简析智能照明节能控制及管理技术在公共建筑工程的应用

赵小强

（贵州建工集团第一建筑工程有限责任公司 贵州贵阳 550001）

简析智能照明节能控制及管理技术在公共建筑工程的应用

赵小强

（贵州建工集团第一建筑工程有限责任公司 贵州贵阳 550001）

随着人们生活质量的不断提高，人们对节能问题的关注程度也在逐渐提高。人们希望照明系统不仅要美观，还要节能。照明系统已经成为公共建筑工程的重要组成部分。相对来说，公共建筑工程对照明节能的要求更高，智能照明节能系统的控制对公共建筑工程的运行有很大的影响。公共建筑工程面积较大，基础设施较多，合理的控制智能照明节能系统，才能真正发挥出公共建筑工程的作用。本文主要阐述了智能照明节能控制及管理技术途径以及智能照明节能控制及管理技术在公共建筑工程中的应用对策。

智能；照明节能；公共建筑；应用

公共建筑工程具有很高的照明节能潜力，合理的控制公共建筑工程的照明负荷，才能实现资源的合理利用。2013年国家制定了《节能新标准》，该标准提出了节能新要求，特别是对公共建筑工程的照明提出了新的控制要求和标准。要想达到节能标准，相关部门就必须加强智能照明节能的控制和管理，提高控制和管理水平。

1 智能照明节能控制及管理技术途径

1.1 照明灯灯源的控制

要想合理的控制智能照明，就需要从控制光源入手。从2004年到2015年，白炽灯逐渐被荧光灯所取代。如今，公共建筑工程都在使用荧光灯照明。通常情况下，荧光灯的光色指数为Ra≥81，荧光灯的温度为2600～5000K，荧光灯的光透度在2800lm左右，荧光灯的功率不能小于0.95。卤化物灯也是比较常见的照明灯。虽然卤化物灯具有功率大、质量好优点，但是卤化物灯是不建议长期使用的。卤化物灯中含有大量的汞元素，会给人体健康带来危害。通常情况下，公共建筑工程的顶部会安装卤化物灯。LED灯也是人们比较常见的照明灯，LED灯具有使用寿命长、高光通量，高光照效率，环保无毒，不频闪，无紫外线，保护视力，不含汞等节能的优点。在未来，LED灯很有可能会取代荧光灯，成为人们首选的节能灯。相对来说，公共建筑工程的电费是比较高的，在满足基本用电需求的前提下，合理的控制和管理智能照明灯具，可以降低公共建筑工程的运行成本，降低能源的消耗。

案例：某座3万m2的公共建筑工程，商业用电的费用是1.0元/度，原设计为普通T5、T8荧光灯灯管，如果该工程全部使用LED灯作为照明灯，该工程每年可以节省电费20万度左右，二者详细比对数据如表1。

从表1可以看出，用量最大的是2×28W的T8双管荧光灯管。

表1 原设计灯具清单

从表2可以看出，优化设计后，用量最大的灯具为2×15W的1.2mLED T8灯管。

表2 优化设计后灯具清单（LED灯管）

采用LED灯具后，相比传统光源，每年节电382118-177421=204697度，节电率=204697/382118=53.6%（如表3）。

单栋楼按电费1.0元/度算，则每年可节省电费20.46万元，5年可节省电费102.3万元。

采用LED灯具优化设计后的照明效果分析（原设计灯具地面平均照度为127lx），见图1。

图1说明，优化后的LED灯具工作面平均照度为196lx，完全满足使用要求。

根据国家发改委公布的通用算法，每节省1度电，可相当于减少使用标准煤0.4kg，减少使用纯净水4kg，减少排放CO2（二氧化碳）0.78kg，减少排放SO2（二氧化硫）0.0263kg，减少排放NOx（氮氧化物）0.0131kg，减少TSP（总悬浮物颗粒）0.238kg。

采用LED照明，预计每年可节省电达20.4697万度，可折换成每年节省标准煤81.87t，节省纯净水818.788t；可以有效减少温室气体及其他有害气体的排放，其中可以减少排放CO2（二氧化碳）159.66t，可减少排放SO2（二氧化硫）5.38t，减少排放NOx（氮氧化物）2681kg，减少TSP（总悬浮物颗粒）48.71t，具有很好的节能减排效果，社会效益明显。

综上所述使用LED灯管的节能效果是非常明显的。且LED灯使用寿命长，是大型公共建筑工程节能的首选。由此也可以看出，LED灯已经逐渐取代了荧光灯。通常情况下，公共建筑工程的公共区域可以使用2×15W的LED灯作为主要照明灯，使用1×13W的LED灯作为辅助照明灯，这样的配比可以大大降低公共建筑工程的运行成本。

表3 节电效益计算（按照每天亮灯12h，年工作时间按260d算）

图1

1.2 照明灯集成管理

随着社会的快速发展，智能照明节能控制手段被广泛应用在公共建筑工程节能控制中，改变了传统的手动节能控制方式。手动节能控制方式就是人为操控照明灯的开关。但是，公共建筑工程面积大，结构复杂，照明灯数量较多，这在一定程度上增加了控制人员的工作难度，也不利于公共建筑工程照明灯的管理。为了节省时间，提高照明灯节能管理人员的工作效率，照明灯管理人员可以使用计算机技术实现照明灯资源的共享，建立合理的照明灯数据库。

2 智能照明节能控制及管理技术在公共建筑工程应用的对策

2.1 合理划分照明灯的线路

如今，很多大型公共建筑工程内部都在使用LED灯，照明灯的功率下降了35%。在智能节能照明灯控制和管理的过程中，照明灯节能管理人员一定要科学的进行线路划分，线路划分的合理性对照明灯的管理有很大的影响。线路划分的越合理，照明灯的管理就会越合理，节能的效果就会越明显。公共建筑工程室内照明线路可以划分成五个部分，每个部分都有不同的功能。

2.2 建立照明灯控制和管理系统

公共建筑工程照明灯的控制和管理系统分为四个部分：①驱动器；②传感器；③系统元件；④系统服务器。系统会根据公共建筑工程每个区域用电的特点来调节和控制照明灯。公共建筑工程结构复杂，系统需要划分成多个板块对工程内的照明灯进行控制和管理，提高控制和管理的有效性。通常情况下，系统的一个IG需要连接16条线路，每条线路可以连接64个控制设备。但是，如果线路连接设备数量过多，就会出现管理混乱的现象。因此，每条路线连接60个控制设备是比较合理的。控制系统中，每条线路的长度不能超过1100m，两个设备之间的距离必须小于750m。如果设备之间的距离过长，就会影响管理的效果。

公共建筑工程照明灯控制管理系统的合理性主要体现在以下几个方面：①照明灯的控制和管理系统是使用先进技术对工程内照明灯的线路进行控制和管理；②照明灯的控制和管理系统经过实验分析，控制和管理技术相对成熟；③照明灯的控制和管理系统有很强的扩展性，随着社会的发展，公共建筑工程结构会发生变化，该系统必须留出一定的接口，防止照明线路发生变化；④照明灯的控制和管理系统具有很强的可控性，虽然照明灯的控制和管理系统是使用计算机技术进行操控，但是该系统也必须拥有手动的功能，增强该系统操作的可控性。

我国开发的公共建筑工程照明灯控制管理系统是由四部分组成：①计算机；②控制器；③读码器；④LED照明灯。系统可以对公共建筑工程内的260台控制器发出信号，每台控制器又可以连接四台DMX521解码器，每台DMX521解码器又可以和60个LED照明灯相连接。通过这样的相互连接，系统就可以对公共建筑工程内的照明灯进行控制和管理。不同区域的照明灯需要使用不同的管理控制手段，增强控制和管理的合理性照明灯控制系统结构图如图2所示。

图2 照明灯控制系统结构图

案例：某机场面积非常庞大，需要照明灯节能控制的区域非常多，该机场内由照明线路8000条，照明灯95000个。该机场属于大型公共建筑工程，该机场的照明灯节能管理存在很大的难度。管理人员先在机场内设置3～4个照度等级，然后用照明灯对照度等级进行测定。测定结果符合控制系统的要求，管理人员就可以把8000条照明线路以95000个照明灯连接在控制系统上，提高照明灯节能管理的合理性。在该机场控制系统中也要保证每条线路的长度不能超过1100m，两个设备之间的距离必须小于750m。如果线路之间的距离不能得到合理的控制，该系统就失去了控制的合理性，也就无法达到照明灯节能的目的。

3 结语

公共建筑工程结构复杂，建筑物内照明灯数量众多，建立照明灯监控系统对公共建筑工程内的照明灯进行控制和管理，可以大大提高照明灯管理人员的工作效率，减少能源的消耗。如今，在公共建筑工程照明灯内加入控制器，就可以对公共建筑工程内的照明灯进行定时控制，照明灯达到设定的时间就会自动关闭或是自动开启，提高了公共建筑工程照明灯控制和管理的合理性。在未来，LED灯将取代荧光灯，LED灯有很高的推广意义。只有不断提高公共建筑工程智能照明灯的节能控制和管理水平，才能实现资源和社会的可持续发展。

[1]邵民杰，涂强，闵加.智能照明节能控制及管理技术在机场工程中的应用[J].低压电器，2008（20）.

[2]邵民杰，涂强，闵加.智能照明节能控制及管理技术在机场工程中的应用[A].中国照明学会.中国照明论坛——绿色照明与照明节能科技研讨会专题报告文集[C].中国照明学会，2008（9）.

[3]何叶.建筑电气照明节能技术的研究[D].长安大学，2014.

[4]宋玮.公共照明能效评价与节能优化研究[D].哈尔滨工业大学，2014. [5]苏宁.大型医院建筑设备监控系统的设计[D].广西大学，2013.

TU88

A

1673-0038（2015）35-0200-03

2015-8-13

赵小强（1976-），男，汉族，贵州遵义人，工程师，大专，主要从事施工现场项目管理工作，研究方向为建筑节能。