民用建筑電氣中智能照明控制系統應用解析

張 超 (華東建筑設計研究院有限公司安徽分公司 安徽 合肥 230001)

引言

近年來,隨著智能建筑、智能家居、智能汽車、智能出行以及智能購物等一系列智能化技術的普及應用,極大便利了人們的生活,這些智能化技術的應用離不開智能控制系統。智能照明控制系統可對生活家居、辦公場所、室外照明等進行管理,使照明功耗更低,符合國家節能環保的綠色發展理念。

圖1 智能照明系統的結構圖

1 智能照明控制系統概述

在民用建筑中,智能照明系統能夠根據不同的時間、照度以及用途要求自動控制照明,即該系統的中央處理器以及各控制區域能夠通過各個網絡連接,根據外部環境的變化,自動對照明設備進行開關和照度控制,實現照明系統的人性化管理,具有較高的節能效果。民用建筑中的智能照明控制系統一般是由調光模塊、開關模塊、輸入模塊、控制面板、人機界面以及智能傳感器等組成的。其中,調光模塊根據處理器發布的指令對輸出電壓的平均幅值進行調節,實現燈光亮度的調整;開關模塊由繼電器組成,是電源的開關,通過對電源的控制實現對光源的調控;輸入模塊的功能是接收相應信號,并將接收到的信號發送給處理器;智能傳感器則自動探測光源周圍的環境,為照明控制提供數據支撐。

目前,智能照明控制系統已經擁有較廣的市場,并逐漸發展到數字智能時代,成為智能家居中不可或缺的組成部分,在社區照明、工業廠區以及民用建筑中獲得了廣泛應用。

2 智能照明控制系統的功能及實施策略

2.1 中央集中控制利用

在智能照明控制系統中,中央處理器是重要的組成部分,其上面定制的監控軟件能夠為用戶提供簡便操作且清晰明了的界面,用戶可以隨時修改任一照明控制箱上的參數,對場景照明進行監管控制。

2.2 燈光亮度自動調節

根據室內亮度的不同,自動控制燈具還可以實現自行關閉或開啟,或者自動調節明暗度,保證在不同環境、不同狀態下的照明,實現節能減排。照明亮度調節是利用計算機或微處理器調光控制裝置實現的,通過調光控制方式調節光的明暗度,能滿足人們對不同場景照明的需求。

2.3 場景營造隨心選擇

用戶可以提前設定好不同場景,然后根據實際需求,選擇場景營造。實際操作中,用戶可與幕布、投影儀以及燈光進行聯動,營造出自己需要的場景,如星空場景、會議場景等。

2.4 照明時間表的控制

智能照明控制系統通常按照固定時間進行控制,如路燈、庭院燈、建筑立面照明等,通過時鐘管理器對固定時間進行控制,形成規則變化,滿足人們日常生活對照明的需求。針對一些不可預知時間表的控制,例如樓梯間的聲控燈以及部分休息室當中的人員活動,可借助人體紅外感應器或動靜傳感器實現照明控制,即通過對人員活動的感知實現燈光自由切換。

3 智能照明控制系統在民用建筑電氣中的應用

3.1 實現系統的智能控制

在民用建筑中安裝智能照明控制系統,可以促使該建筑照明系統控制的全自動化和智能化。在實際應用中,照明系統可以提前進行預設,這樣就可以在預設的狀態下自動運行,并根據提前預設的時間自動進行不同模式的切換。比如,在照明系統運行過程中,當臨近傍晚到達預設的時間后,智能照明控制系統就可以自動由白天模式轉變為夜晚運行狀態,并對該建筑內部燈光的亮度進行智能化調節,即根據實際需要逐步調節燈光亮度的明暗。

智能照明控制系統還可以進行探測,然后通過中心智能控制系統,實現無人區燈光的自動關閉,而有人的區域燈光則會主動調亮。同時,該系統還可以通過編程,自動對民用建筑中不同區域的光照度進行自動調節,滿足該建筑不同場合下對于燈光明暗的要求。例如,民用建筑中靠近窗戶的位置,因為有著良好的自然采光條件,建筑中設置的智能照明系統就可以巧妙利用自然光進行照明,并對建筑中其他、光源明暗度進行智能化調節,從而保證將室內照明系統光照度調節到最佳、水平。而當遇到陰雨天氣時,建筑中設置的智能照明系統還會根據建筑室內不同區域對光照的實際需求進行智能化調節,使室內照度達到合理狀態,滿足人們對光照的需求(見圖2)。

圖2 智能照明控制系統示意圖

3.2 實現建筑的節能降耗

民用建筑中設置智能照明控制系統,通過應用自動化照明控制技術,借助照明網絡及計算機信息設備,還能提升民用建筑照明系統能源管理水平的提升,從而有效避免電力能源的浪費,并降低該建筑照明系統的運維費用。

在實際生活中,在民用建筑中設置智能照明控制系統,對建筑中的照明進行自動化、智能化的控制,相較傳統人工控制方式的照明控制,可以減少電網電壓以及浪涌電壓等對建筑中照明燈具帶來的沖擊,這樣就能有效保護建筑中的燈具,從而延長其使用壽命。而且,通過對建筑內照明系統的自動化、智能化控制,還能減少對電力能源的浪費。根據相關研究數據顯示,在民用建筑中設置智能照明控制系統,可以節電20%以上,這就在很大程度上減少了民用建筑電力能源浪費的現象,減少用電峰谷對電力企業電力供應的壓力。例如,在廈門海滄區,有180多棟樓宇實現了建筑夜景燈光的遠程智能化管理,使該地區的夜景亮化與夜景智能化管理相輔相成,而且,樓宇夜景燈光的智能化管理,還對整片區域夜景亮化景觀進行了有益的補充,在滿足夜景亮化的基礎上,實現了對區域內各樓宇夜景的分區與分組管理。同時,因為該區域使用的智能照明控制系統還預設了多種不同的景觀模式,能夠根據不同的情境需求進行遠程控制,這樣也進一步保障了夜景運維管理的安全性和穩定性,并極大提升了廈門市城市夜景亮化的形象。

3.3 實現環境的智能調節

在實際生活中,民用建筑采用的傳統照明系統主要是日光燈,但根據相關研究顯示,這種日光燈通常會存在100Hz的閃動頻率,如果人們經常處于這種頻閃的環境當中,極易出現頭腦發脹及眼睛干澀疲勞的現象,從而影響人們正常的休息和生活。而在民用建筑中應用智能照明系統,通過安裝可調光的電子鎮流器,能使照明燈光的工作頻率保持在40k Hz～70k Hz的范圍之內,從而解決頻閃對人們造成的影響問題。同時,在系統照明開啟的過程中,也能保證亮度的穩定性,從而為人們創造出更加舒適、健康的生活環境。

此外,在智能照明控制系統中,還應用現代化的電子技術,對白熾燈、日光燈、水銀燈以及霓虹燈等照明工具進行智能化調光。在實際運用中,如果室外的光線比較充足,該系統就可以自動將建筑內部的照度調小,而當室外的光線較弱時,該系統就能夠自動調大建筑內部的照度。而且,在這一過程中,建筑內部的照度還能始終趨于恒定值,這樣就可以最大化利用室外自然光,實現環境的智能調節,從而最大限度上減少建筑照明系統的運維成本,并滿足人們對超度的需求,有效提高人們的生活質量。

4 民用建筑電氣中智能照明控制系統應用注意事項

4.1 合理選擇照明場所

當前,我國的民用建筑大都是多層建筑、高層建筑和超高層建筑,內部很多地方都需要進行照明,如果全部應用智能照明控制系統,會導致設計工作與施工建設的難度變大,同時也會極大提高工程的造價。因此,在民用建筑電氣中應用智能照明控制系統,首先應合理選擇照明的場所,實現在照明功能與經濟成本上的平衡。在實際應用中,可以在民用建筑中的展覽大廳、多功能廳、大堂、報告廳、指揮中心以及宴會廳等重要場所應用智能照明控制系統,根據節能相關要求大型公共建筑的走廊、電梯廳等公共照明也應設置智能照明控制系統,而普通辦公室、病房、普通教室等部位設置普通開關控制照明燈具即可。

4.2 科學設計照明功能

在民用建筑中應用智能照明系統,還必須科學設計照明功能,既要滿足電工學和建筑學的要求,同時也能體現出一定的人文修養和藝術修養。在實際應用中,可以在民用建筑電氣的智能照明功能設計過程中,巧妙設置多個燈光回路,以保證每一條回路的負載量都不會超出相關規定的范圍。同時,在進行建筑燈光系統的設置時,還應確保其花紋、圖案與建筑的整體環境相協調,從而凸顯出燈光設計的藝術效果。最后,智能照明控制系統還應采取集中控制與分散控制等不同的方式,并能夠與BAS系統進行聯動。

4.3 科學選擇照明燈具

在民用建筑中應用智能照明系統,還應該科學選擇照明燈具,從而保證其控制系統能夠靈活、穩定運行,并提升燈光照明的效果。在實際選擇中,應盡量選擇節能環保、性價比高的照明燈具。

5 民用建筑電氣設計中智能消防應急照明系統的具體應用

5.1 智能消防應急照明系統中供電線路的具體設計要求

對于智能消防應急照明系統中的供電線路應選用耐火型,其是保障能消防應急照明系統發揮自身功能的關鍵因素,保證消防應急照明系統能夠在突發火災時,依然可以持續供電,從而保證居民在逃離火災現場時能夠有照明系統的指引。消防應急疏散照明系統的配電線路應穿熱鍍鋅金屬管保護敷設在不燃燒體內,在吊頂內敷設的線路應采用耐火導線穿采取防火措施的金屬導管保護。當民用建筑的高度大于100m 時,要求智能消防應急照明系統最少應該能夠維持90min的供電時間。

5.2 智能消防應急照明系統中燈具的具體選擇要求

想要保證民用建筑電氣設計中智能消防應急照明系統能夠正常運行,燈具的選擇是關鍵,所選擇的燈具應該能夠與疏散標志相結合,從而保證能夠正確指引居民逃出火災現場。

對燈具的具體選擇要求,先是對光源類型的要求。智能消防應急照明系統內的燈具必須能夠瞬時點亮,能夠被遠程操控,在選擇的時候,LED 燈具是最佳選擇。智能消防應急照明系統的光源類型應該選擇節能光源的燈具,燈具的色溫不應低于2700K,應選用A 型燈具。需要注意的是在室外或地面上設置的消防應急燈其防護等級不應低于IP67。

在進行燈具選擇時,燈具的容量也很重要,智能消防應急照明系統中,疏散燈主要有兩種類型,包括照明燈和指示燈,對于兩種類型燈的供電電壓要求,一般是直流電36V 的安全電壓,并且對于燈具的功率而言,應急照明燈具應該保證在5～10W,應急疏散指示燈應該保證在1～3W。這樣才能夠做到低耗高效,從而保證智能消防應急照明系統更加安全可靠。

5.3 智能消防應急照明系統中通信的具體設計要求

智能型應急照明控制器應設置在消防控制室內,任一臺應急照明控制器直接控制燈具的數量不應大于3200只。智能消防應急照明系統應能與火災自動報警系統通信,自動獲取火災報警點信息或消防聯動信號,系統自動進入應急狀態,該系統一般采用集中電源集中控制型,系統可24小時不間斷的對設備進行巡檢,保證了整個系統運行在最佳狀態,避免火災發生時的逃生盲區,此外,通過和消防報警設備的聯動,獲悉現場火警信息,正確調整逃生方向,使逃生人員“安全、準確、迅速”地選擇安全通。每臺設備及燈具均具有獨立地址碼及控制芯片,可與控制器通過總線進行通信,真正實現“點式”控制,而非“段式”控制。

結語

隨著科學技術的發展,國家對智慧城市的建設要求越來越高,智能照明控制系統被廣泛應用到我們日常生活當中。我們應不斷提升智能照明控制系統的設計水平和施工效果,讓城市更美麗,為居住者創造良好的居住環境,更好地滿足廣大居民的需求。