探討綠色照明與智能照明節(jié)能控制系統(tǒng)應(yīng)用

張穎姣

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

【摘 要】隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們對生活質(zhì)量、環(huán)境品質(zhì)越發(fā)重視。積極推廣綠色智能照明，提高城市照明質(zhì)量，對于改善人們居住環(huán)境意義重大。文章簡要介紹了綠色照

明的基本要求、室內(nèi)智能照明節(jié)能控制系統(tǒng)研究的基本思路，以及智能照明節(jié)能控制系統(tǒng)

在室內(nèi)空間中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵字】：綠色照明；智能照明；節(jié)能控制系統(tǒng)。

0 引言

綠色照明指在確保建筑照明質(zhì)量的前提下同時(shí)兼顧能源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)的照明方式。目前，很多室內(nèi)空間在照明設(shè)計(jì)和使用中依舊存在許多不合理現(xiàn)象，因此需要通過對綠色照明的普及和對智能照明節(jié)能系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，在充分滿足人們對高質(zhì)量光環(huán)境要求的基礎(chǔ)上，*大限度地節(jié)約能源，并降低照明設(shè)備在生產(chǎn)和使用等各個(gè)環(huán)節(jié)的能源消耗。

1 綠色照明的基本要求

（1）利用高效光源。綠色照明工程范圍十分廣泛，除了獲取高效光源外，還包括研發(fā)和推廣應(yīng)用優(yōu)質(zhì)高效的照明器材及與燈具、光源配套的電器附件等。

（2）重視環(huán)保節(jié)能。節(jié)能降耗是綠色照明的重要方面，通過照明節(jié)電和基于資源的有效循環(huán)利用才能減少電能消耗，減少燃煤燃?xì)庀?，并減少有害氣體的排放。

（3）統(tǒng)籌兼顧。節(jié)能降耗在綠色照明工程，是在傳統(tǒng)意義上減少用量的基礎(chǔ)之上，進(jìn)行更高層次的改善，*大限度地提高照明質(zhì)量和視覺環(huán)境，這就要求在照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)、設(shè)施器材制造、運(yùn)行維護(hù)管理等方面進(jìn)行統(tǒng)籌兼顧，充分運(yùn)用現(xiàn)代科技手段提高照明工程水平。比如，制訂出科學(xué)合理的整體方案，根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的照度和照明方式；擇優(yōu)選擇光源和燈具；制訂對應(yīng)的運(yùn)行維護(hù)方案和管理措施，盡可能地將綠色照明系統(tǒng)的作用發(fā)揮出來。

2 室內(nèi)智能照明節(jié)能控制系統(tǒng)研究的基本思路

2.1 室內(nèi)空間照明節(jié)能系統(tǒng)概念。

所謂室內(nèi)空間照明系統(tǒng)，是依據(jù)不同建筑室內(nèi)空間環(huán)境中所需照度，正確選用照明方式與燈具類型來為人們提供良好的光照條件，使人們能夠獲得*佳的視覺效果，同時(shí)還能夠獲得某種氣氛和意境，增強(qiáng)室內(nèi)空間表現(xiàn)效果及審美感的一種設(shè)計(jì)處理手法。

2.2 智能照明節(jié)能控制系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)。

傳統(tǒng)控制采用手動開關(guān)，而智能照明控制通常是采用低壓二次小信號控制，與傳統(tǒng)控制相比智能照明節(jié)能控制系統(tǒng)具有強(qiáng)大的控制功能、多種不同的方式、廣闊的范圍、高度的自動化及先進(jìn)的記憶功能，通過對實(shí)現(xiàn)場景預(yù)設(shè)置后，系統(tǒng)便可以產(chǎn)生記憶，在操作時(shí)只需輕觸控制面板上相應(yīng)的按鈕，即可啟動相應(yīng)場景的燈光模式，返回鍵即可將各照明回路切回初始的自動變換的狀態(tài)。

智能照明節(jié)能控制系統(tǒng)中的調(diào)光功能，可以隨著人們生活場景的變化智能調(diào)節(jié)光源的光通量大小及色溫范圍，為人們提供更加靈活的光環(huán)境。

智能照明節(jié)能控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)能源管理自動化，減少浪費(fèi)。現(xiàn)階段，大部分人的節(jié)能環(huán)保意識比較差，人為造成的電能大量浪費(fèi)的現(xiàn)象依然普遍存在，一些人沒有養(yǎng)成隨手關(guān)燈的好習(xí)慣，房間沒人的時(shí)候燈依舊長亮，而智能照明節(jié)能控制系統(tǒng)可以利用分布式網(wǎng)絡(luò)的手段，通過一臺計(jì)算機(jī)控制一棟樓的電源，如此一來該系統(tǒng)既能分散控制又能集中管理的優(yōu)點(diǎn)被充分發(fā)揮出來。

2.3 智能照明節(jié)能控制系統(tǒng)的分析。

室內(nèi)空間自然光線強(qiáng)度的變化。室內(nèi)空間應(yīng)該將自然光充分地利用起來，這樣既能夠達(dá)到節(jié)能燈減耗的目的，又能夠創(chuàng)造相對穩(wěn)定的視覺環(huán)境，將光線感應(yīng)裝置應(yīng)用到智能照明節(jié)能控制系統(tǒng)開關(guān)中，將測定工作面的照度和設(shè)定值進(jìn)行比較制成照明開關(guān)，便可以充分利用室內(nèi)空間的自然光，并且不會受季節(jié)、氣候等外部因素的影響。值得注意的是，雖然靠近窗戶的地方自然光照強(qiáng)度比較高，人工照明提供的照度相對比較低，但是合成的照度還是應(yīng)該維持在設(shè)計(jì)照度的范圍內(nèi)。智能照明節(jié)能控制系統(tǒng)的情景模式中可以根據(jù)不同的視覺需求轉(zhuǎn)換，但是亮度空間維持在預(yù)設(shè)的設(shè)計(jì)照度值水平內(nèi)。

空間光效的衰減。傳統(tǒng)的空間光效初始照度一般設(shè)置得比較高，因?yàn)樵趯ㄖ镎彰鬟M(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)師一般都會優(yōu)先考慮燈具的效率及房間墻面反射率是否會隨著時(shí)間的推移出現(xiàn)衰減及衰減程度。這種設(shè)計(jì)常常會導(dǎo)致建筑照明在使用過程中照度出現(xiàn)不一致的現(xiàn)象，另外設(shè)計(jì)的照度偏高會直接導(dǎo)致能耗增加。采用智能照明節(jié)能控制系統(tǒng)后，系統(tǒng)根據(jù)不同自然光源環(huán)境開啟預(yù)先設(shè)置好的標(biāo)準(zhǔn)亮度，維持照明區(qū)域恒定的光照度，而且還不會因?yàn)闊艟咝实慕档?、墻面反射率的衰減而出現(xiàn)明顯差異。

空間活動內(nèi)容的轉(zhuǎn)換?？臻g活動內(nèi)容的轉(zhuǎn)換是一個(gè)動態(tài)的過程，要求同樣的一套照明裝置需要在不同的時(shí)刻有著不同的表現(xiàn)，作業(yè)的照明條件會隨著不同場景、不同活動內(nèi)容而發(fā)生變化。因此，采用智能照明節(jié)能控制系統(tǒng)既可以滿足控制簡便、燈光氛圍與活動內(nèi)容搭配達(dá)到*佳的要求，又可以實(shí)現(xiàn) 20%～50%的節(jié)能及延長燈具壽命 2～4 倍的效果。傳統(tǒng)照明需要大量的配電控制設(shè)備，這些配電設(shè)備大部分在智能照明節(jié)能控制系統(tǒng)中都被節(jié)省下來，簡化和節(jié)省了大量的穿管布線的工作，在一定程度上降低了施工成本。除此之外，智能照明系統(tǒng)的情境預(yù)設(shè)功能，可以為人們在不同場景中都可以處在*舒適的照明狀態(tài)，不僅保證了人的身心健康，還能夠獲得提高工作效率的潛在價(jià)值回報(bào)。

3 智能照明節(jié)能控制系統(tǒng)在室內(nèi)空間中的應(yīng)用

3.1 智能照明節(jié)能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝流程圖如圖 1 所示。

3.2 住宅空間智能照明節(jié)能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)舉例。

3.2.1燈光的選擇

建筑照明系統(tǒng)在選擇光源的環(huán)節(jié)，結(jié)合建筑物的采光情況及實(shí)際需求進(jìn)行科學(xué)合理的規(guī)劃，保證既可以滿足照明需求，還能夠*大限度地實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果。LED 作為一種綠色照明光源，具有效率高、能耗低、壽命長、光色豐富、響應(yīng)快的優(yōu)點(diǎn)，在全球范圍內(nèi)得到推廣應(yīng)用，因此智能照明節(jié)能控制系統(tǒng)盡量選擇使用LED節(jié)能光源。

3.2.2 燈光線路設(shè)計(jì)與智能控制燈

光線路設(shè)計(jì)需與智能照明節(jié)能控制系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)，可以根據(jù)平常的使用習(xí)慣配置燈光的控制，比如可以在客廳、臥室等經(jīng)?；顒拥目臻g配置總控面板，這樣方便全屋燈光的設(shè)置和控制。還可以在手機(jī)上裝上相應(yīng)的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對燈光或場景的遠(yuǎn)程控制。在室內(nèi)空間的一些特殊部位如過道、樓梯，可以通過采用人體感應(yīng)、聲控、光控及智能化控制等手段，減少照明燈具的開啟時(shí)間，合理地采用照明控制技術(shù)，可以比傳統(tǒng)照明技術(shù)降低 40%～80%的能耗[6]。智能照明節(jié)能控制系統(tǒng)還能夠?qū)崿F(xiàn)對燈光的靈活調(diào)節(jié)，淡入淡出是*常見的調(diào)光輸出功能?？赏ㄟ^設(shè)定淡入淡出時(shí)間，實(shí)現(xiàn) 0～100%不同程度的燈光亮度來調(diào)節(jié)居住空間。比如由暗變明的過程適合 應(yīng)用在臥室，這可以規(guī)避起夜時(shí)突然的強(qiáng)光直射眼睛引起的不適應(yīng)；而在玄關(guān)處通過明暗的變化可以起到很好的過渡作用。

3.2.3家居空間的智能照明情景劃分

以臥室房間智能照明 節(jié)能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)為例，可以劃分為以下 3 種情景模式：居家模式、起床模式、睡眠模式。居家模式：當(dāng)房間需要清潔或者會客時(shí)，可以使房間處于一個(gè)全亮狀態(tài)，提供高亮度的 照明。起床模式：當(dāng)需要起床的時(shí)候，床周邊區(qū)域燈光逐漸變亮至 50%的亮度，讓人的眼睛更加舒適。睡眠模式：當(dāng)智能感應(yīng)探頭探測到有人起床上廁所的時(shí)候會自動開啟床邊的微弱燈光，如此一來，既保證了人的安全，又不會破壞人的睡眠環(huán)境。

4 安科瑞智能照明控制系統(tǒng)

4.1 概述

ALIBUS智能照明產(chǎn)品采用RS485總線技術(shù)，技術(shù)成熟可靠，安全穩(wěn)定。開關(guān)驅(qū)動器具備獨(dú)立工作的能力，適用于一些中小型的項(xiàng)目；模塊化設(shè)計(jì)，可以任意拼接擴(kuò)展，同時(shí)預(yù)留I/O口以及Modbus接口，還可以滿足與AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)管理云平臺進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

4.2 應(yīng)用場所

適合于各類智能小區(qū)、醫(yī)院、學(xué)校、酒店，以及體育場所、機(jī)場、隧道、車站等大型公建項(xiàng)目的照明控制需求。

4.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

4.4系統(tǒng)功能

1）實(shí)時(shí)檢測并顯示各個(gè)模塊的在線狀態(tài)，反饋現(xiàn)場受控回路的開關(guān)狀態(tài)，監(jiān)控界面按照樓層各分區(qū)的布局和回路列表來瀏覽。

2）當(dāng)發(fā)生模塊離線、網(wǎng)關(guān)設(shè)備掉線或者狀態(tài)反饋和下發(fā)控制命令不一致時(shí)會發(fā)生故障報(bào)警，并將故障報(bào)警信息記錄并顯示在界面中。

3）可以對單個(gè)照明回路實(shí)現(xiàn)開關(guān)控制；每個(gè)模塊、樓層都有相應(yīng)的模塊控制開關(guān)和樓層控制開關(guān)，也可以一個(gè)模塊或者整個(gè)樓層實(shí)現(xiàn)開關(guān)控制。

4）開關(guān)驅(qū)動器支持過零觸發(fā)功能，負(fù)載（燈具）的分合操作僅在交流電過零時(shí)進(jìn)行；可有效減少電磁干擾以及對電網(wǎng)的沖擊，延長燈具與控制裝置的壽命。

5）對每個(gè)照明回路可以預(yù)設(shè)掉電狀態(tài)，當(dāng)照明電源掉電時(shí)，開關(guān)驅(qū)動器會自動切換到預(yù)設(shè)的掉電狀態(tài)；確保重新上電時(shí)燈具的開關(guān)狀態(tài)是確定與可控的。

6）拖動調(diào)光控件，照明設(shè)備從0%到100%進(jìn)行調(diào)光，可以對單個(gè)照明回路實(shí)現(xiàn)調(diào)光控制，調(diào)光總控可以對一個(gè)模塊的照明回路實(shí)現(xiàn)調(diào)光控制，也可以對多個(gè)照明回路實(shí)現(xiàn)調(diào)光控制，通過圖標(biāo)的亮滅狀態(tài)反饋現(xiàn)場開關(guān)的狀態(tài)。

7）點(diǎn)擊場景控件，打開或者關(guān)閉對應(yīng)場景設(shè)置，軟件界面上顯示不同的場景模式和場景功能，通過圖標(biāo)的亮滅顯示對應(yīng)的場景狀態(tài)是打開還是關(guān)閉。

8）設(shè)置定時(shí)時(shí)間，確認(rèn)時(shí)間點(diǎn)后，對該事件點(diǎn)執(zhí)行的動作進(jìn)行設(shè)置，設(shè)置燈在設(shè)定的時(shí)間點(diǎn)亮或者滅。

9）系統(tǒng)可以通過預(yù)設(shè)的當(dāng)?shù)亟?jīng)緯度信息，自動計(jì)算每天的日升日落時(shí)間；根據(jù)天文時(shí)鐘控制照明開關(guān)，實(shí)現(xiàn)日落開燈、日出關(guān)燈的功能。

10）所有定時(shí)控制計(jì)劃均可下發(fā)保存至驅(qū)動模塊；當(dāng)上位機(jī)系統(tǒng)故障或模塊離線時(shí)，驅(qū)動模塊可以利用自帶的RTC時(shí)鐘維持定時(shí)控制計(jì)劃的正常執(zhí)行，不影響日常的照明控制效果。

11）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是分布式總線結(jié)構(gòu)；系統(tǒng)內(nèi)各元件不依賴于其他元件而能夠獨(dú)立工作；系統(tǒng)內(nèi)各元件可以通過程序的設(shè)定實(shí)現(xiàn)功能的多樣性。

12）預(yù)留BA或第三方集成平臺接口，采用modbus、opc等方式。

4.5 設(shè)備選型

5 結(jié)束語

選擇綠色智能的照明方式，不僅能為人們創(chuàng)建出舒適節(jié)能的生活環(huán)境，還能夠促使建筑照明節(jié)能設(shè)計(jì)的水平不斷提升。綠色照明是今后節(jié)能設(shè)計(jì)工作的重點(diǎn)工作，也是照明領(lǐng)域未來 發(fā)展的趨勢，因此研究室內(nèi)智能照明具有極大的現(xiàn)實(shí)意義照明。起床模式：當(dāng)需要起床的時(shí)候，床周邊區(qū)域燈光逐漸變亮至 50%的亮度，讓人的眼睛更加舒適。睡眠模式：當(dāng)智能感應(yīng)探頭探測到有人起床上廁所的時(shí)候會自動開啟床邊的微弱燈光，如此一來，既保證了人的安全，又不會破壞人的睡眠環(huán)境。

參考文獻(xiàn):

［1］.杜異．照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)［M］．北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002．

［2］.彭妙顧．現(xiàn)代燈光設(shè)備與系統(tǒng)工程［M］．北京：人民郵電出版社，2006．

［3］.張紹綱．綠色照明工程實(shí)施手冊［M］．北京：中國建筑工業(yè)出版社，2003．

［4］.李化東，吳明光．具有遠(yuǎn)程和本地控制功能的 DALI 智能照明控制系統(tǒng)［J］．

現(xiàn)建筑電氣，2010（1）：18-22.

［5］.李起偉．淺析智能照明控制系統(tǒng)的優(yōu)勢及其應(yīng)用［J］．才智，2010（4）：42．

［6］.高飛，鄭炳松．中國綠色照明工程發(fā)展與實(shí)施回顧［J］. 照明工程學(xué)報(bào)，2016，27（4）：1-7

［7］.安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊.2022.05．

［8］楊鑫泉，丁楊.淺談綠色照明與智能照明節(jié)能控制系統(tǒng)

審核編輯 黃宇