西南某证券大楼智能照明控制系统设计

2018-09-13宁永生

现代建筑电气 2018年8期

宁永生

(重庆市设计院, 重庆 400015)

0 引言

智能照明控制通过节能模型、智能开关、智能调光、红外传感器实现“人来灯亮,人走灯灭”或“人来灯亮,人走灯暗”,采用各种灯光场景设定与分区照明等一系列照明控制策略,可实现照明节能和绿色照明。据统计,建筑室内照明智能控制中照明节能率可达15%～75%。

随着LED等节能光源的广泛应用及其与照明智能控制融合,超越传统照明功能的智能照明控制系统能充分有效发挥照明节能的潜能,在光源充分节能的基础上通过控制手段节约能源,实现绿色照明。特别对于5A办公楼,照明场所功能多样,照明负荷占比较大,并且对办公环境和照明场景要求较高,因此智能照明控制技术显得尤为重要[1-3]。

1 项目概况

西南某证券大楼总建筑面积为11.8万m2,其中地上建筑面积为7.6万m2,地下建筑面积为4.2万m2,地上39层,地下6层,建筑总高度为198.6 m。该工程拟建5A写字楼,主要包括证券总部办公和文化区,与证券业相关的银行、基金、信托、保险、担保及律师、会计师、审计师事务所等中介机构办公区;配套设施为展览厅、多功能厅、会议中心、餐厅、厨房、健身中心、商务中心、数据机房、地下车库及设备用房等。

2 照明控制系统要求

该工程按照5A办公楼进行常规照明系统设计,包括一般工作照明、疏散照明和应急照明。应急照明和疏散照明采用智能应急照明系统。一般工作照明按照楼层设置照明总箱,按区域或办公室设置若干分箱;车库按照防火分区设置照明配电箱。整个办公大楼一般工作照明控制采用智能照明控制系统。各个分区控制要求如下:

(1) -6F～-1F车库。地下车库照明采用分区控制,车库的照明分为车道照明和车位照明,智能照明采用分时段控制模式,工作日8∶30～10∶00,车道和车位照明全部打开;10∶00～17∶00,关闭50%车道和车位照明;17∶00～18∶30,打开全部车道和车位照明;18∶30～20∶00,关闭50%车道和车位照明;20∶00～8∶30,关闭车道和车位一般照明,开车库标识照明;节假日8∶30～18∶00,打开25%车道和车位照明;节假日其他时段,只开车库标识照明。

(2) 1F大厅。大厅要求通过智能控制调光最大限度地提供舒适的环境。靠近外窗的灯具分回路单独控制,充分利用自然光,实现日照自动补偿,当自然光达到要求时关闭部分靠外窗的灯具,以达到节能。系统能够根据大楼的运行时间自动调整灯光效果。

(3) 2F～6F会议室、报告厅、咨询厅、餐厅。根据各个场所的使用情况和场景要求由智能照明控制系统自动管理,系统能根据不同场所的运行时间和要求自动调整灯光效果。

(4) 7F～39F办公室。智能照明控制系统对办公室采用不调光控制,上班时自动点亮办公室灯具,下班时关闭灯具;如果有人加班,则由安装于办公室入口的智能传感器点亮加班人员所在区域的灯具。

3 智能照明控制系统设计

3.1 智能照明控制系统的选择

目前,主流的智能照明控制系统是总线式智能照明控制系统,包括基于分布式控制总线(Distributed Control System,DCS)原理和现场控制总线(Field Control System,FCS)原理的控制系统,而在建筑照明领域,现场控制总线居多。

现场控制总线是由一系列基于微处理机的分布式智能控制模块组成的控制总线,可脱离主控设备运行,不会因上位机故障而瘫痪,可靠性高。基于现场控制总线的智能照明控制系统,遵循ISO/OSI、TCP/IP 通信协议和IEEE 802局域网(以太网) 标准,有与这些标准对应的开放性能、通信带宽、传输速率、传输介质和网络拓扑。现场控制总线式智能照明控制系统的底层遵循IEEE 802局域网标准,采用非屏蔽五类线。总线式智能照明控制系统可以扩展成中、大型智能照明控制网络。

现场控制总线式智能照明控制系统具有开放性,运用智能网关、智能路由器、交换机、光纤与光纤交换机或无线基站AP,可以与任意不同通信协议的有线或无线通信网络互联,如通过RS-485、WLAN、WiFi、ZigBee、DMX512、GPRS/3G、4G等,既可灵活升级或扩展成为多功能、远程控制的开放系统,又可实现任意地域的笔记本、智能手机、平板电脑等手持终端的无线移动式灯光场景监控。

智能照明控制系统在多年发展过程中已从照明控制延伸成为智能建筑、楼宇自动化与建筑能源管理系统。该工程选用C-Bus总线照明控制系统。

3.2 C-Bus总线运行原理

C-Bus智能照明是分布式、总线型的控制系统,其内置微处理器,通过一条非屏蔽双绞线(UTP5)作为总线连接。C-Bus系统的执行需要软件设置,每个单元都有一个单元地址,软件通过此地址设定各个单元的具体功能。当软件设定完成时输入单元获得信号,通过C-Bus网络对办公室等场所照明进行控制。C-Bus总线控制原理如图1所示。

图1 C-Bus总线控制原理

3.3 智能照明控制的系统构成

该工程以办公室为主,还有车库、会议室、报告厅、咨询厅、餐厅等业态。智能照明控制系统由管理计算机、中央控制器、智能开关模块、调光模块、人感光传感器、彩色触摸屏等组成。系统管理层采用TCP/IP组网模式,设备层采用C-Bus总线电缆手拉手连接方式。

系统设置:1F大厅、主要办公室、会议室、餐厅、报告厅、咨询厅、公共区域采用彩色触摸屏集中控制,满足现场智能面板控制灯的开关、亮度、色温和场景的需求;办公区采用现场智能面板实现场景控制,并达到集中管控;地下车库实现集中控制;管理人员可通过PC、平板和手机设置不同的灯光时序和管理权限,以对照明系统进行管理和监管。

C-Bus总线智能照明控制系统如图2所示。

图2 C-Bus总线智能照明控制系统

3.4 智能照明控制与光源的协调统一

智能照明控制系统节能效果十分明显,但如果控制的光源不恰当,会对电源产生影响。如在一些对气体放电光源进行调光的模块,如果不采取措施,非但达不到节能的效果,还会增加电耗。该工程主要采用LED光源,智能控制系统与LED光源结合,光源和控制系统均能够达到很好的节能效果。

3.5 智能照明控制系统与大楼的集成

智能照明控制系统是大楼智能化系统中的一个子系统。智能化大楼的各个子系统要进行系统集成,必须具备兼容的通信接口和协议。楼宇智能化系统最好能采用分布式、集散型方式,各个控制子系统相对独立,实施具体的控制,即对各控制子系统只起信号收集、监测的作用。因此,作为子系统之一的智能照明控制系统从设计上应充分考虑与上级系统的接口和协议问题。