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智能照明控制系統(tǒng)在建筑照明中的應(yīng)用
發(fā)布日期：2019-01-07
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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，而且要能利用燈具造型和光色協(xié)調(diào)營造出具有一定風(fēng)格和美感的室內(nèi)環(huán)境，以滿足人們的心理和生理要求。然而一個真正設(shè)計合理的現(xiàn)代照明系統(tǒng)除能滿足以上條件外，還必須做到充分利用和節(jié)約能源。
本文根據(jù)筆者在實際工作中的一些經(jīng)驗，并結(jié)合智能照明控制系統(tǒng)，就智能照明控制系統(tǒng)及其節(jié)能效果進(jìn)行分析和介紹。
1． 公共區(qū)域采用智能照明控制系統(tǒng)
1.1 電梯、車庫、自行車庫等公共區(qū)域?qū)τ陔娞?、汽車庫、自行車庫等燈光使用頻率較高的區(qū)域采用智能照明控制系統(tǒng)，既能保證為住戶提供最合適的照度，同時實現(xiàn)合理的節(jié)能。"樓層管理器"根據(jù)時序設(shè)置不同的狀態(tài)，如"白天"、"晚上"、"清掃"、"安全"等。當(dāng)一天中的某些時候，人員活動很少（如深夜），"樓層管理器"就選擇"安全"狀態(tài)，這時照明系統(tǒng)通常只點亮普通型低能耗燈，用于保證緊急情況或安全檢查時所需的基本照度，從而實現(xiàn)合理節(jié)能、降低運行和維護費用的目的。當(dāng)設(shè)"安全"狀態(tài)時，區(qū)域內(nèi)動靜探測器開始工作，一旦探測有人進(jìn)入該區(qū)域，立即自動進(jìn)入"晚上"狀態(tài)，并且保持?jǐn)?shù)分鐘，這樣即使在深夜也能保證給用戶提供合適的環(huán)境。在恢復(fù)"安全"狀態(tài)之前，必須延時一段時間，因為在深夜某段時間內(nèi)可能突然出現(xiàn)集中的人群活動，通過延時環(huán)節(jié)可以避免各狀態(tài)之間的頻繁切換。
1.2 物業(yè)管理辦公區(qū)和住宅的設(shè)備區(qū)域 在住宅內(nèi)的設(shè)備區(qū)域，如電梯機房、水泵房、地下配電間等，燈通常是關(guān)閉的，只有當(dāng)管理人員進(jìn)入時，動靜探測器才會自動將燈點亮，當(dāng)房間內(nèi)人員走完后，探測器控制延時工作一段時間后，將燈自動熄滅。
物業(yè)管理辦公照明系統(tǒng)與傳統(tǒng)BAS能源管理系統(tǒng)不同的是智能照明管理系統(tǒng)允許工作人員在任何時候改變照明系統(tǒng)的工作狀態(tài)，以適合手頭的工作。在設(shè)計時，對不同的時間和環(huán)境的光照度水平作了精心的設(shè)計，既保證了工作人員有舒適的光照度，盡量降低了運行費用。光電單元和動靜探測器不斷監(jiān)視所在區(qū)域的光照度和動靜情況，并利用這些信息作出調(diào)整或選擇更合適的狀態(tài)，從而在給管理人員提供舒適工作環(huán)境的同時以避免了不必要的能源浪費。對于每個預(yù)設(shè)置光感智能傳感器來說，是響應(yīng)高照度還是響應(yīng)低照度或是響應(yīng)動靜傳感器，都可以遠(yuǎn)地使用手移式PC機進(jìn)行設(shè)定。光智能傳感器在使用中會由于積灰而產(chǎn)生偏差，這也可以用PC機遙控遠(yuǎn)地進(jìn)行重新校準(zhǔn)，而并不影響它的響應(yīng)參數(shù)。
2． 智能照明控制系統(tǒng)所能實現(xiàn)的效果
2.1 實現(xiàn)照明控制智能化采用智能照明控制系統(tǒng)后，可以使照明系統(tǒng)工作在全自動狀態(tài)，系統(tǒng)將按預(yù)先設(shè)定的若干基本狀態(tài)進(jìn)行工作。這些狀態(tài)會按預(yù)先設(shè)定的時間相互自動地切換，并將照度自動調(diào)整到工作最合適的水平。在靠近窗戶等自然采光較好的場所，系統(tǒng)會很好地利用自然光照明，調(diào)節(jié)到最合適的水平。當(dāng)天氣發(fā)生變化時，系統(tǒng)仍能夠自動將照度調(diào)節(jié)到最合適的水平?？傊?，無論在什么場所或天氣如何變化，系統(tǒng)均能保證室內(nèi)的照度維持在預(yù)先設(shè)定的水平。當(dāng)一個工作日結(jié)束后，系統(tǒng)將自動進(jìn)入晚上的工作狀態(tài)，自動并極其緩慢地調(diào)暗各區(qū)域的燈光，同時系統(tǒng)的探測功能也將自動生效，將無人區(qū)域的燈自動關(guān)閉，并將有人區(qū)域的燈光調(diào)至最合適的亮度。系統(tǒng)還能夠通過"樓層管理器"使辦公區(qū)，樓梯間等公共區(qū)域的燈協(xié)調(diào)工作。當(dāng)辦公區(qū)內(nèi)有人工作時，樓梯間及走道等公共區(qū)域的燈就保持基本亮度，只有當(dāng)所有的辦公區(qū)域內(nèi)的人走完后才將燈調(diào)到安全狀態(tài)或關(guān)閉。此外，還可以通過手動編程控制面板和遙控編程器，隨意改變各區(qū)域的光照度，以適應(yīng)各種場合的不同場景要求。
2.2 照度的一致性一般照明設(shè)計師對新建的建筑物進(jìn)行照明設(shè)計時，均會考慮到隨著時間的推移燈具，效率和房間墻面反射率會不斷衰減，因此，其初始照度均設(shè)置得較高，這種設(shè)計不僅造成建筑物使用期（或兩次裝飾的間隔期）的照度不一致，而且由于照度偏高造成不必要的能源浪費。采用智能照明控制后，雖然照度還是偏高設(shè)計，但由于可以智能調(diào)光，系統(tǒng)將會按照預(yù)先設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)亮度使照明區(qū)域保持恒定的照度，而不受燈具效率降低和墻面反射率衰減的影響，這也是智能照明控制系統(tǒng)可以節(jié)約能源的原因之一。
2.3 場景變換靈活性采用智能照明控制系統(tǒng)可預(yù)先設(shè)置不同的場景于模塊中，在需要時只要對相應(yīng)的控制面板進(jìn)行操作既可調(diào)入相應(yīng)的場景。用戶還可以通過可編程控制面板對場景進(jìn)行適時調(diào)節(jié)以適應(yīng)不同的場景要求。另外，用戶還可以通過可編程接口用便攜式編程器進(jìn)行不同場景的變換設(shè)置。
2.4 可觀的節(jié)能效果智能照明控制系統(tǒng)使用了先進(jìn)的電力電子技術(shù)，能對大多數(shù)燈具（包括白熾燈、日光燈、配以特殊鎮(zhèn)流器的鈉燈、水銀燈、霓虹燈等）進(jìn)行智能調(diào)光，從而能夠充分利用自然光實現(xiàn)節(jié)能的目的。將光電單元安裝在利用自然光的區(qū)域，當(dāng)室外光強時，室內(nèi)照度自動調(diào)暗，室外光弱時，室內(nèi)照度則自動調(diào)亮，從而使室內(nèi)的照度始終保持在恒定值附近，同時實現(xiàn)可觀的節(jié)能效果。照明控制系統(tǒng)處于晚上和安全狀態(tài)時，整個系統(tǒng)的能耗可大大減少，因而"樓層管理器"通常允許這兩種狀態(tài)在適當(dāng)?shù)臅r候被選用。一個典型的車庫，白天的能耗約 3倍于晚上，這就意味著如果"樓層管理器"不能及時選用"晚上"工作狀態(tài)。將會導(dǎo)致能源浪費。而"樓層管理器"通常盡可能地讓燈具工作在合適的電壓，實現(xiàn)自動能源管理功能。顯示了智能照明控制系統(tǒng)的節(jié)能效果。由圖可見在實現(xiàn)自動能源管理功能后，可以節(jié)約20%～50%的能源，從而減輕了供電壓力，降低了用戶電費支出。
2.5 延長光源壽命眾所周知，光源損壞的主要原因是電網(wǎng)過壓，只要適當(dāng)降低工作電壓就可以延長光源的壽命。智能照明控制系統(tǒng)采用軟啟動的方式，能控制電網(wǎng)沖擊電壓和浪涌電壓，使燈絲免受熱沖擊，從而使光源壽命延長2～4倍，對于大量使用光源和安裝困難的區(qū)域具有特殊的意義。
3． 智能照明控制系統(tǒng)經(jīng)濟性分析
采用智能照明控制系統(tǒng)后，業(yè)主的一次性投入費用將會由于運行費用和維護費用的降低而使實際投入費用大大降低。下面以一個面積為1000平方米左右的辦公樓為例，估算區(qū)域智能照明控制系統(tǒng)的經(jīng)濟性。
3.1 系統(tǒng)基本情況 燈具120套2 * 36W 的熒光燈，總功率9.6 KW,回路數(shù)為12,工作時間為10小時/天計,一年以300天計,電費以0.5元/度計。
3.2 智能系統(tǒng)基本設(shè)置
3.3 智能系統(tǒng)投資回報估算 智能系統(tǒng)基本配置參考價格為41000元 原照明系統(tǒng)所需常規(guī)格控制器件費用為5000元采用智能系統(tǒng)增加的費用為36000元系統(tǒng)年運行電費：10小時/天*300天*0.5元/千瓦小時*9.6千瓦=14400元年節(jié)約電費按節(jié)約50%計為7200元延長光源壽命以3倍計，若未用智能系統(tǒng)，一年換一次燈，需1680元，采用智能系統(tǒng)后，則3年換一次燈，每年節(jié)約燈管費用為1120元。年降低運行費用： 7200元 + 1120元 = 8320元智能控制系統(tǒng)回收年限： 增加費用 / 年降低運行費用 ≈ 4年
4． 結(jié)束語
照明智能化不僅可以提高樓宇的品位，使照明系統(tǒng)與樓房其他智能化設(shè)備相匹配，而且還能改善工作環(huán)境，提高工作效率，節(jié)約能源，節(jié)省燈具，降低運行費用，從而得到巨大的經(jīng)濟回報。
此外，采用該系統(tǒng)還有看不到的價值回報，如智能控制系統(tǒng)能使整個系統(tǒng)工作在使員工最舒適的狀態(tài)，從而保證了員工的身心健康，提高了工作效率，創(chuàng)造了無法估量的價值。
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