智能照明控制系统在办公大楼中的应用

2011-08-15西安祥泰软件设备系统有限责任公司岳华花

智能建筑与智慧城市 2011年9期

文｜西安祥泰软件设备系统有限责任公司杨洁杨超岳华花

随着现代建筑科学技术的不断进步和发展，以及人们物质文化和精神生活水平的迅速提高，人们对于照明的要求越来越高，已不仅仅满足于传统照明设计提供的照明效果，更希望在一个舒适、明亮、灵活、高效的照明环境中工作和生活。20世纪80年代以来，为了适应和满足人们的这一需要，智能照明控制技术在建筑各个领域中的应用越来越广。

1 智能照明控制系统的工作原理和基本结构

应用智能照明控制系统是为了适应各种建筑的结构布局以及不同灯具的选配，从而实现照明的多样化控制。现有的智能照明控制系统主要分为中央集中控制系统及分布式控制系统两种。

智能照明控制系统的工作原理是采用调光模块将主电源分为多路可调光的输出回路，供照明灯用电，由可编程多功能控制面板控制灯的开/关和调亮调暗，所有调光器和面板都可通过编程实现对每路灯的各种控制，由此可产生不同的灯光场景和灯光效果。而中央集中控制系统由于将控制功能集中在中央处理器上，相对于分布式控制系统将控制功能分散给系统每一个模块的模式而言，系统的灵活性和可靠性要略差一些。下面本文以Dynalite分布式控制系统为例介绍智能照明控制系统的基本结构。

（1）调光模块

调光模块的主要功能是对不同灯具进行调光或开关控制。它的基本工作原理是由CPU控制可控硅的开启角大小，从而控制电压的平均幅值，进而调节灯具的亮度。灯具的亮度一般与灯具的输入电压幅值成正比关系。它应该具备的基本功能有：

◆ 能对各类灯具进行无级连续调光或开关；

◆ 能对灯具起保护作用，包括适应电源电压频率的变化、限制输出电压范围、抑制电网上的各种干扰、防止高启动电流和热冲击以及通过软启动特性和软关断技术来保护灯具、延长灯具的寿命；

◆ 能对预置的调光场景进行记忆，不因停电而被破坏；

◆ 能抑制电磁干扰。

（2）开关模块

开关模块是一种靠继电器开关输出的控制模块，主要用于实现对照明的智能开关管理。

（3）控制面板

控制面板是供人直观操作控制灯光场景的部件，是由CPU来控制的。它具有的功能包括：启动或改变一个灯光场景，临时改变灯光亮度，更改场景设置，区域分割或合并，可编程时序和逻辑控制。

（4）智能传感器

智能传感器主要由动静探测红外跟踪器、光度检测光电管和用于遥控的接收器组成，它能识别有无人进入房间或检测环境的光照度，可按日照情况自动调整室内灯光的亮度，可实现照明智能管理所需的各种感应探测功能。

（5）时钟管理器

时钟管理器用于支持一周或一年内各种复杂的照明控制事件和任务的时序设定。

（6）PC机

通过PC机，可在监控室实现对大楼整个照明控制系统的管理。

2 办公大楼内智能照明控制系统的应用

一栋现代化的智能办公大楼，不仅要有足够的工作照明，更应营造一个舒适的视觉环境，使员工在其中工作时保持心情舒畅，保持较高的办公效率。据有关资料介绍，办公照明用电量约占整个大楼能耗的1/3。因此，做好照明设计，选择合理的照明方案，配置先进的控制系统，加强照明控制设计，已成为智能办公楼的一个重要的设计内容。采用智能照明系统，不仅能有效节约能源，降低用户运行费用，还可提高大楼管理水准。

办公大楼按照功能区域划分，通常会有办公区、门厅、会议室、多功能厅等，各个功能区域的照明具有不同的特点。

办公区域照明使用的光源主要是荧光灯与白炽灯，其中荧光灯多用于一般照明，白炽灯多用于局部照明；照度水平的设计主要取决于视觉作业的需要及经济条件的状况。办公区域的工作时间主要是在白天，可以考虑利用窗外入射的大量自然光进行照度补偿，不仅能节约能源，更能维持室内舒适的视觉环境。

在现有的一些智能办公楼的设计中，照明控制设计往往被归入BA系统设计中。出于经济性方面的考虑，许多弱电设计单位在这方面的设计往往局限在对办公楼公共区域照明的控制上（其中大多数又集中在对走道灯的照明控制）。最常规的做法是在强电设计时将走道相邻灯具分别接入不同的照明灯具回路中，同时在各照明控制回路中相应增加交流接触器。这样BA控制系统仅需通过BA接口控制交流接触器触点的打开和闭合就能实现对照明回路的开关控制，从而达到节能的目的。但笔者认为这不是真正意义上的智能照明控制，它实现的仅仅是对照明回路的开关控制，灯具只有开和关，没有亮和暗，从而无法形成各种亮度组合的灯光场景。

对于一个完整的办公楼智能照明控制系统来说，办公区是办公楼的主要组成部分，采用智能照明控制系统，可使其照明系统工作在全自动状态。通过配置的“智能时钟管理器”可预先设置若干基本工作状态（通常分为白天、晚上、清扫、安全、午饭等），并使照明系统根据预先设定的时间段自动地在各种状态之间进行转换。比如：上班时间来临时，系统自动将灯打开，并将光照度自动调节在预先设定的水平；在靠窗的房间，系统能智能地利用室外自然光，当天气晴朗时室内灯自动调暗，天气阴暗时室内灯会自动调亮，以始终保持室内亮度的恒定；午餐时间，灯将自动变换到一个舒适、柔和的灯光场景，使工作人员能够很好地休息和放松；当一个工作日结束时，在智能时钟管理器的作用下，系统将自动地调暗各区域的灯光，进入晚上工作状态，同时智能传感器的动静探测功能将自动生效；系统处于清扫状态时，各区域的灯保持基本的亮度，当清扫人员扫到该区域时，智能传感器的动静探测功能自动生效，点亮该区域的灯，并在清扫人员扫完该区域离开后，延时数分钟后将灯关掉；安全状态和清扫状态的工作原理相似。

会议室是办公楼的重要组成部分，采用智能照明控制系统可对室内各照明回路进行调光控制，可预先设置多种灯光场景在控制面板中，使会议室在准备、报告、研讨、休息等不同的使用状态下都能有不同的灯光效果。同时会议室的灯光控制系统还可以和投影仪等各种演示设备相连：当需要播放投影时，会议室的灯能自动缓慢地调暗；关掉投影仪，灯又会自动地调亮。另外，当使用移动隔板将一个大房间分隔成几个小房间时，只需将控制面板的链接功能打到OFF档，各房间就可实现单独控制；而当需要一个大会议室时，只需将控制面板的链接功能打到ON档，各房间灯光就可实现联动控制，使用极其灵活、方便。