辦公樓智能照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

陳丹 張彬

(1.成都信息工程學(xué)院控制工程學(xué)院，四川成都 610225;2.中國建筑西南建筑設(shè)計(jì)研究院，四川成都 610081)

1 引言

現(xiàn)代建筑中的照明不僅要求能為人們的工作、學(xué)習(xí)、生活提供良好的視覺條件，利用燈具造型和光色營造出具有一定風(fēng)格和美感的室內(nèi)環(huán)境，滿足人們的生理和心理要求，而且還要考慮到管理智能化、操作簡單化、變更靈活及易于擴(kuò)展等要求。目前，大多數(shù)建筑物仍然沿用傳統(tǒng)的照明控制方式，部分智能大廈也只能是實(shí)現(xiàn)簡單的區(qū)域照明和定時(shí)開關(guān)功能。相比之下，智能照明控制系統(tǒng)體現(xiàn)出強(qiáng)大的優(yōu)越性，不僅可以滿足現(xiàn)代建筑中的照明需求，提升照明環(huán)境品質(zhì)，還可以充分利用和節(jié)約能源，使建筑物更加節(jié)能、環(huán)保。本文以辦公樓為例，闡述了筆者對智能照明控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想。

2 工程概況及系統(tǒng)需求分析

辦公樓位于市高新區(qū)，建筑面積約6000m2，地上8層，地下2層。該建筑智能照明的控制區(qū)域包括大開間辦公室和小面積辦公室、大廳、會議室、休息室、活動室、走廊等。系統(tǒng)的控制要求較高，能夠?qū)崿F(xiàn)對辦公樓所有的燈光照明進(jìn)行全自動化控制，可手動、自動控制模式靈活切換;根據(jù)每個(gè)特定的應(yīng)用區(qū)域需要而設(shè)定照明控制方式;預(yù)設(shè)會議室各種照明場景，滿足不同場合的需求。因此，在工程的設(shè)計(jì)中采用了ABBi-bus智能照明控制系統(tǒng)，將現(xiàn)代控制、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)和通訊等技術(shù)應(yīng)用于照明的控制與管理中，既可以滿足功能的需求，又可以實(shí)現(xiàn)控制靈活、節(jié)約能源的目的。

3 智能照明系統(tǒng)的工程實(shí)施

辦公樓智能照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，主要分為初步設(shè)計(jì)和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)兩大部分。控制方式采用總線制控制方式，以分布式智能控制為主，配合中央集中控制。照明系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)是依據(jù)國家照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)確定辦公樓不同房間和場所的照度、選擇光源和燈具選型布置及回路負(fù)載計(jì)算，本文不再闡述。控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)建立在照明初步設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)之上，是對整個(gè)照明系統(tǒng)的控制方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用ABBi-bus智能照明控制系統(tǒng)。

3.1 控制系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

智能照明控制系統(tǒng)采用ABB的i-bus總線形式，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。總線式控制兼具中央集中控制和分布式智能控制的特色，以分布式智能控制為主，配合中央集中控制，在局部模塊出現(xiàn)故障時(shí)仍可由中央控制計(jì)算機(jī)對其所在回路進(jìn)行控制，將損失降到最小。圖1中所有驅(qū)動器由i-bus總線電纜連接，驅(qū)動器可執(zhí)行各控制器發(fā)送的控制命令 (分布式控制)，同時(shí)也可以直接由i-bus中央控制計(jì)算機(jī)通過LAN與IP網(wǎng)關(guān)相接進(jìn)行控制。通過LAN，整個(gè)智能照明控制系統(tǒng)可與樓宇自動化系統(tǒng)連接達(dá)到系統(tǒng)集成的效果。

圖1 ABB i-bus智能照明控制系統(tǒng)總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

3.2 控制策路實(shí)施

辦公樓中房間、場所眾多，功能多種多樣，只有多元化的照明控制方式才能滿足設(shè)計(jì)需求，如現(xiàn)場面板手動控制、光感控制、移動感應(yīng)控制、紅外線遙控、定時(shí)控制、場景控制、中央控制。

(1)公共區(qū)域

公共區(qū)域由19條回路對負(fù)責(zé)門廳、走廊、電梯前室照明設(shè)備供電，采用i-bus中央控制計(jì)算機(jī)進(jìn)行集中控制，按照工作日、休息日和節(jié)假日等區(qū)分不同的時(shí)間對照明燈具進(jìn)行控制，使管理省力化，防止遺忘關(guān)燈現(xiàn)象。大樓入口門廳利用亮度傳感器控制燈光的亮暗，盡可能的利用自然光。同時(shí)，辦公區(qū)域和公共區(qū)域可協(xié)調(diào)工作，如辦公區(qū)域有員工加班時(shí)，電梯廳、走廊等公共區(qū)域的燈就保持基本的亮度。只有當(dāng)辦公區(qū)域的人走完后，才將燈降低到安全狀態(tài)或關(guān)掉，避免不必要的能源浪費(fèi)。

(2)綜合會議室

綜合會議室采用場景模式控制。共設(shè)有11條回路實(shí)現(xiàn)入席場景、投影場景、休息場景、散會場景的變換，可通過EIB觸摸屏或i-bus中央控制計(jì)算機(jī)對開關(guān)模塊、調(diào)光模塊、投影儀等各種演示設(shè)備進(jìn)行控制。同時(shí)，紅外遙控器控制是場景模式控制的延伸，通過紅外遙控器對EIB觸摸屏進(jìn)行遙控。場景模式設(shè)計(jì)方便用戶使用、節(jié)約能源，同時(shí)體現(xiàn)照明控制的智能化。

(3)休息室

休息室與一般場所的不同在于其使用頻率較低。根據(jù)休息室這一特殊性質(zhì)，利用紅外動靜探測器檢測人員出入信號來控制照明燈具。紅外動靜探測器檢測到有人進(jìn)入探測范圍，信號送入開閉控制器，執(zhí)行照明設(shè)備開啟命令。若感應(yīng)器探測范圍內(nèi)無人，照明設(shè)備關(guān)閉。這種模式有效地降低照明成本。

(4)辦公區(qū)域

普通的辦公區(qū)域主要考慮節(jié)能，采用時(shí)間控制與照度檢測控制。辦公室靠近窗戶一側(cè)，盡可能利用窗外入射的大量自然光進(jìn)行照度補(bǔ)償。照度傳感器檢測自然光，靠近窗戶的燈具隨著自然光線的變化自動開閉或調(diào)光，保證室內(nèi)照明的均勻和平衡。此外，高級辦公室采用電動窗簾，在體現(xiàn)智能化的同時(shí)彰顯檔次，可同時(shí)使用遙控器和智能面板進(jìn)行控制。多元化的控制模式提供給客戶更多的選擇，同時(shí)也帶來更多方便。

3.3 與BA系統(tǒng)的集成

ABB i-bus系統(tǒng)具有分布式智能控制的特點(diǎn)和開放性，提供了與BA系統(tǒng) (包括閉路監(jiān)控、消防報(bào)警、安全防范系統(tǒng))相連接的接口和軟件協(xié)議，便于構(gòu)成一個(gè)完整的樓宇自控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)樓宇智能化的集中管理和子系統(tǒng)間的聯(lián)動。本工程在保證智能照明系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行的同時(shí)，通過IP網(wǎng)關(guān) (IG/S)與整個(gè)大樓的BA系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和共享。

4 結(jié)束語

ABB i-bus智能照明控制系統(tǒng)在辦公樓中的應(yīng)用，在提高建筑照明環(huán)境質(zhì)量的同時(shí)，為能源的節(jié)約和環(huán)境的保護(hù)提供了有效途徑。智能照明控制已引起人們的高度重視，智能照明系統(tǒng)的建設(shè)水平將朝著智能化、標(biāo)準(zhǔn)化的方向發(fā)展，使系統(tǒng)更優(yōu)化，功能更完善，保護(hù)更可靠，節(jié)能更可觀。

［1］GB 50034—2004，建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) ［S］

［2］GB/T 50314—2000，智能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) ［S］