智能照明控制系統(tǒng)在辦公建筑中的應(yīng)用

董 銳

1 智能照明控制系統(tǒng)的發(fā)展背景

智能建筑的概念是由美國(guó)人首先提出來(lái)的。1984年,世界第一座智能大廈誕生于美國(guó)。隨著現(xiàn)代建筑科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步,人們物質(zhì)文化生活水平的迅速提高,智能化已經(jīng)成為當(dāng)今建筑發(fā)展的主流技術(shù),其涵蓋從空調(diào)系統(tǒng)、消防系統(tǒng)到安全防范系統(tǒng)以及完善的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信系統(tǒng)。

在智能建筑中,照明用電量很大,往往僅次于空調(diào)用電量。但是長(zhǎng)期以來(lái),照明的智能控制在國(guó)內(nèi)一直被忽視,大多數(shù)建筑物仍然沿用傳統(tǒng)的照明控制方式,部分智能大廈采用樓宇自控(BA)系統(tǒng)來(lái)監(jiān)控照明,但也只能實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的區(qū)域照明和定時(shí)開關(guān)的功能。

2 智能照明控制系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

相比之下,智能照明控制系統(tǒng)使照明調(diào)光、場(chǎng)景控制、用電負(fù)荷控制、通風(fēng)供熱系統(tǒng)等調(diào)控實(shí)現(xiàn)智能化,并成為了一個(gè)完整的總線系統(tǒng)。該系統(tǒng)依據(jù)外部環(huán)境的變化,自動(dòng)調(diào)節(jié)總線中設(shè)備的狀態(tài),達(dá)到安全、節(jié)能、個(gè)性化的效果。不僅建筑的初始電氣安裝非常容易實(shí)現(xiàn),而且以后也可以很容易修改和擴(kuò)展。當(dāng)房間布局和使用需求改變時(shí),系統(tǒng)不需要重新布線,只要簡(jiǎn)單修改總線設(shè)備的參數(shù)和邏輯連接就行。這種修改可在1臺(tái)PC機(jī)上運(yùn)行,而這臺(tái)PC機(jī)又連接在系統(tǒng)總線上,運(yùn)行工具軟件進(jìn)行設(shè)備的編程和調(diào)試。這樣簡(jiǎn)單的操作不僅縮短了工程的改造時(shí)間,而且也明顯降低了因空置建筑使用區(qū)所造成的損失。

鑒于上述特點(diǎn),不難看出該系統(tǒng)體現(xiàn)出了強(qiáng)大的優(yōu)越性(智能化的控制方式、靈活的布線方式、低廉的運(yùn)營(yíng)成本、提高的建筑管理水平),在此背景下,智能照明控制系統(tǒng)在智能建筑中的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。

3 智能照明控制系統(tǒng)在辦公建筑中的應(yīng)用

3.1 工程概況

本工程地下共4層,全部為地下停車場(chǎng),地上共11層,全部為辦公室,首層層高5 m,其余各層層高4 m,為一類高層建筑。結(jié)構(gòu)形式為框架剪力墻結(jié)構(gòu),南側(cè)采用單層玻璃幕墻,北側(cè)為石材幕墻。

3.2 初步方案

智能系統(tǒng)的控制時(shí)間段在中控界面設(shè)定,同時(shí)又在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置智能控制面板,方便就地靈活管理。通過(guò)配置的“智能時(shí)鐘管理器”可預(yù)先設(shè)置若干基本工作狀態(tài),通常分為白天、晚上、清掃、安全、午飯等,根據(jù)預(yù)先設(shè)定的時(shí)間段可自動(dòng)的在各種狀態(tài)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

在工作日早8:00時(shí)(由業(yè)主確定)開啟全部辦公區(qū)域照明,并將光照度自動(dòng)調(diào)節(jié)在預(yù)先設(shè)定的水平。在近窗處,系統(tǒng)能智能地利用室外自然光,當(dāng)天氣晴朗,室內(nèi)燈自動(dòng)調(diào)暗;天氣陰暗,室內(nèi)燈會(huì)自動(dòng)調(diào)亮,以始終保持室內(nèi)恒定的亮度。午餐時(shí)間,燈將自動(dòng)變換到一個(gè)舒適、柔和的燈光場(chǎng)景,使工作人員能夠很好地休息和放松。晚19:00時(shí)(時(shí)間由業(yè)主需要確定)關(guān)閉全部辦公區(qū)域照明,在節(jié)假日辦公區(qū)域照明一直處于關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)辦公區(qū)域照明處于開啟狀態(tài)時(shí),工作人員可以根據(jù)需要通過(guò)墻面設(shè)置的智能控制面板手動(dòng)開關(guān)燈光。智能控制面板通過(guò)程序設(shè)定可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的燈光進(jìn)行任意開閉控制,沒(méi)有回路數(shù)和區(qū)域的劃分限制。公共區(qū)域(例如:車庫(kù)、走廊、樓梯間、電梯廳等)的照明控制方式主要是通過(guò)集中控制和時(shí)間限定,按照上下班和節(jié)假日自動(dòng)工作。所有照明控制回路都能集中體現(xiàn)在中央照明控制界面上,通過(guò)清晰簡(jiǎn)潔的照明控制模型,全中文的操作界面,方便物業(yè)人員使用,同時(shí)系統(tǒng)和上級(jí)BA(樓宇自控)控制系統(tǒng)進(jìn)行無(wú)縫對(duì)接,使BA控制平臺(tái)可以清楚的監(jiān)視和控制照明系統(tǒng),方便整個(gè)建筑能源管理的統(tǒng)計(jì)和分配管理。

另外,由于此辦公樓屬于新聞集團(tuán)建設(shè),是集團(tuán)的主要辦公大樓,主要從事編輯和排版工作(出版不在此樓內(nèi))。鑒于新聞行業(yè)工作的特殊性,大部分人員大都是先在外采訪新聞,采訪完后回辦公室進(jìn)行編輯工作,呆在辦公室的工作時(shí)間存在不確定性和不可預(yù)測(cè)性。根據(jù)這種具體情況,我們又在上述方案的基礎(chǔ)上增加了辦公區(qū)域的照明調(diào)光以及人體感應(yīng)探測(cè)器。

3.3 實(shí)施方案

1)門廳、會(huì)議室、餐廳、走廊等公共區(qū),辦公室,地下車庫(kù)、室外的照明等處采用智能照明控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)根據(jù)不同的使用要求進(jìn)行不同的場(chǎng)景選擇、人體探測(cè)、開關(guān)燈具、自動(dòng)調(diào)光等功能。

2)主要場(chǎng)所智能照明控制的形式:

a.大空間辦公室的辦公區(qū)采用分區(qū)人體探測(cè)及調(diào)光控制,公共區(qū)及走道采用智能模塊在各出入口處集中控制;

b.小辦公室內(nèi)采用人體探測(cè)及調(diào)光控制,同時(shí)在門口也裝設(shè)智能模塊;

c.車庫(kù)、走廊、樓梯間、電梯廳等公共區(qū)域及室外、立面照明等的智能照明系統(tǒng),采用集中定時(shí)控制,且具有多回路單獨(dú)控制功能;

d.餐廳、大堂等場(chǎng)所,采用系統(tǒng)中的開關(guān)控制模塊現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)控制,且具有場(chǎng)景設(shè)置功能,也可設(shè)定系統(tǒng)集中監(jiān)視或控制;

e.宴會(huì)廳采用系統(tǒng)中的開關(guān)和調(diào)光控制模塊現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)控制,且具有場(chǎng)景設(shè)置功能,也可設(shè)定系統(tǒng)集中監(jiān)視或控制。

3)智能照明控制系統(tǒng)的主機(jī)設(shè)在地下1層中央空調(diào)控制室內(nèi),該主機(jī)系統(tǒng)可以對(duì)上述所有場(chǎng)所的照明進(jìn)行集中監(jiān)視或控制,并預(yù)留系統(tǒng)集成通信接口。

4)上述地上部分燈具的控制應(yīng)與窗平行分組開閉。

5)應(yīng)急照明平時(shí)由智能照明控制系統(tǒng)或現(xiàn)場(chǎng)就地開關(guān)控制,在消防時(shí),可由消防信號(hào)控制,將其中疏散用應(yīng)急照明燈自動(dòng)強(qiáng)啟(消防信號(hào)具有優(yōu)先權(quán)),保證人員安全疏散,而疏散指示標(biāo)志燈設(shè)置為長(zhǎng)明燈。

3.4 舉例介紹

1)辦公室近窗處照明:由于整個(gè)建筑采用框架剪力墻結(jié)構(gòu)形式,跨度為8 m×16 m,南側(cè)是單層玻璃幕墻,北側(cè)為石材幕墻,大部分是大開間辦公室,采光較好。基于上述特點(diǎn),綜合考慮后采用對(duì)近窗處的兩排燈進(jìn)行調(diào)光,在天花板上均勻布置光感探測(cè)器。調(diào)光時(shí),根據(jù)工作面(辦公桌面)上的照度標(biāo)準(zhǔn)(500 lx)和光感探測(cè)器檢測(cè)的太陽(yáng)光亮度變化信號(hào)自動(dòng)控制照明。當(dāng)工作面上的照度低于或高于設(shè)定值時(shí),自動(dòng)調(diào)整熒光燈的光通量,使工作面上的照度達(dá)到設(shè)定值。

2)辦公室內(nèi)側(cè)照明:結(jié)合辦公桌的布置以及存在感應(yīng)器(即主動(dòng)紅外感應(yīng)器)的探測(cè)范圍,在天花板上均勻布置存在感應(yīng)器。當(dāng)工作人員來(lái)到辦公室時(shí),存在感應(yīng)器探測(cè)到其控制區(qū)域有人,通過(guò)控制總線,點(diǎn)亮相應(yīng)控制區(qū)域的照明;當(dāng)工作人員離開辦公室忘記關(guān)燈時(shí),存在感應(yīng)器在設(shè)定時(shí)間(時(shí)間可以任意設(shè)定)內(nèi)探測(cè)到?jīng)]人,系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)關(guān)閉這些燈光,實(shí)現(xiàn)按回路劃分燈具并結(jié)合辦公桌的設(shè)置,以節(jié)約因?yàn)槭韬龆速M(fèi)的電能。

3)辦公室出入口處:在出入口處的側(cè)墻上設(shè)置智能面板,就可實(shí)現(xiàn)對(duì)辦公室內(nèi)的燈光、窗簾、空調(diào)的集中控制,大大節(jié)約了寶貴的時(shí)間。

4)靠窗處的小辦公室(單間):采用在天花板上布置光感探測(cè)器,同時(shí)在門口也裝設(shè)智能面板;對(duì)不靠窗的小辦公室(單間),采用在天花板上布置存在感應(yīng)器,同時(shí)在辦公室入口處設(shè)置智能面板。

5)過(guò)道及衛(wèi)生間照明:在非主要使用時(shí)間段,過(guò)道或衛(wèi)生間的照明通常由存在探測(cè)器開關(guān)控制;在主要使用時(shí)間段內(nèi),無(wú)人時(shí),存在探測(cè)器將燈光亮度調(diào)節(jié)到最小值,這樣可以獲得最佳的節(jié)能效果,而且延長(zhǎng)燈具的平均壽命。

另外,照明和窗簾控制可以結(jié)合日光而又防眩目來(lái)達(dá)到最佳的控制效果。高度現(xiàn)代化的陽(yáng)光追蹤百葉簾控制可以集成到這些控制中。根據(jù)需要,遮陽(yáng)百葉可選擇自動(dòng)控制(與氣象站模塊配合使用)或者手動(dòng)控制。出于建設(shè)成本的考慮,本工程中采用手動(dòng)遮陽(yáng)百葉,遮陽(yáng)百葉的控制暫不納入智能照明控制系統(tǒng)。

此外,本辦公樓的辦公室采用多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng),分內(nèi)外區(qū)系統(tǒng),在地下1層中央空調(diào)控制室內(nèi)進(jìn)行集中控制,室內(nèi)機(jī)也可就地進(jìn)行線控。所以本次設(shè)計(jì)中沒(méi)有將空調(diào)的控制納入智能照明控制系統(tǒng),而僅是就地設(shè)置三速開關(guān),采用1個(gè)三速開關(guān)控制3個(gè)～4個(gè)室內(nèi)機(jī)的方式來(lái)調(diào)節(jié)環(huán)境溫度。

4 結(jié)語(yǔ)

本文結(jié)合工程實(shí)例對(duì)智能照明控制系統(tǒng)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹,我們知道采用智能照明控制系統(tǒng)與BA系統(tǒng)相比會(huì)造成初期建設(shè)投資有所增加,但是它減少了用戶的后期運(yùn)營(yíng)成本,在一段時(shí)間后將體現(xiàn)出其高效節(jié)能性。它不僅可以滿足和實(shí)現(xiàn)不同的燈光效果要求,還可提高建筑管理水平,減少運(yùn)營(yíng)成本,節(jié)約能源。我們相信智能照明控制系統(tǒng)在智能建筑中將越來(lái)越顯示出其優(yōu)點(diǎn),給用戶帶來(lái)各種各樣的便捷功能,并在智能建筑技術(shù)的發(fā)展中占據(jù)領(lǐng)先地位。

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