住宅小區照明智能控制

文｜濟寧市建筑設計研究院興業監理公司 鮑明慧

1 前言

萬佳陽光城總建筑面積為290000m2，由21棟樓組成，包括8幢多層和13幢情景花園洋房。該小區的整個園區為坡地地形，若采用傳統配線系統，則應采用多點、多回路的相對獨立的供電方式，回路相互之間無聯系。而這種布線回路一旦確定，在照明要求發生改變時便不得不重新敷設線路。所以，傳統的園區照明配電方式已不能滿足平時照明、節日照明和多場景照明等現代照明的要求。此外，單憑人力無法對燈光進行精確管理，因而會造成燈光開啟時間延長，管理上的難度加大，進而造成不必要的用電浪費和人力資源的浪費。為充分地利用景觀環境資源，創造出“以人為本”的燈光宜人、優雅舒適的環境氛圍，同時也為了實現節能的目標，我們決定對該園區照明系統進行智能控制。

2 設計方案

本項目的照明系統采用了ABB i-bus智能控制系統。該控制系統為分布式控制系統，采用模塊化結構及國際標準化組織ISO的標準通信協議，通過一條總線將各個分散的元件連接起來，各個元件均為智能化模塊，可以通過電腦編程獨立地完成控制工作，也可以通過不同組合完成不同的控制工作。由于ABB i-bus KNX總線本身具有屏蔽能力，所以可以強、弱電同管，方便敷設。

2.1 照明區域及系統配置

該照明控制系統主要包括園區主干道路照明、園區庭院照明、水景花園照明三個區域。

（1）主干道路照明

園區主干道路具有人車混合、車速較低、交通流量大且路面相對較窄等特點，需要適當提高道路照度，故采用半截止型配光燈具。在參考了路邊建筑物的高度之后，將燈桿高度取為5.6m，間距取為30m，以兼顧配光均勻性和經濟性；采用同側布燈，彎道處增加一只燈桿的形式，以加強誘導性。光源選用高壓鈉燈，它的光效和壽命都很高，且擁有很好的分辨率和透霧性，是最適宜用作路燈照明的光源之一。

該區域照明通過KNX總線進行開啟定時控制，下午6時定時打開，至凌晨定時關閉部分照明，早晨6時再定時關閉剩余部分照明，定時時間和照明燈具關閉范圍可通過程序進行設置，即便于管理又能達到節能的目的。

（2）庭園照明

庭園照明在住宅小區照明中起著烘托景觀乃至協助造景的作用，是室外照明飾景功能的充分體現；又有消滅照明死角、便于人們活動、減少犯罪的作用，是明視功能的有機組成和延伸。

庭園燈在滿足行人安全感的前提下盡量降低照度，燈具安裝間距為25m，采用小功率金屬鹵化物燈，離地50cm安裝，每住戶單元草坪處設一只。

該庭院照明區域同樣可以根據業主要求進行定時設定和調光設定，便于業主根據場景需要選擇優雅宜人的環境氛圍，提高園區照明舒適度。

（3）水景燈

水景花園是園區亮點工程，水景燈選用防水燈具，以鹵鎢燈為光源。鹵鎢燈擁有連續性光譜，燈光經過水體的反射或折射，可以產生絢麗多彩的效果。該區域照明采用燈光智能控制，可以做到預設置夜景場景，能夠按照“平時”、“一般節日”、“重大節日”等不同夜景場景體現不同的照明效果，實現燈光調光功能，產生夜景動感效果，營造節日氣氛。對水景燈的照明設計和智能控制是該照明系統中場景變化最多，最能體現智能控制靈活性、多樣性和可擴展性的部分。

2.2 供配電及智能控制線路

該住宅小區內的路燈數量很多，單靠一個配電點送電，送電半徑過大，易引起末端壓降損失過大。因此，我們在園區內設置了兩臺變壓器，由變壓器引入低壓電源，為鄰近的道路照明和庭院照明供電。

在園區內設兩只分控箱，分控箱由電源回路和控制回路兩部分組成。電源回路采用YJV-4×16-FC-PVC40對分控箱供電，經S261-C6微型斷路器進行過電流保護后對照明回路供電。每一照明回路受分控箱內的控制系統控制和供電回路的過電流保護控制。

分控箱內的控制系統主要由電源供應器和開關驅動器組成。本系統選用ABB專用的SV/S30.640電源控制器為SA/S12.16.5開關驅動器供電。開關控制器根據中控室中發出的控制信號對照明負載進行開閉控制，同時具有手動功能，尤其適合于容性負載及有較高沖擊電流的負載。

兩個分控箱引出兩條支線進入中心控制室的控制箱內，控制支線采用i-bus J-Y（ST）2×2×0.8-PVC，不需大量的電纜敷設和繁雜的控制設計。對整個系統的控制要求可以通過中心控制室的控制系統完成，并可以隨心所欲地進行組態。

中心控制室內設中控箱一只，中控箱主要由以下部分組成：

◆ LK/S4.1線路耦合器；

◆ SW/S4.5定時控制器；

◆ 6120U-102-500總線耦合器；

◆ 6125智能面板。

道路照明采用三相電纜供電，隔盞換相的方式，以免因一個回路故障而導致較大范圍道路照明完全中斷。

該配電箱系統如圖1所示。

2.3 接地系統

室外燈具分布范圍大，燈具基礎小，通常不具備作等電位聯結的有利條件。因此，該園區照明系統采用TT接地系統，回路首端安裝漏電保護器，動作電流不大于30mA；每一路燈回路裝設NDB1L-32-C16小容量熔斷器，兼做過流和接地故障保護，其熔體額定熔斷電流Ia取3.6A ，照明器外殼接地電阻RA要求不大于10Ω。

3 i-bus智能建筑控制系統的解決方案

i-bus智能建筑控制系統的解決方案主要選用了以下控制元件：

圖1 配電箱系統示意圖

◆ SV/S30.640.5電源供應器，640mA，作用是提供系統電源至各元件；

◆ SA/S12.16.5為開關驅動器，12回路，6A，帶電流檢測，安裝在小區內的照明分控箱中；

◆ LK/S4.1為線路耦合器，作用是連接i-bus總線；

◆ 6125為solo系列智能面板，每聯可以控制一路調光，同時帶狀態指示LED；

◆ SW/S4.5為定時控制器，4通道，作用主要是對燈具進行定時控制，同時連接i-bus總線；

◆ 6120U-102-500為總線耦合器，作用是連接i-bus總線；

◆ i-bus J-Y（ST）2×2×0.8為i-bus總線電纜，為4芯屏蔽雙絞線。

該方案控制原理如圖2所示。

圖2 i-bus智能建筑控制系統解決方案

該解決方案同時可以通過RS232接口或USB接口與園區計算機管理平臺進行數據交換和共享，可以方便地實現控制系統的兼容、改造和升級。應用了該解決方案之后，使用單位可以根據燈光管理的具體要求進行不同場景燈光的編程和設定，夜景照明可全年自動運行，無需人工日常維護，這些都為節能控制管理打下了良好的基礎。

1 ABB i-bus EIb/KNX智能建筑控制系統設計手冊

2《 民用建筑電氣設計規范》（JGJ 16-2008）

3 高密市文體中心體育館控制方案

4 淺談ABB i-bus EIB智能建筑控制系統在大型賣場中的應用