智能照明控制系统在室内照明节能设计中的应用

2022-01-12刘利萍

光源与照明 2021年6期

关键词：节约能源车库灯具

刘利萍

重庆市设计院有限公司，重庆 400015

0 引言

照明节能设计除了与灯具选型有关，与照明控制系统也息息相关。科技的不断发展为照明控制系统的发展提供了技术支持，利用智能照明控制技术，可有效实现能源的节约，提供舒适的照明环境，同时使运行管理变得更加方便、快捷、高效。

1 智能照明控制系统的应用发展需求

（1）智能化。随着科技的不断发展，智能化逐渐融入民众的日常生活，如今在照明控制中运用十分广泛。目前，智能照明控制方式的解决方案主要分为有线方式和无线方式。有线方式主要包括KNX总线式、DALI总线、专用总线、以太网方式等；主流产品包括ABB i-bus，施耐德C-Bus、爱瑟菲等。无线方式包括红外线、无线局域网、蓝牙、ZigBee、ZPLC电力通信技术等，主流产品包括三雄极光的雷达感应单灯控制系统、2.4 G无线智能照明控制系统等。这些智能照明控制系统可以实现各种不同功能，满足不同场所以及不同使用个体的使用需求，从而达到节能、方便管理和舒适照明环境的目的。

（2）节能。随着“双碳”目标的提出，我国的绿色发展之路提升到一个新的高度——降低碳排放，助推高质量发展。低碳节能政策的进一步推进，对绿色建筑提出更高的设计要求，绿色照明是绿色建筑设计一个重要的组成部分。绿色照明是节约能源、保护环境、有益于提高人们生产、工作、学习效率和生活质量的照明形式，即在满足照明质量要求的前提下需节能环保。绿色建筑的高质量发展需充分利用智能照明控制技术，选择合理的照明控制方式，有效利用自然采光，降低能耗，减少二氧化碳的排放，提高供电系统的节能效率，同时提供舒适的照明环境和便捷的管理方式。

（3）系统功能。智能照明有线控制方式采用模块化设计，主要由智能终端控制模块、传感器、触摸屏、时钟控制器、智能面板、总线耦合器、网关、中央监控软件等组成，能实现多场景、亮度调节、定时、时序、多点等控制功能。利用智能传感器感应室内外亮度可自动调节灯光，充分利用自然光，以保持室内恒定照度，既能使室内有最佳照明环境，又能达到节能的效果。根据各区域的工作运行情况进行照度设定，并按时自动开、关灯，以提供舒适、可靠的照明环境，从而最大限度地节约能源。2.4 G无线智能照明控制系统核心器件集成到智能开关和光源，优化了系统架构，免布控制线，安装方便快捷，同时能满足视频和音频信号的传输，尤其适用于既有建筑改造项目，不需要改变原有线路。该系统由智能照明控制器、智能开关、感应器、调光调色光源组成，能实现场景控制、亮度调节、时序控制、感应控制、远程控制、色温调节等功能，从而为人们提供舒适的照明环境和节能，让照明管理更简单、高效。雷达感应单灯控制特别简单，每盏灯具自带感应器，每个灯具是个独立的受控单元，不需要布线和组网等，灯具高低亮度自动转换，当有人或车进入感应探测范围时，灯具自动全亮，人或车离开后延时自动进入低亮度待机状态。

2 智能照明控制系统在照明节能设计中的应用策略

（1）合理选择智能照明控制系统。室内空间照明与人们的日常生产、生活息息相关，良好的空间照明不仅能满足人们的基本需求，还能提供更舒适的视觉环境，减少光污染，从而为人们带来更好的生活体验。在项目初期，相关人员需充分了解项目需求，分析项目特点以及想达到的目的，精准定位，合理选择智能照明控制系统[1]。

（2）优化照明设计，有效节约能源。根据选定的智能照明控制方式和使用场所的功能特点，选择高光效且与控制系统相适应的灯具，以优化照明灯具布置，合理分配照明配电回路和控制回路，有利于智能照明控制系统实现必需的照明控制功能，达到预期场景效果，同时节约能源。

（3）充分利用自然光源。充分且合理运用自然光源可以有效地降低用户对照明系统的依赖程度，还能够节约能源。在实际设计过程中，为了有效利用自然光源，在建筑总体布局时需结合场地条件，确定合理的建筑布局、形体、朝向和间距，在房间设置有效的采光窗。利用智能照明控制系统的传感器自动跟踪外部自然光线的变化来调节临窗灯光，充分利用自然光源，达到节能的目的[2]。

3 智能照明控制系统相关应用案例

3.1 某小学停车库智能照明方案

学校内建筑一般修建时间较早，没有预留过多的停车空间，为了解决周边停车位严重不足的问题，学校利用现状操场地下空间建设停车楼，节约了城市土地资源，有效解决了片区停车难的城市通病。现有停车位约180个，主要用于周边上下班客户停车，停车时间比较固定。另外，周边建筑年代已久，根据用户使用需求、现状条件、投资情况，车库照明选用雷达感应灯，单灯感应控制，安装布线简单快捷，运行维护简单、方便，对管理人员技术水平的要求较低，仅需简单的更换即可解决问题[3]。

根据相关设计，当有人进入感应探测范围时，灯具自动全亮，人离开后延时自动进入低亮度节电状态。与传统车库照明的区别在于，这一停车库采用雷达感应灯，且一个柱网内多个灯具不需要分回路供电来满足节能控制的需求，节约了线缆和人工成本，在其他成本基本不变的情况下可以达到高效节能的目的。

3.2 某车库照明改造方案

某车库建成十余年，为大型停车库，由于周边居民停车需求较小，车库一直闲置。根据周边地块发展情况，当前停车需求有明显增加，客户经过全面分析，决定对车库照明进行改造。经现场调研，车库较大且长，原有的智能照明控制系统已经损坏，车库内照明灯具损坏较多，照明管线还可利用。基于甲方经济适用、方便管理、节约成本的原则，设计方案采用2.4 G无线智能照明控制系统，智能照明控制器与智能开关之间采用2.4 G无线网络，智能开关与光源之间采用ZPLC电力通信技术，智能照明控制系统核心器件集成到智能开关和光源，配电线路无须调整。系统由智能照明控制器、智能开关、感应器、调光光源组成，具备场景控制、亮度调节、时序控制、感应控制、远程控制等功能，人来灯全亮，人走后进入低亮节能模式，做到高效节能、智慧管理、舒适照明。车库智能照明控制系统框图如图1所示。

图1 车库智能照明控制系统框图

3.3 某档案馆智能照明方案

该档案馆为新建建筑，除了具有档案整理、存储功能，还具有档案查阅和利用的功能。档案馆设有库房、技术用房、查阅大厅、展厅、报告厅等，对外开放区域主要有查阅大厅、展厅、报告厅，这些场所有特殊的使用需求，需达到一定的场景效果以烘托其环境艺术风格，增强其艺术感染力。大厅、展厅的照明需随自然光的变化自动调节人工照明的强弱，且考虑极少人参观时的灯光控制，保持合理的照度和节约能源。

基于上述需求，传统的照明控制已经不能满足要求，设计采用KNX总线智能照明控制系统。该系统完全开放、可靠性高、组网方便且灵活，采用模块化设计，干线之间采用IP路由器接入，主要由智能终端驱动控制模块、传感器、时钟控制器、智能面板、中央监控计算机等组成。库房主要用于存储，使用频率相对较低，因此采用移动感应控制。对展厅、报告厅、服务大厅实现多场景、移动感应、DALI调光等控制功能，充分利用自然光源，提供合适气氛的室内照明环境。所有工作照明设置有集中电源管理，在无人时确保照明灯具关闭。采用智能照明控制系统，不仅提供了舒适的照明环境，还可以有效节约能源。档案馆智能照明控制系统框图如图2所示。