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首页 » 典型案例 » 智能照明

    智能照明控制系统在办公建筑中的应用

     安科瑞 师晴晴

    江苏安科瑞电器制造有限公司江苏江阴214405

    摘要:本文对Acrel-bus智能照明控制系统做了简要的概述,结合某办公室的照明设计,阐述了智能照明控制系统的优点、应用前景、组成及办公区域控制特点,然后以某办公建筑为实例进行智能照明系统设计并进行节能分析,结果表明智能照明控制系统具有灵活实用、可靠便利、降低运行成本和实现绿色照明等优势。

    关键词:智能照明;控制;节能分析;绿色照明;Acrel-bus或ASL100系列智能照明

     

    1、概述

    随着社会的进和科技的飞速发展,节约能源已经是世界发展的趋势。据有关统计资料显示,照明能耗在建筑总的运行能耗中所占比例可达20%--40%,是仅次于空调的能耗大户。一直以来,大部分建筑都是采用传统的照明控制方式,少数智能建筑采用楼宇自控系统来监控照明,也只是实现简单的区域照明和定时开关功能。传统的通过BA方式简单地对灯光控制已经很难满足环保节能、灵活、易于管理维护、多种功能的控制要求。随着科技的发展,如今的Acrel-bus智能照明系统体现出强大的优越性,它在智能建筑中的应用也越来越广泛。实现照明控制系统的主要目的一是可以提高照明系统的控制和管理水平,减少照明系统的维护成本,二是可以节约能源,减少照明系统的运营成本。 

    2、智能照明系统优点

    Arcel—BUS智能照明控制系统可将以前各种独立的控制功能集成到一个系统中,集舒适、灵活、安全、节能经济、维护方便于一体。其优点集中体现在以下方面:

    节能:Arcel—BUS智能照明控制系统可根据不同时间、不同环境、不同生活场景预先进行光照度的设置,用最经济的能耗提供最舒适的照明,大大降低了建筑的能耗。

    安全可靠:所有控制按键都是低压电信号,有效避免触电可能。同时系统可与BA系统、监控报警系统、车库刷卡系统安防、消防等其他系统联动控制,对紧急突发事件能及时响应和自动处理,为建筑的安全可靠提供了可靠的保障。

    延长使用寿命:Arcel—BUS智能照明控制系统可以延长灯具的使用寿命。灯具损坏的致命原因是电压过高,电压越高,其寿命则成倍降低Arcel—BUS智能照明控制系统能成功地电网的冲击电压和浪涌电压,使灯具不会因为上述原因而过早损坏。系统采用了软启动和软关断技术,避免了灯丝的热冲击,使灯具寿命进一步得到延长。降低了照明系统的运行费用,对于复杂安装区域的灯具及昂贵灯具更具有特殊意义。

    舒适:自动开关灯光、空调、地暖、热水、影院;保持恒温、恒照度等功能,为现代建筑创造一个自然舒适的环境。

    便捷:红外、无线、网络、集中等多种远程控制方式大大提高了便捷性。

    灵活:能满足多种用户对不同环境功能的要求。Arcel—BUS系统是开放式、大跨度框架结构,可以迅速而方便地改变建筑物的使用功能或重新规划使用区域。

    减少能耗:根据人员的活动状况、工作规律、时段、自然光状况来自动调节室内外光照的温度环境,以最大限度地减少能量消耗。

    维护简单:自动控制功能可大量减少管理和维护人员的工作量,降低管理费用,提高工作效率及管理水平。

    鉴于上述优点,该系统体现出了强大的优越性(智能化的控制方式、灵活的布线方式、低廉的运营成本、提高的建筑管理水平),智能照明控制系统越来越多地应用于各类照明设计中。 

    3、智能照明控制方式于实现的功能

    3.1 控制方式

    目前,智能照明系统一般采用总线制的控制方式,这种方式改变了传统的布线模式,实现了强弱电分离;并可以灵活地设置场景控制模式,可以对于不同的功能区域,按照具体的要求,采用不同的控制方式。

    Acrel-bus智能照明系统通过计算机集成控制、定时控制或光感控制,在需要的时候将需要的区域如一楼大厅、地下车库等,通过调光的方式或智能开光的方式将灯光控制到合适的照度,以节约能源和降低运行费用;并可以在某些重要区域(如小会议室、大会议室、领导办公室等场所)通过调光方式和场景预设值功能进行控制,能够产生各种灯光效果、营造不同的灯光环境,给人以舒适完美的视觉享受;同时通过定时控制及移动感应控制的结合保证公共通道如走廊、电梯厅的灯光在上班期间定时开启,下班时定时关闭70%的灯光,同时自动启动移动感应器,有人走动时开启灯光,人走开后自动关闭,达到节能、变于管理的目的。Acrel-bus智能照明系统通过在适当的位置如公共区域设置现场控制面板,方便现场操作控制。也可以实现灵活分区控制以节约用电实现低碳生活。

    3.2 实现的功能

    (1) 在灯光照明与室外自然光结合的区域,如一楼大堂、大会议室,具有日照补偿功能,当自然光线超过一定照度时,光线感应器可自动将部分或全部灯光关闭。

    (2) 在某些区域如会议室等,可采用移动感应的方式,门打开时,可自动检测到有人进来,然后打开相关区域的照明灯。

    (3) 通过照度传感器可以控制大楼外立面的泛光照明。

    (4) 通过定时控制、中央控制的方式实现大楼内无人管理区域的照明自动控制。

    (5) 可通过中控计算机监视和控制,进行分区、分回路控制。

    (6) 对于公共走道,用过红外感应探测感知人的活动,实现人来灯亮,人走灯灭。

    (7) 对所有场所可以设置时间模式,根据季节,作息时间等调整编制时间模式,回路自动按需开启。

    (8) 控制器通过调节人工照明来配合自然采光,使工作面上的照明环境维持在一个固定的值上,该设置值可自行调节。若自然光能够满足要求或无人在监测区域内工作,则系统自动关闭照明设备。此外,用户应具有一定的控制度和自由度。 

    4、Acrel-bus智能照明控制系统在某办公建筑中的应用

    4.1 工程概况

    本工程属于一类高层办公楼,总建筑面积15万㎡,地下2层,为地下停车场和设备用房,地上12层为办公区域。大楼分五个区,每个区每层楼都有一个强电井。强电井内有三个配电箱,分别是照明配电箱、事故照明配电箱、空调配电箱。大楼效果图如下:

    该建筑采用Acrel-bus智能照明的控制区域包括大开间办公室和小面积办公室、大厅、会议室、休息室、活动室、走廊等。系统的控制要求较高,能够实现对办公楼所有的灯光照明进行全自动化控制,可手动、自动控制模式灵活切换;根据各个特定的应用区域需要而设定照明控制方式;预设会议室各种照明场景,满足不同场合的需求。因此,在工程的设计中采用了智能照明控制系统,将现代控制、计算机、网络和通讯等技术应用于照明的控制和管理中,既可以满足功能的需求,又可以实现控制灵活、节约能源的目的。

    4.2 设计方案

    整个办公楼的照明系统通过Acrel-bus控制总线组成一个统一的系统,中央控制系统通过多级控制进行管理,结合调光/开关控制模块、智能探测器(照度/人体移动/雷达)、液晶显示控制面板等自动化设备实现中央监视控制、现场手动控制、人感探测控制、光感探测控制、场景功能控制;控制界面设置不同权限,通过编程等手段将其锁定,避免无关人员的误操作。

    公共区域走廊、楼梯、电视厅通过时钟定时器、智能开/关及人体移动传感器自动控制来实现节能,可节省30%左右的能源,同时还可以延长灯具寿命。根据使用需要分为全部开启、2/3灯具开启、1/3灯具开启、分区开启、全部关闭、应急照明、保安巡视等多种场景模式。在不同场景的切换过程中可按照定时器设置的时间自动运行,也可以手动切换灯光场景。如傍晚18:30—23:30之间2/3灯具开启,23:30过后仅保留1/3的基本照明,此时之前被屏蔽的人体移动传感器开始工作,当有人经过时开启相应的灯光,以保证充足的照明。

    (1)卫生间

    根据时间和人体红外感应控制,平时无人时,系统打开部分回路提供基本照明,当有人进入时,该区域灯光可以整体变亮,人离开后延时关闭。

    (2)大面积办公室

    办公区可以利用Acrel-bus智能照明控制系统的时间控制功能,实现灯光的自动控制。根据上下班对办公区进行分时控制。利用亮度传感器感知某区域的亮度后自动调光,临近窗户的区域可以充分利用自然光。在满足照度需求的前提下,关闭靠近窗户的一路照明。需要指出的是,传统照明体统中,配有传统镇流器的日光灯以100Hz的频率闪动,这种频闪使工作人员头脑发胀,眼睛疲劳,降低工作效率。而Acrel-bus智能照明控制系统中的可调光电子镇流器则工作在很高频率(40kHz~70kHz),不仅克服了频闪,而且消除了启动时的亮度不稳定。不仅能调光的亮和暗,还能调节光色,从而为员工创造出良好的工作环境。

    (3)会议室

    会议室作为办公大楼的一个重要组成部分,采用Acrel-bus智能照明控制系统通过对各照明回路进行调光控制可预先设计多种灯光场景,在会议室门口设置了液晶面板,方便工作人员根据需要手动选择或实时控制。

    (4)室外泛光

    一、体统可通过定时功能实现自动控制,对所有受控灯具按年、月、日为单位定时控制开关。二、系统通过面板可现场手动控制:每个控制面板和智能控制模块可储存多个事先预制好的场景,在需要的时候随时可以调用出来。此外,系统还可以通过照度感应器来自动控制。

    (5)与BA系统的集成

    系统具有分布式智能控制的特点和开放性,提供了与BA系统(包括闭路监控、消防报警、安全防范系统)相连接的借口和软件协议,变于构成一个完整的楼宇自控系统,实现楼宇智能化的集中管理和子系统间的联动。本工程在保证智能照明系统独立运行的同时,通过IP网关与整个大楼的BA系统进行数据交换和共享。 

    5、系统节能分析

    5.1 自动调光,充分利用自然光

    Acrel-bus智能照明系统中的智能感应开关通过与系统其他控制模块配合,对不同时间不同光照度进行检测、预设和合理管理,实现节能。这种自动调节照度的方式,充分利用室外的自然光,只有当必须时才把灯点亮或点到要求的亮度,利用最少的能源保证所要求的的照度水平。根据不同的时间、日期按照各个功能区的运行状况进行光照度的设定,自然照度能够满足需求时,做到将灯关掉。一般来讲,越靠近窗自然光照度越高,从而人工照明提供的照度就低,但合成照度应维持在设计照度值。

    5.2 延长灯具光源的寿命

    灯具损坏的致命原因是电网过电压,只要控制过电压就可以延长光源的寿命。Acrel-bus智能照明控制系统采用软件启动的方式,能控制电网冲击电压和浪涌电压,使灯丝免收热冲击,使灯具寿命进一步得到延长。无论是热辐射光源,还是气体放电光源,电网电压的波动是光源损坏的一个主要原因。因此,有效地抑制电网电压的波动可以延长光源的寿命。智能照明控制系统中开闭控制模块内部采用智能芯片控制技术,对电源参数进行实时检测运算后通过调整输出至照明负载侧的电压,确保灯具在较理想的电压范围内稳定工作,能成功地抑制电网的浪涌电压,同时还具备了电压限定和限流滤波等功能,避免过电压和欠电压对光源的损害。

    5.3 节约能源,降低运行维护费用

    与传统的照明控制方式相比较可以节约电能20%以上。充分利用室外的自然光,利用最少的能源保证所要求的照度水平。Acrel-bus智能照明控制系统中对荧光灯等进行调光控制,由于可调光电子镇流器采用了有源滤波技术,降低了谐波的含量,提高了功率因数,降低了无功损耗。

    5.4 集中管理,减少人为浪费

    现代高层办公楼中,人为造成照明能源浪费的现象任然非常严重,无论房间有人还是无人,经常是大面积“长明灯”。Acrel-bus智能照明系统既能分散控制又能集中管理,在大楼的中央控制室,管理人员通过操作键盘即可关闭无人房间的照明灯。根据具体的要求,点亮部分回路,改变照明区域。 

    6、安科瑞智能照明系统产品介绍:

    6.1 开关驱动器

    6.2 0-10v调光驱动器 

    6.3 传感器

    6.4 总线电源

    6.5 智能面板

    7、 结论

    本文结合某办公楼照明设计实例,对安科瑞ASL100系列智能照明控制系统进行了介绍和应用。ASL100系列智能照明控制系统由于采用了红外、亮度等传感器,定时开关、调光模块的可调光技术和智能化的运行模式,使得整个照明系统可以按照经济有效的最佳方案准确运作,不但大大降低了运行的管理费用,提高了管理效率,减轻了工作人员的负担,而且最大限度的节约了能源,延长了灯具的使用寿命,显示出巨大的发展潜力,随着建筑和照明技术的进步,照明和建筑融为一体,照明已成为建筑艺术的一部分,让我们大家共同努力,将更多、更好的智能照明控制系统应用到智能建筑的设计中去,营造出艺术、智能化的光环境,赋予建筑多彩的生命。 

    参考文献

    [1] 住房和城乡国建设部.JGJ16-2008民用建筑电气设计规范[S]. 北京:中国建筑工业出版社,2008.

    [2] 中国建筑科学研究院. GB50034-2004 建筑照明设计规范[s]. 北京:中国建筑工业出版社,2008.

    [3] ABB i—bus EIB 总线系统在民用建筑中的应用——《林业科技情报》2008年01期

    [4]安科瑞电气股份有限公司智能照明选型手册

     

    作者简介:
    师晴晴(1985-),女,汉族,本科,工程师,主要研究方向为智能建筑供配电监控系统
    QQ:2880956075   T:0510-86189390   M:18860995120  F:0510-86179930   E-MAIL:2880157874@qq.com