摘要：現(xiàn)代建筑中的照明不僅要求能為人們的工作、學(xué)習(xí)、生活提供良好的視覺條件，營造出具有一定風(fēng)格和美感的室內(nèi)環(huán)境以滿足人們的心理、生理等需求，而且還要實現(xiàn)管理智能化和操作簡單化，靈活適應(yīng)未來照明布局和控制方式變更要求。智能照明應(yīng)用在現(xiàn)代建筑中，不僅能創(chuàng)造出舒適的生活、工作環(huán)境以及現(xiàn)代化的管理方式，而且還能實現(xiàn)可觀的其他效益。
1 智能照明系統(tǒng)控制方式與可實現(xiàn)功能
智能照明控制系統(tǒng)主要功能為燈光控制、窗簾控制、安全防范控制等，可實現(xiàn)燈光的開關(guān)控制、調(diào)光控制、分散集中控制、遠(yuǎn)程控制、延時控制、定時控制、光線感測控制、紅外線遙控、移動感測控制、與其他設(shè)備系統(tǒng)的聯(lián)動控制等。智能照明控制系統(tǒng)控制方式方便、靈活、易于維護(hù)。
1.1 照明控制方式
按照對各功能區(qū)域的不同要求，采用不同的控制方式：
1） 通過合理管理如計算機(jī)集中控制、定時控制或光感控制，在需要的時候?qū)⑿枰膮^(qū)域如一樓大廳、地下車庫等，通過調(diào)光的方式或智能開關(guān)的方式將燈光控制到合適的照度，以節(jié)約能源和降低運行費用。
2） 在某些重要區(qū)域（如小會議室、大會議室、領(lǐng)導(dǎo)辦公室等場所）通過調(diào)光方式和場景預(yù)設(shè)置功能進(jìn)行控制，能夠產(chǎn)生各種燈光效果、營造不同的燈光環(huán)境，給人以舒適完美的視覺享受。
3） 通過定時控制及移動感應(yīng)控制的結(jié)合，保證公共通道如走廊、電梯廳的燈光在上班期間定時開啟，下班定時關(guān)閉70%的燈光，同時自動啟動移動感應(yīng)器，有人走動時開啟燈光，人走開后自動關(guān)閉，達(dá)到節(jié)能、便于管理的目的。
4） 通過在適當(dāng)?shù)奈恢萌绻矃^(qū)域設(shè)置現(xiàn)場控制面板，方便現(xiàn)場操作控制。
5） 靈活分區(qū)域進(jìn)行照明控制和用電量控制。
1.2 可實現(xiàn)的功能
通過以上多種控制方式可滿足辦公大樓所需的以下各種功能要求：
1） 在燈光照明與室外自然光結(jié)合的區(qū)域，如一樓大堂、大會議室，具有日照補(bǔ)償功能，當(dāng)自然光線超過一定照度時，光線感應(yīng)器可自動將部分或全部燈光關(guān)閉。另外，在大會議室中，當(dāng)自然光線超過一定照度時，可自動將電動窗簾放下，反之，則將窗簾開啟。
2） 在某些區(qū)域如會議室等，可與門禁系統(tǒng)聯(lián)動或采用移動感應(yīng)的方式，當(dāng)有開門動作時，可自動打開相關(guān)區(qū)域的照明燈。
3） 通過光敏傳感器可控制大廈外立面的泛光照明及航空障礙照明。
4） 通過定時控制、中央控制及移動感應(yīng)控制的方式實現(xiàn)大廈內(nèi)無人管理區(qū)域的照明自動控制。
5） 可通過中控電腦監(jiān)視和控制，進(jìn)行用電量管理和分區(qū)計量。
6） 靈活的照明控制和控制內(nèi)容的修改。
7） 對于公共走道，通過紅外感應(yīng)探測感知人的活動，實現(xiàn)人來燈亮，人走燈滅。
8） 對所有場所可以設(shè)置時間模式，根據(jù)季節(jié)、作息時間等調(diào)整編制時間模式，回路自動按程序開啟。
2 智能照明與傳統(tǒng)照明系統(tǒng)比較
2.1 單控電路系統(tǒng)比較
傳統(tǒng)照明單控電路特點：控制開關(guān)直接在負(fù)載回路中;當(dāng)負(fù)載較大時，需相應(yīng)增大控制開關(guān)的容量;當(dāng)開關(guān)離負(fù)載較遠(yuǎn)時，大截面電纜用量增加;只能實現(xiàn)簡單的開關(guān)功能。
總線式智能照明簡單的開關(guān)特點：負(fù)載回路連線接到輸出單元的輸出端，控制開關(guān)用五類線與輸出單元相連。負(fù)載容量較大時僅考慮加大輸出單元容量，控制開關(guān)不受影響;開關(guān)距離較遠(yuǎn)時，只須加長控制總線的長度，節(jié)省大截面電纜用量;可通過軟件設(shè)置多種功能（開/關(guān)、調(diào)光、定時等）。
2.2 雙控電路系統(tǒng)比較
傳統(tǒng)照明雙控電路特點：實現(xiàn)雙控時用兩個單刀雙擲開關(guān)、開關(guān)之間連接照明電纜;進(jìn)行多點控制時開關(guān)之間的電纜連線增多，使線路安裝變得非常復(fù)雜，工程施工難度大。
總線式智能照明系統(tǒng)雙控電路特點：實現(xiàn)雙控時只需簡單地在控制總線上并聯(lián)一個開關(guān)即可;進(jìn)行多點控制時，依次并聯(lián)多個開關(guān)即可，開關(guān)之間僅用一條五類線連接，線路安裝簡單省事。
2.3 控制方式比較
傳統(tǒng)控制采用手動開關(guān)，必須一路一路地開或者關(guān)，控制方式也只有開和關(guān)，必須由工作人員到每個開關(guān)處對每條線路進(jìn)行控制，開關(guān)距離較遠(yuǎn)的，控制起來就較為麻煩了;智能照明控制，采用低壓二次小信號控制，控制功能強(qiáng)、方式多、范圍廣、自動化程度高，通過實現(xiàn)場景的預(yù)設(shè)置和記憶功能，操作時只須按一下控制面板上某一個鍵即可啟動一個燈光場景（各照明回路不同的亮暗搭配組成一種燈光效果），各照明回路隨即自動變換到相應(yīng)的狀態(tài)。上述功能也可以通過其他界面如遙控器等實現(xiàn)。
2.4 照明方式比較
傳統(tǒng)控制方式單一，只有開和關(guān);智能照明控制系統(tǒng)采用“調(diào)光模塊”，通過燈光的調(diào)光在不同使用場合產(chǎn)生不同燈光效果，營造出不同的舒適的氛圍。
2.5 管理方式比較
傳統(tǒng)控制對照明的管理是人為化的管理;智能控制系統(tǒng)可實現(xiàn)能源管理自動化，通過分布式網(wǎng)絡(luò)，只需一臺計算機(jī)就可實現(xiàn)對整幢大樓的管理。
圖1 總線制智能照明控制系統(tǒng)圖
3 智能照明控制與節(jié)能分析
3.1 集中管理，減少為浪費
現(xiàn)代高層為公樓中，人為造成照明能源浪費的現(xiàn)象仍然非常嚴(yán)重，無論房間有人還是無人，經(jīng)常是大面積“長明燈”。智能照明系統(tǒng)既能分散控制又能集中管理，在大樓的中央控制室，管理人員通過操作鍵盤即可關(guān)閉無人房間的照明燈。根據(jù)具體的要求，點亮部分回路，改變照明區(qū)域。
3.2 自動調(diào)光，充分利用自然光
智能照明系統(tǒng)中的光電感應(yīng)開關(guān)通過借助各種不同的預(yù)設(shè)置控制方式和控制元件，對不同時間不同環(huán)境的光照度進(jìn)行精確設(shè)置和合理管理，實現(xiàn)節(jié)能。這種自動調(diào)節(jié)照度的方式，充分利用室外的自然光，只有當(dāng)必需時才把燈點亮或點到要求的亮度，利用最少的能源保證所要求的照度水平。依據(jù)不同的時間、日期按照各個功能區(qū)的運行狀況進(jìn)行光照度的設(shè)定，不需要照明的時候，做到將燈關(guān)掉。一般來講，越靠近窗自然光照度越高，從而人工照明提供的照度就低，但合成照度應(yīng)維持在設(shè)計照度值。
3.3 安裝便捷，節(jié)省線纜
智能照明系統(tǒng)通常采用二線制系統(tǒng)，以一對UTP五類線作為控制總線，將系統(tǒng)中的各個輸入，輸出和系統(tǒng)支持單元連結(jié)起來，大截面的負(fù)載線纜從輸出單元的輸出端直接接到照明燈具或其他用電負(fù)載上，而無須經(jīng)過開關(guān)。
3.4 延長燈具光源的壽命
燈具損壞的致命原因是電網(wǎng)過電壓，只要控制過電壓就可以延長光源的壽命。智能照明控制系統(tǒng)采用軟件啟動的方式，能控制電網(wǎng)沖擊電壓和浪涌電壓，使燈絲免受熱沖擊，使燈具壽命進(jìn)一步得到延長。無論是熱輻射光源，還是氣體放電光源，電網(wǎng)電壓的波動是光源損壞的一個主要原因。因此，有效地抑制電網(wǎng)電壓的波動可以延長光源的壽命。智能照明控制系統(tǒng)中開閉控制模塊內(nèi)部采用智能芯片控制技術(shù)，對電源參數(shù)進(jìn)行實時檢測運算后，通過調(diào)整輸出至照明負(fù)載側(cè)的電壓，確保燈具在較理想的電壓范圍內(nèi)穩(wěn)定工作，能成功地抑制電網(wǎng)的浪涌電壓，同時還具備了電壓限定和限流濾波等功能，避免過電壓和欠電壓對光源的損害。
3.5 節(jié)約能源，降低運行維護(hù)費用
與傳統(tǒng)的照明控制方式相比較，可以節(jié)約電能20%以上。充分利用室外的自然光，利用最少的能源保證所要求的照度水平。智能照明控制系統(tǒng)中對熒光燈等進(jìn)行調(diào)光控制，由于采用了有源濾波技術(shù)的可調(diào)光電子鎮(zhèn)流器，降低了諧波的含量，提高了功率因數(shù)，降低了無功損耗。
4 某智能寫字樓智能照明控制系統(tǒng)解決方法
4.1 智能寫字樓照明區(qū)域劃分
智能寫字樓照明可分為辦公區(qū)照明、功能區(qū)照明、輔助區(qū)照明、車場照明及建筑物的泛光照明。
4.1.1 辦公區(qū)照明
1） 員工辦公區(qū)
由于員工辦公面積較大可以將整個員工辦公區(qū)分成若干個獨立的照明區(qū)域，采用場景控制開關(guān)，根據(jù)需要開啟相應(yīng)區(qū)域的照明。由于出入口多，故實現(xiàn)辦公區(qū)內(nèi)多點控制，方便使用人員操作。在每個出入口都可以開啟和關(guān)閉整個辦公區(qū)的所有的燈，這樣可根據(jù)需要方便就近控制辦公區(qū)的燈。同時可以根據(jù)時間進(jìn)行控制，比如平時在晚7點自動關(guān)燈，如有人加班，可切換為手動開關(guān)燈。
2） 經(jīng)理辦公室
對于經(jīng)理辦公室還提供調(diào)光控制，包括就地控制。就地控制包括場景控制、調(diào)光控制、遙控等方式。對于重要的經(jīng)理辦公室采用遙控和觸摸屏控制場景，整個燈光采用調(diào)光技術(shù)，做到整個房間的燈光漸明漸暗和場景燈光的淡入淡出。提高整個房間的檔次。
3） 總經(jīng)理辦公室
總經(jīng)理辦公室是總經(jīng)理辦公與會客的主要區(qū)域，功能的多樣性必然需要多樣性的燈光來配合。因此總經(jīng)理辦公室可采用多種可調(diào)光源，根據(jù)實際使用需要，通過系統(tǒng)預(yù)設(shè)照明回路的不同明暗搭配，產(chǎn)生各種燈光視覺效果，使總經(jīng)理辦公室始終保持最符合使用需求的燈光環(huán)境（如辦公、會客、休閑等多種燈光場景），操作時只需按動某一個場景按鍵即可調(diào)用所需的燈光場景。例如：總經(jīng)理上班時，只需按一下門口的控制面板上的“辦公”按鍵，房間內(nèi)的吊燈、裝飾畫前的射燈、辦公桌上方的嵌入式日光燈以及位于柱邊、墻邊的定向射燈能分別自動達(dá)到80%、50%、 70%、以及20%的照度，營造一種安靜、明快，同時又不乏莊嚴(yán)的效果;總經(jīng)理入座后，如有客人來訪，總經(jīng)理只需拿起手邊的遙控器按一下“會客”按鍵吊燈自動達(dá)到40%，射燈、上方的日光燈、柱邊、墻邊的定向射燈、燈槽內(nèi)的槽燈都分別達(dá)到60%、80%、50%、50%襯托出房間的氣派和明亮，代表了友好和歡迎;午休時，只需按一下 “休閑”場景按鍵房間內(nèi)的主照明全部變暗，燈槽內(nèi)的槽燈調(diào)到合適的亮度，達(dá)到休息的目的?？偨?jīng)理離開時，按一下“關(guān)閉”按鍵，房間內(nèi)的燈光延時熄滅。
4.1.2 功能區(qū)照明
1） 會議室
通過場景設(shè)置。將會議室場景設(shè)置為普通會議狀態(tài)、多媒體會議狀態(tài)、打掃狀態(tài)等多個場景。
當(dāng)會議開始時，主持人通過遙控器選定開會模式，會議桌上方燈光調(diào)亮，以保證 300lx～400lx。而周圍背景燈光慢慢調(diào)低原有的50%。當(dāng)觀看多媒體介紹時，選定多媒體場景，則會議桌上方的燈光調(diào)低，周圍背景燈和投影幕布前的燈光慢慢熄滅，電動窗簾慢慢放下而電動幕布自動放下。打掃時，清潔人員選定打掃的場景則會議室只有部分燈打開，且保證清潔員有足夠的工作照度，有效的節(jié)約電能。
2） 多功能廳
依據(jù)需要設(shè)定報告模式、投影模式、研討模式、入場模式、退場模式等。通過對主席臺筒燈、射燈，聽眾席燈槽、筒燈，周邊壁燈等光源的不同模式下的亮度和開啟狀態(tài)的設(shè)定達(dá)到理想又節(jié)能的效果。
4.1.3 輔助區(qū)照明
1） 大廳
在人員進(jìn)出較多的情況或時段打開大廳全部燈光，人員較少時則只打開部分回路的燈。
2） 走廊
采用自動調(diào)節(jié)，正常工作時段燈全部打開，非工作時段減弱照度或開啟的數(shù)量，節(jié)假日則只開少量的燈?；蚺c紅外感應(yīng)探測聯(lián)合控制，探測有人員走動時調(diào)亮照度。
3） 樓梯間
可采用時間控制和紅外感應(yīng)探測控制。上下班時段全部開啟，平時啟動紅外感應(yīng)探測控制，這樣又可有效的節(jié)約了能源。
4.1.4 車場照明
可通過不同時段與車流量設(shè)定燈光開啟量及多區(qū)域的光照度，這不僅減少用電量還能增加燈具的使用時間。
4.1.5 泛光照明
依據(jù)季節(jié)變化設(shè)定整個建筑物的泛光照明開啟時間，分部關(guān)閉時間，還可設(shè)定節(jié)假日狀態(tài)。
5 應(yīng)用實例分析
下面是在某公司的辦公區(qū)域進(jìn)行的燈光、空調(diào)開啟/關(guān)閉與人員活動的統(tǒng)計分析報告。
測試方法：在某公司辦公區(qū)、辦公區(qū)走廊、庫房三個典型的區(qū)域安裝IT-200-PC傳感器;該設(shè)備有兩個傳感器，一個傳感器監(jiān)視有人無人，一個傳感器檢測照明和空調(diào)的開閉狀態(tài)。
測試時間：2005年3月17日09：31-2005年4月1日 09：33
試驗的區(qū)域人員和設(shè)備有如下的四種狀態(tài)：
1. 無人，燈和空調(diào)為打開狀態(tài)
2. 有人，燈和空調(diào)為打開狀態(tài)
3. 有人，燈和空調(diào)為關(guān)閉狀態(tài)
4. 無人，燈和空調(diào)為關(guān)閉狀態(tài)
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