智能照明在联合国驻西非办公大楼中的应用

2021-04-02鞠凯杨建华杨昊明

智能建筑与智慧城市 2021年3期

鞠凯，杨建华，杨昊明

（山东省建筑设计研究院有限公司）

1 引言

随着建筑智能化技术的发展和普及，办公建筑更加注重智能化程度，其中照明设计智能化是对建筑智能化程度最直观的评价标准。联合国驻西非办公大楼项目位于塞内加尔首都，占地13.7hm2，主楼地上8层，地下1层，总建筑面积6.6万m2，是集联合国办公和附属设施为一体的综合性办公项目。

2 主要房间的照明设计方案

2.1 主要房间的照度要求

项目初期，综合法方建筑方案设计院的设计初衷和JGJ/T 67-2019《办公建筑设计标准》、GB50034-2013《建筑照明设计标准》及《照明设计手册》（第三版）中对办公建筑的设计要求，形成各主要功能房间的照度设计标准如表1所示[1,2]。表1中，Em表示照度，lx；U0表示照度均匀度（最小照度值与平均照度的比值）；Ra则表示光源的显色指数。

表1 主要房间的照度要求

考虑到该项目建成后需要承担国际级的重要会议和会晤，因此智能且智慧的照明设计至关重要。受限于篇幅，将以三个典型房间为例，对其照明设计及其控制方式进行介绍。

2.2 基于DALI的圆形会议室照明设计方案

圆形会议室项目的核心区域主要负责议题的投票表决。首先，在灯具的控制方面，为使房间更好地兼容多场景照明，采用具有单灯单控功能的DALI（数字可寻址照明接口）控制方式。该系统主要包括现场控制主机、控制面板以及DALI镇流器。其工作原理是将每个房间控制面板选择的不同场景信号传至DALI控制器，随后将预设逻辑传至房间内灯具的DALI镇流器上，最终实现场景的控制。但是需要注意几点问题。

①控制器一个接口最大允许的灯具数为64盏。

②灯具应兼容DALI协议。为此在灯具选择方面，选择具备DALI接口灯具的同时兼顾发光效率与显色性、以及投资方所属国的质检标准。最终选取iGuzzini illuminazione-QG57 Palco28.5（功率：51W；光通量：5000lm）和iGuzzini illuminezione-S.P.A- P243-LU28（功率：51W；光通量：6400lm）型号的两组LED灯具。最后进行照度计算及灯具布置，应注意在灯具布置时兼顾照度以及房间顶部装饰方案的兼容性。经DIALux多次试验调整，得到房间的灯具布置及等照度曲线计算结果如图1所示。

图1 圆形会议室照度计算结果

其中讲台区域平均照度（Em）为918lm；最大照度（Emax）及最小照度（Emin）分别为1415lm和573lm；照度均匀度（U0）为0.62。阶梯区域Em为574lm；Emax及Emin为871lm和345lm，U0为0.60。房间功率密度（LPD）最大为4.7 W/m2。综上所述，本设计同时满足设计指标及相关规范要求。

2.3 餐厅区域照明设计方案

考虑到餐厅为大面积公共场所，因此其灯具的控制选用集中照明控制系统实现。该系统相较DALI控制虽不能实现单灯单控，但可以通过控制面板对不同回路直接进行分断控制，成本相对较低且管理方便。在灯具选择方面，正常照明依据相同原则选用iGuzzini illuminezione-S.P.A- N167.47-LA50（功率：17W；光通量：2100lm）灯具。并选用ILDE WOOD S（功率：2W；光通量：270lm）灯具作为氛围照明。最后核验照度得到：Em为383lm；Emax及Emin为841lm和167lm，U0为0.44。LPD最大为1.9 W/m2。可见设计满足要求。

2.4 通道照明设计方案

通道部分的灯具应优先选择自动、无需人员介入的控制方式，同时应投资方对无障碍设计的需要，灯具均应具备不低于15min的延时功能。因此，选择将公共区域的灯具每3个分为一组，2个声光控+时控点亮和1个常态点亮，并通过开关延时功能实现延时的控制方式。为此选择了筒灯（iGuzzini illuminazione-Q807）（功率：14W；光通量：1180lm），作为保证照度的灯具。选用了LED灯带作为常态点亮灯具，以期实现更好的视觉效果。对上述方案进行照度计算，得Em为155lm；Emax及Emin为240lm和89.7lm，U0为0.58。LPD最大为2.0W/m2，满足要求。

2.5 办公楼整体的照明控制方案

如此庞大且重要的建筑灯光仅采用上述分布式的控制方式是远远不够的，需要统一的平台对整个建筑物的灯光进行总体把控。为此设计了GTB（建筑物智能管理）系统，该系统由控制主机，控制分机、数据接口以及传感器组成，其中主机位于整栋建筑的主控室内；控制分机设置在楼层配电间的照明配电箱中；传感器可以依据需求选择，诸如有人存在检测等各种方式，作为系统的触发信号。通过该系统可以轻易实现时间段的照明控制，突发事件的灯光启动，管理人员可根据需要修改照明方式和依赖数据接口进一步实现与智能化系统DDC的通信，使灯光具备更强的智能性。

3 配电线路与保护装置的选择

灯具的配电线路通常采用导线进行敷设，且处于配电末端。诸如短路、电弧等故障易于发生，因此如何保护照明的供电线路与其控制方式同等重要。为防止照明配电线路发生短路故障和电弧故障，采用微型断路器+故障电弧保护的方案保护配电线路。依据《低压配电设计规范》，末端短路电流不能小于断路器瞬时或短延时整定电流的1.3倍，因此需要灵敏度校验[3,4]。经计算，本项目灯具回路的计算电流均小于16A，在前级断路器统一选择C型脱口曲线的16A断路器作为短路保护器件的条件下。依据19DX101-1《建筑电气常用数据》中公式，最终得不同线径导线的最长供电距离为：WDZ-BYJ-3×2.5 mm2导线对应46m供电距离；WDZ-BYJ-3×4mm2导线对应73m供电距离；WDZ-BYJ-3×2.5 mm2导线对应110m供电距离；WDZ-BYJ-3×10 mm2导线对应183m供电距离。由此可知，照明配电线路的设计应同时兼顾断路器参数、回路长度及导线线径等因素。