智能照明控制系統在室內照明節能設計中的應用

劉利萍

重慶市設計院有限公司，重慶 400015

0 引言

照明節能設計除了與燈具選型有關，與照明控制系統也息息相關。科技的不斷發展為照明控制系統的發展提供了技術支持，利用智能照明控制技術，可有效實現能源的節約，提供舒適的照明環境，同時使運行管理變得更加方便、快捷、高效。

1 智能照明控制系統的應用發展需求

（1）智能化。隨著科技的不斷發展，智能化逐漸融入民眾的日常生活，如今在照明控制中運用十分廣泛。目前，智能照明控制方式的解決方案主要分為有線方式和無線方式。有線方式主要包括KNX總線式、DALI總線、專用總線、以太網方式等；主流產品包括ABB i-bus，施耐德C-Bus、愛瑟菲等。無線方式包括紅外線、無線局域網、藍牙、ZigBee、ZPLC電力通信技術等，主流產品包括三雄極光的雷達感應單燈控制系統、2.4 G無線智能照明控制系統等。這些智能照明控制系統可以實現各種不同功能，滿足不同場所以及不同使用個體的使用需求，從而達到節能、方便管理和舒適照明環境的目的。

（2）節能。隨著“雙碳”目標的提出，我國的綠色發展之路提升到一個新的高度——降低碳排放，助推高質量發展。低碳節能政策的進一步推進，對綠色建筑提出更高的設計要求，綠色照明是綠色建筑設計一個重要的組成部分。綠色照明是節約能源、保護環境、有益于提高人們生產、工作、學習效率和生活質量的照明形式，即在滿足照明質量要求的前提下需節能環保。綠色建筑的高質量發展需充分利用智能照明控制技術，選擇合理的照明控制方式，有效利用自然采光，降低能耗，減少二氧化碳的排放，提高供電系統的節能效率，同時提供舒適的照明環境和便捷的管理方式。

（3）系統功能。智能照明有線控制方式采用模塊化設計，主要由智能終端控制模塊、傳感器、觸摸屏、時鐘控制器、智能面板、總線耦合器、網關、中央監控軟件等組成，能實現多場景、亮度調節、定時、時序、多點等控制功能。利用智能傳感器感應室內外亮度可自動調節燈光，充分利用自然光，以保持室內恒定照度，既能使室內有最佳照明環境，又能達到節能的效果。根據各區域的工作運行情況進行照度設定，并按時自動開、關燈，以提供舒適、可靠的照明環境，從而最大限度地節約能源。2.4 G無線智能照明控制系統核心器件集成到智能開關和光源，優化了系統架構，免布控制線，安裝方便快捷，同時能滿足視頻和音頻信號的傳輸，尤其適用于既有建筑改造項目，不需要改變原有線路。該系統由智能照明控制器、智能開關、感應器、調光調色光源組成，能實現場景控制、亮度調節、時序控制、感應控制、遠程控制、色溫調節等功能，從而為人們提供舒適的照明環境和節能，讓照明管理更簡單、高效。雷達感應單燈控制特別簡單，每盞燈具自帶感應器，每個燈具是個獨立的受控單元，不需要布線和組網等，燈具高低亮度自動轉換，當有人或車進入感應探測范圍時，燈具自動全亮，人或車離開后延時自動進入低亮度待機狀態。

2 智能照明控制系統在照明節能設計中的應用策略

（1）合理選擇智能照明控制系統。室內空間照明與人們的日常生產、生活息息相關，良好的空間照明不僅能滿足人們的基本需求，還能提供更舒適的視覺環境，減少光污染，從而為人們帶來更好的生活體驗。在項目初期，相關人員需充分了解項目需求，分析項目特點以及想達到的目的，精準定位，合理選擇智能照明控制系統[1]。

（2）優化照明設計，有效節約能源。根據選定的智能照明控制方式和使用場所的功能特點，選擇高光效且與控制系統相適應的燈具，以優化照明燈具布置，合理分配照明配電回路和控制回路，有利于智能照明控制系統實現必需的照明控制功能，達到預期場景效果，同時節約能源。

（3）充分利用自然光源。充分且合理運用自然光源可以有效地降低用戶對照明系統的依賴程度，還能夠節約能源。在實際設計過程中，為了有效利用自然光源，在建筑總體布局時需結合場地條件，確定合理的建筑布局、形體、朝向和間距，在房間設置有效的采光窗。利用智能照明控制系統的傳感器自動跟蹤外部自然光線的變化來調節臨窗燈光，充分利用自然光源，達到節能的目的[2]。

3 智能照明控制系統相關應用案例

3.1 某小學停車庫智能照明方案

學校內建筑一般修建時間較早，沒有預留過多的停車空間，為了解決周邊停車位嚴重不足的問題，學校利用現狀操場地下空間建設停車樓，節約了城市土地資源，有效解決了片區停車難的城市通病。現有停車位約180個，主要用于周邊上下班客戶停車，停車時間比較固定。另外，周邊建筑年代已久，根據用戶使用需求、現狀條件、投資情況，車庫照明選用雷達感應燈，單燈感應控制，安裝布線簡單快捷，運行維護簡單、方便，對管理人員技術水平的要求較低，僅需簡單的更換即可解決問題[3]。

根據相關設計，當有人進入感應探測范圍時，燈具自動全亮，人離開后延時自動進入低亮度節電狀態。與傳統車庫照明的區別在于，這一停車庫采用雷達感應燈，且一個柱網內多個燈具不需要分回路供電來滿足節能控制的需求，節約了線纜和人工成本，在其他成本基本不變的情況下可以達到高效節能的目的。

3.2 某車庫照明改造方案

某車庫建成十余年，為大型停車庫，由于周邊居民停車需求較小，車庫一直閑置。根據周邊地塊發展情況，當前停車需求有明顯增加，客戶經過全面分析，決定對車庫照明進行改造。經現場調研，車庫較大且長，原有的智能照明控制系統已經損壞，車庫內照明燈具損壞較多，照明管線還可利用。基于甲方經濟適用、方便管理、節約成本的原則，設計方案采用2.4 G無線智能照明控制系統，智能照明控制器與智能開關之間采用2.4 G無線網絡，智能開關與光源之間采用ZPLC電力通信技術，智能照明控制系統核心器件集成到智能開關和光源，配電線路無須調整。系統由智能照明控制器、智能開關、感應器、調光光源組成，具備場景控制、亮度調節、時序控制、感應控制、遠程控制等功能，人來燈全亮，人走后進入低亮節能模式，做到高效節能、智慧管理、舒適照明。車庫智能照明控制系統框圖如圖1所示。

圖1 車庫智能照明控制系統框圖

3.3 某檔案館智能照明方案

該檔案館為新建建筑，除了具有檔案整理、存儲功能，還具有檔案查閱和利用的功能。檔案館設有庫房、技術用房、查閱大廳、展廳、報告廳等，對外開放區域主要有查閱大廳、展廳、報告廳，這些場所有特殊的使用需求，需達到一定的場景效果以烘托其環境藝術風格，增強其藝術感染力。大廳、展廳的照明需隨自然光的變化自動調節人工照明的強弱，且考慮極少人參觀時的燈光控制，保持合理的照度和節約能源。

基于上述需求，傳統的照明控制已經不能滿足要求，設計采用KNX總線智能照明控制系統。該系統完全開放、可靠性高、組網方便且靈活，采用模塊化設計，干線之間采用IP路由器接入，主要由智能終端驅動控制模塊、傳感器、時鐘控制器、智能面板、中央監控計算機等組成。庫房主要用于存儲，使用頻率相對較低，因此采用移動感應控制。對展廳、報告廳、服務大廳實現多場景、移動感應、DALI調光等控制功能，充分利用自然光源，提供合適氣氛的室內照明環境。所有工作照明設置有集中電源管理，在無人時確保照明燈具關閉。采用智能照明控制系統，不僅提供了舒適的照明環境，還可以有效節約能源。檔案館智能照明控制系統框圖如圖2所示。

圖2 檔案館智能照明控制系統框圖

4 結束語

綜上所述，在照明設計時需要結合使用場所、功能定位、投資等因素，利用先進的智能照明控制技術進行合理化設計，使照明設備發揮出最大優勢和作用，并充分利用自然光源，有效節約能源，為人們提供可靠、舒適的照明環境，使照明管理更簡單、高效。