智能照明控制系統在辦公大樓中的應用

文｜西安祥泰軟件設備系統有限責任公司 楊 潔 楊 超 岳華花

隨著現代建筑科學技術的不斷進步和發展，以及人們物質文化和精神生活水平的迅速提高，人們對于照明的要求越來越高，已不僅僅滿足于傳統照明設計提供的照明效果，更希望在一個舒適、明亮、靈活、高效的照明環境中工作和生活。20世紀80年代以來，為了適應和滿足人們的這一需要，智能照明控制技術在建筑各個領域中的應用越來越廣。

1 智能照明控制系統的工作原理和基本結構

應用智能照明控制系統是為了適應各種建筑的結構布局以及不同燈具的選配，從而實現照明的多樣化控制?，F有的智能照明控制系統主要分為中央集中控制系統及分布式控制系統兩種。

智能照明控制系統的工作原理是采用調光模塊將主電源分為多路可調光的輸出回路，供照明燈用電，由可編程多功能控制面板控制燈的開/關和調亮調暗，所有調光器和面板都可通過編程實現對每路燈的各種控制，由此可產生不同的燈光場景和燈光效果。而中央集中控制系統由于將控制功能集中在中央處理器上，相對于分布式控制系統將控制功能分散給系統每一個模塊的模式而言，系統的靈活性和可靠性要略差一些。下面本文以Dynalite分布式控制系統為例介紹智能照明控制系統的基本結構。

（1）調光模塊

調光模塊的主要功能是對不同燈具進行調光或開關控制。它的基本工作原理是由CPU控制可控硅的開啟角大小，從而控制電壓的平均幅值，進而調節燈具的亮度。燈具的亮度一般與燈具的輸入電壓幅值成正比關系。它應該具備的基本功能有：

◆ 能對各類燈具進行無級連續調光或開關；

◆ 能對燈具起保護作用，包括適應電源電壓頻率的變化、限制輸出電壓范圍、抑制電網上的各種干擾、防止高啟動電流和熱沖擊以及通過軟啟動特性和軟關斷技術來保護燈具、延長燈具的壽命；

◆ 能對預置的調光場景進行記憶，不因停電而被破壞；

◆ 能抑制電磁干擾。

（2）開關模塊

開關模塊是一種靠繼電器開關輸出的控制模塊，主要用于實現對照明的智能開關管理。

（3）控制面板

控制面板是供人直觀操作控制燈光場景的部件，是由CPU來控制的。它具有的功能包括：啟動或改變一個燈光場景，臨時改變燈光亮度，更改場景設置，區域分割或合并，可編程時序和邏輯控制。

（4）智能傳感器

智能傳感器主要由動靜探測紅外跟蹤器、光度檢測光電管和用于遙控的接收器組成，它能識別有無人進入房間或檢測環境的光照度，可按日照情況自動調整室內燈光的亮度，可實現照明智能管理所需的各種感應探測功能。

（5）時鐘管理器

時鐘管理器用于支持一周或一年內各種復雜的照明控制事件和任務的時序設定。

（6）PC機

通過PC機，可在監控室實現對大樓整個照明控制系統的管理。

2 辦公大樓內智能照明控制系統的應用

一棟現代化的智能辦公大樓，不僅要有足夠的工作照明，更應營造一個舒適的視覺環境，使員工在其中工作時保持心情舒暢，保持較高的辦公效率。據有關資料介紹，辦公照明用電量約占整個大樓能耗的1/3。因此，做好照明設計，選擇合理的照明方案，配置先進的控制系統，加強照明控制設計，已成為智能辦公樓的一個重要的設計內容。采用智能照明系統，不僅能有效節約能源，降低用戶運行費用，還可提高大樓管理水準。

辦公大樓按照功能區域劃分，通常會有辦公區、門廳、會議室、多功能廳等，各個功能區域的照明具有不同的特點。

辦公區域照明使用的光源主要是熒光燈與白熾燈，其中熒光燈多用于一般照明，白熾燈多用于局部照明；照度水平的設計主要取決于視覺作業的需要及經濟條件的狀況。辦公區域的工作時間主要是在白天，可以考慮利用窗外入射的大量自然光進行照度補償，不僅能節約能源，更能維持室內舒適的視覺環境。

在現有的一些智能辦公樓的設計中，照明控制設計往往被歸入BA系統設計中。出于經濟性方面的考慮，許多弱電設計單位在這方面的設計往往局限在對辦公樓公共區域照明的控制上（其中大多數又集中在對走道燈的照明控制）。最常規的做法是在強電設計時將走道相鄰燈具分別接入不同的照明燈具回路中，同時在各照明控制回路中相應增加交流接觸器。這樣BA控制系統僅需通過BA接口控制交流接觸器觸點的打開和閉合就能實現對照明回路的開關控制，從而達到節能的目的。但筆者認為這不是真正意義上的智能照明控制，它實現的僅僅是對照明回路的開關控制，燈具只有開和關，沒有亮和暗，從而無法形成各種亮度組合的燈光場景。

對于一個完整的辦公樓智能照明控制系統來說，辦公區是辦公樓的主要組成部分，采用智能照明控制系統，可使其照明系統工作在全自動狀態。通過配置的“智能時鐘管理器”可預先設置若干基本工作狀態（通常分為白天、晚上、清掃、安全、午飯等），并使照明系統根據預先設定的時間段自動地在各種狀態之間進行轉換。比如：上班時間來臨時，系統自動將燈打開，并將光照度自動調節在預先設定的水平；在靠窗的房間，系統能智能地利用室外自然光，當天氣晴朗時室內燈自動調暗，天氣陰暗時室內燈會自動調亮，以始終保持室內亮度的恒定；午餐時間，燈將自動變換到一個舒適、柔和的燈光場景，使工作人員能夠很好地休息和放松；當一個工作日結束時，在智能時鐘管理器的作用下，系統將自動地調暗各區域的燈光，進入晚上工作狀態，同時智能傳感器的動靜探測功能將自動生效；系統處于清掃狀態時，各區域的燈保持基本的亮度，當清掃人員掃到該區域時，智能傳感器的動靜探測功能自動生效，點亮該區域的燈，并在清掃人員掃完該區域離開后，延時數分鐘后將燈關掉；安全狀態和清掃狀態的工作原理相似。

會議室是辦公樓的重要組成部分，采用智能照明控制系統可對室內各照明回路進行調光控制，可預先設置多種燈光場景在控制面板中，使會議室在準備、報告、研討、休息等不同的使用狀態下都能有不同的燈光效果。同時會議室的燈光控制系統還可以和投影儀等各種演示設備相連：當需要播放投影時，會議室的燈能自動緩慢地調暗；關掉投影儀，燈又會自動地調亮。另外，當使用移動隔板將一個大房間分隔成幾個小房間時，只需將控制面板的鏈接功能打到OFF檔，各房間就可實現單獨控制；而當需要一個大會議室時，只需將控制面板的鏈接功能打到ON檔，各房間燈光就可實現聯動控制，使用極其靈活、方便。

3 智能照明控制系統的優點

智能照明控制系統與傳統照明控制系統相比，在控制方式、照明方式、管理方式以及節能等方面均有不少優點。

首先，在控制方式和照明方式上，傳統照明控制采用手動開關，只能開和關，而且只能一路一路地開和關；而智能照明控制采用調光模塊，通過對燈具的調光，在不同使用場合制造不同的燈光效果，營造出不同的舒適的視覺氛圍。此外，智能照明控制在控制上采用低壓二次小信號控制，控制方式多、功能強、范圍廣、自動化程度高。

其次，智能照明控制系統由于使用了自動化照明控制，智能地利用日光以及網絡，只需一臺計算機就可實現整個大樓照明的合理的能源管理自動化，不僅減少了不必要的耗電開支，同時也降低了用戶的運行維護費用，在節能方面可比傳統照明控制節電20%以上。

另外，智能照明控制系統可通過人為地設置電壓限制消除或降低電網電壓以及浪涌電壓對燈具的沖擊，從而起到保護燈具、延長燈具使用壽命的作用。而更值得一提的是智能照明控制系統是一個開放式的系統，通過標準網絡接口可方便地與BAS系統聯接，實現智能大樓的計算機系統集成。

4 結束語

隨著建筑和照明技術的進步，照明已與建筑融為一體，成為了建筑藝術的一部分。讓我們大家共同努力，將更多、更好的智能照明控制系統應用到智能建筑的設計中去，營造出藝術、智能化的光環境，賦予建筑生命。

1 陳一才．智能建筑電氣設計手冊．北京：中國建材工業出版社，1999．

2 GB 50034-2004民用建筑設計照明標準．

3 JGJ/16-2008民用建筑電氣設計規范．

4 趙哲身．智能建筑控制與節能．北京：中國電力出版社，2007．