圍幾乎全是辦公區。因此本工程智能照明控制系統控制的重點就在此處。在寫字樓內，可以利用智能照明控制系統的時間控制功能，實現燈光的自動控制。根據上下班對辦公區進行分時控制。在工作時間開始前，可以預先打開辦公區的空調，使其工作于預先設置的工作狀態，這樣比人員都來后再開啟要節能。在工作時間段，通過在辦公區域設置主動式探測器進行感應并根據環境照度控制燈光及風機盤管電源，實現有人時自動開燈開空調，無人時自動延時關燈關空調，根據人多人少確定開燈的數量的功能。下班或節假日有人加班可以切換到手動控制模式。考慮到辦公區為開敞辦公并且在建筑上采用玻璃幕墻結構，可將辦公區劃分為若干區域，根據環境自動調整所控區域的開燈數量，進行分區控制。根據辦公區內的溫度傳感器采集的數據，智能照明控制系統可對空調、電動窗簾、百葉等進行控制。天熱或者室外光照較強時合上百葉遮擋陽光，這也可防止空調溫度過高，降低空調能耗，從而達到節能的目的。利用亮度傳感器感知某區域的亮度后自動調光，鄰近窗戶的區域可以充分利用自然光。在滿足照度要求的前提下，關閉靠近窗戶的一路照明。辦公室各個入口處分別安裝智能面板，也可以對辦公區域進行手動控制，通過定時器，可以對空調、照明進行定時控制。實現對空調溫度和風速的調節。

需要指出的是，傳統照明系統中，配有傳統鎮流器的日光燈以100Hz的頻率閃動，這種頻閃使工作人員頭腦發脹、眼睛疲勞、降低工作效率。而智能照明控制系統中的可調光電子鎮流器則工作在很高頻率（40kHz～70kHz），不僅克服了頻閃，而且消除了起輝時的亮度不穩定。不僅能調光的亮和暗，還能調節光色，從而為員工創造出良好的工作環境。

（5）走廊、樓梯間及前室

采用自動照明控制，在非主要使用時段，通過紅外探測器感知人的存在，有人時燈亮。或者使用聲控開關，設置燈延時關閉。無人時關閉或人少時調暗燈關，只保證最基本的照度要求，疏散通道的燈在火災時，由消防控制室自動點亮。走廊也可以設置就地控制的開關。疏散樓梯間及其前室照明100%為應急照明，疏散走廊50%為應急照明。控制主機設在消防控制室。應急照明平時采用就地控制或由建筑設備自動監控系統統一管理，火災時由消防控制室強制切電，自動控制點亮全部應急照明燈，出口標志燈、疏散指示燈、疏散走道應急照明、封閉樓梯間及其前室、消防電梯前室等處的應急照明由配電箱內設備集中控制。

（6）地下車庫

地下汽車庫等公共場所的照明采用照明配電箱就地控制并納入建筑設備監控系統統一管理。一般采用50%照明或100%調暗后照明。地下車庫由于層高，管道較多，燈具維護不便，智能照明因采用了較為科學合理的控制方法，能夠延長燈具的使用壽命，也為后期維護帶來便利。

（7）室外照明及航空障礙燈照明

室外照明是指建筑物立面景觀照明，利用各種光源的特點和燈具產生的效果，結合建筑物的特點及周邊環境，創造出夜景下建筑獨特的照明效果。傳統室外照明控制使用一個強電配電箱，安裝普通定時器的方式實現燈具的開啟和關閉，在控制的準確性、操作的便捷性和控制的靈活性方面有一些不足。智能照明控制系統可以由計算機進行分時段的控制，按照預先設置的平時場景、節假日場景以及重大節日等不同場景模式進行控制。

根據《民用機場飛行區技術標準》要求，本工程分別在60.9m、100.9m、140.9m、186.9m（屋頂），四角位置設置航空障礙標志燈，航空障礙標志燈的控制納入建筑設備監控系統統一管理，并根據室外光照及時間自動控制。

4 結論

本文對比了目前幾種照明控制的優缺點，結合某金融寫字樓照明設計實例，對智能照明控制系統進行了介紹和應用。智能照明控制系統由于采用了紅外、亮暗、溫度等傳感器，定時開關、調光模塊的可調光技術和智能化的運行模式，使得整個照明系統可以按照經濟有效的最佳方案準確運作，不但大大降低了運行的管理費用，提高了管理效率，減輕了工作人員的負擔，而且最大限度的節約了能源，延長了燈具的使用壽命，顯示出巨大的發展潛力。

[1] 住房和城鄉國建設部.JGJ16-2008民用建筑電氣設計規范[S].北京：中國建筑工業出版社，2008.

[2] 中國建筑科學研究院.GB50034-2004建筑照明設計規范[S].北京：中國建筑工業出版社，2004.

[3] 住房和城鄉建設部工程質量安全監管司，中國建筑標準設計研究院.2009全國民用建筑工程設計技術措施 電氣[M].北京：中國計劃出版社，2009.

[3] 董銳.智能照明控制系統在辦公建筑中的應用[J].山西建筑，2010,36(12)：177-178.

[4] 林琛，李敏.EIB智能控制系統在國家體育場中的應用[J].智能建筑電氣技術，2008,2(1)：85-87.