某办公建筑中智能照明应用对比分析

朱亮亮

(重庆市设计院有限公司，重庆 400015)

0 引言

随着经济和高新技术的不断发展，人们对生活环境的要求越来越高，在建筑的安全性、舒适性、节能性、自动化与信息化等方面均提出更高要求。在此背景下，智能照明控制系统已经走进大众视野，广泛应用于各类场所。本文通过对基于电力载波技术和基于总线技术(RS485、CAN、KNX等)两种智能照明控制系统进行分析对比，从而对工程设计应用中两种控制系统的选择应用提供一定的参考。

1 基于电力载波技术的智能照明控制系统

基于电力载波技术的智能照明控制系统(以下称为“系统一”)可以做到照明控制器与光源之间供电与控制回路安全高效二合一(即没有控制线路，将照明控制信号通过电力线和改变的交流电信号波形，传送至被控制的灯具)，控制信号稳定传输距离可达到1 000m以上，而且可以实现现场开关、手机APP、后台电脑等全方位传输控制，控制回路分配也可以在不更改任何物理线路的条件下按需随意更改控制照明LED灯具组，同时无需铺设控制线，控制设备模块化、简洁化。

该系统主要由主控制器(智能照明控制器)、多个解码控制器(导轨控制器)和与解码器相连的灯具(带解码芯片的LED灯具)构成。主控制器的输入端与电力线的进线端相连，输出端通过电力线与多个解码控制器连接，每个解码控制器均连接有与电力线相连的需要控制的灯具。

其控制原理：主控制器收到从远程控制终端传来的照明控制信号：(1)按照约定协议对照明控制信号进行编码；(2)按照数据序列的内容依次控制交流电信号的波形段发生改变，形成一组代表控制信号的波形数据组；(3)将该波形数据组通过电力线传给解码控制器；(4)解码控制器接收到从主控制器传来的波形数据组后，对波形数据组中每个波形所代表的数据进行解析，并按照波形数据组中波形的排列顺序将解析出的数据进行编码，形成与波形数据组对应的接收数据信号。解码器从数据信号中获得照明控制信号中所需要控制的灯具位置的地址位数据和控制灯具亮度的亮度位数据，对照约定的通信协议，只有灯具地址位的数据与解码控制器所对应灯具的位置数据相一致时，解码控制器才向灯具发出照明亮度控制信号，改变灯具的亮度，实现照明控制(灯具带读码芯片)。其系统结构示意如图1所示。

图1 电力载波系统拓扑图

2 基于总线技术的智能照明控制系统

基于总线技术的智能照明控制系统(以下称为“系统二”)以弱电总线通讯的方式控制强电末端设备，系统全部元件都通过一条总线连接，所有元件都可以相互交流信息，主要功能为灯光控制、窗帘控制、安全防范、AV设备及HVAC设备控制等，可对灯光进行各种控制(如开关控制、调光控制、分散集中控制、远程控制、延时控制、定时控制、光线感测控制、红外线遥控、移动感测控制、与其他设备系统的联动控制等)，其系统结构示意如图2所示。

图2 控制系统拓扑图

3 工程应用对比

下文以某办公建筑标准层为例，对比分析两种智能照明的具体工程应用情况。某公司装饰功能平面以及灯具布置如图3所示，平面功能包括会议室、资料室、经理室、办公室、业务区、走道、储藏间、卫生间等，灯具数量统计见图3中统计表,总控制分组数88路，就地控制面板开关30个。

图3 装饰功能平面以及灯具布置

分别采用“系统一”“系统二”后的配电箱设计，对比分析可知，“系统一”由于读码芯片设置在末端灯具上(解码器集中在控制器上)，系统结构简单，物理回路分配极大减少，且不受控制软分组要求的限制，如果不是受到《民用建筑电气设计标准》GB 51348-2019“照明系统中的每一单相分支回路电流不宜超过16A，光源数量不宜超过25个”的限制，该系统每一物理回路可以带更多的灯具，大大减少配电箱的物理回路出线。同时“系统一”可以不额外增设调光设备，实现对各分组灯具调光调色功能，整体调节亮度(不需要关闭部分灯具)，在节能的同时实现照度均匀性，从而避免了以往通过关闭部分灯具节能带来的照度不均匀的弊端。

另外，“系统一”可以大大减少平面的电气管线敷设，特别是可以直接取消控制回路所有管线，各处面板开关均可采用无线传播，节约了大量管线及施工成本。对比该办公楼层两种智能照明控制系统的具体设备清单及价格统计，如表1～2所示(电脑和网络交换机均利用该公司已有设备，不另外计价)。

由表1～2可知，“系统一”照明箱及各类元件总价2.15万元，“系统二”照明箱及各类元件总价8.41万元，再考虑上文已经对比分析的在平面电力管线、控制管线以及相应施工成本的差别，对比情况如表3所示。

电力载波技术智慧照明设备明细及造价统计表 表1

总线制智能照明设备明细及造价统计表 表2

两种控制系统管线费用对比表 表3

由表1～3可知，“系统一”的经济性优势非常突出，本文示例的项目“系统一”造价测算仅为“系统二”的24%，这仅是常规办公项目的造价差别，如果在一些调光需求大的场所(如会议室、宴会厅等)，“系统二”还需增加大量调光模块，而“系统一”无需增加任何设备，该经济性会更加突出，“系统一”造价甚至可以仅为“系统二”造价的20%以内，由此可见电力载波技术智能照明系统经济性能的优越性。

4 结束语

通过以上对比分析，基于电力载波技术的智能照明控制系统在办公类场所中具有明显的经济性优势(造价仅为总线式智能照明控制系统造价的20%～25%)，且该系统不受后期办公分隔或工位的改动影响，不需要更改物理线路，只需根据新要求重新分配系统控制软分组即可，具有很大的灵活性；当然，该系统目前存在的一个市场问题就是末端读码芯片需与灯具整合安装生产，虽然其灯具价格和市场上同类灯具持平甚至略低于其他灯具，但是灯具类型有限，不能满足所有功能场所需求，部分场所灯具需要和其他灯具产品方合作定制，但是随着市场的需求和该技术产品不断的推广应用，相信一定能够通过市场调节，多方合作发展，以满足市场的应用需求。