程培新 / 劉莉馨

1. 中國(guó)建筑設(shè)計(jì)研究院 北京 100044；2. 中國(guó)建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院，北京100048

1 引言

隨著科技的飛速發(fā)展和生活水平的不斷提高，人們對(duì)于居住環(huán)境提出了更高的要求。越來(lái)越多的智能建筑相繼涌現(xiàn)。人們?cè)谙硎苤悄芑瘞?lái)的便利的同時(shí)，也面臨著能源緊缺的窘境。眾所周知，智能建筑的能耗主要包括采暖、空調(diào)、供熱、照明、家用電器等的能耗，照明能耗在建筑能耗中所占比例較大，往往是僅次于空調(diào)的一個(gè)能耗大戶。在當(dāng)今全社會(huì)都主張節(jié)能的大背景下，降低建筑能耗刻不容緩。因此照明節(jié)能作為建筑節(jié)能的一個(gè)重要組成部分得到了廣泛的關(guān)注。

2 智能照明控制系統(tǒng)及其優(yōu)勢(shì)

建筑照明節(jié)能設(shè)計(jì)有很多方法。例如選用合適的燈具及其附件，合理利用自然光等等。在這些節(jié)能設(shè)計(jì)的方法中，采用合理有效的照明控制方式是非常重要的。照明控制方式按照其實(shí)現(xiàn)方式可分為傳統(tǒng)照明控制、基于DDC的自動(dòng)照明控制和智能照明控制。

2.1 傳統(tǒng)照明控制方式

傳統(tǒng)照明控制方式以照明配電箱通過(guò)手動(dòng)串聯(lián)在照明回路中的開(kāi)關(guān)面板來(lái)控制照明燈具的通斷，或通過(guò)在回路中串入接觸器，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。這種傳統(tǒng)的控制方式相對(duì)簡(jiǎn)單、有效、直觀，但它過(guò)多依賴于人員的手工操作。整個(gè)系統(tǒng)控制過(guò)于分散，過(guò)分強(qiáng)調(diào)“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”控制，對(duì)于功能場(chǎng)景的要求很難滿足，管理的自動(dòng)化程度較低。燈具的點(diǎn)亮和熄滅完全依靠人為判斷，一旦線路出現(xiàn)問(wèn)題，因開(kāi)關(guān)接通、關(guān)斷的是220V電壓，故而有可能直接危及人身安全。此外，傳統(tǒng)照明控制方式對(duì)燈只有開(kāi)和關(guān)的控制，節(jié)能效果較差，后期維護(hù)和改造投入較大。

2.2 基于DDC的自動(dòng)照明控制

基于DDC的自動(dòng)照明控制是將照明控制納入建筑物自動(dòng)控制（BA）系統(tǒng)中，是以電氣觸點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)區(qū)域控制、定時(shí)通斷、中央監(jiān)控等功能。相對(duì)于傳統(tǒng)照明控制方式，該方式可以輕松實(shí)現(xiàn)燈具的遠(yuǎn)距離集中控制，同時(shí)，整合到BA系統(tǒng)中以后，可以通過(guò)BA系統(tǒng)對(duì)相關(guān)燈具的狀態(tài)（開(kāi)啟/關(guān)閉）進(jìn)行監(jiān)控。但由于本身對(duì)BA系統(tǒng)的依賴性，一旦BA系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題，照明燈具的控制就會(huì)相應(yīng)的受到影響，這顯然無(wú)法滿足人們對(duì)于便捷、高效、多樣化照明的要求。

2.3 智能照明控制系統(tǒng)

智能照明控制系統(tǒng)使照明調(diào)光、場(chǎng)景設(shè)置、用電負(fù)荷控制、通風(fēng)供熱等調(diào)控實(shí)現(xiàn)智能化，是一種標(biāo)準(zhǔn)的總線控制系統(tǒng)。通過(guò)總線將各個(gè)智能元件相連接，根據(jù)外界環(huán)境的變化，調(diào)節(jié)總線中各元件的狀態(tài)，既可使各個(gè)元件有機(jī)的結(jié)合在一起，又可使各個(gè)元件獨(dú)立運(yùn)行，從而保證了系統(tǒng)中各個(gè)元件實(shí)現(xiàn)智能化，達(dá)到提高管理效率，減輕工作人員負(fù)擔(dān)，高效節(jié)能等目的。

因采用總線結(jié)構(gòu)，故布線十分簡(jiǎn)單，無(wú)需大量電纜敷設(shè)和復(fù)雜的控制設(shè)計(jì)。采用模塊化結(jié)構(gòu)，模塊帶有微處理器，將原來(lái)的集中控制系統(tǒng)發(fā)展為分布式系統(tǒng)，使得系統(tǒng)可靠性和靈活性大大提高，降低了元件出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)系統(tǒng)癱瘓的風(fēng)險(xiǎn)性。

鑒于上述優(yōu)勢(shì)，智能照明控制系統(tǒng)越來(lái)越多地應(yīng)用于照明設(shè)計(jì)中。

3 智能照明控制系統(tǒng)在金融寫(xiě)字樓中的應(yīng)用

3.1 工程概況

本工程屬于一類(lèi)超高層金融寫(xiě)字樓，總建筑面積約16萬(wàn)m2，其中地上建筑面積約13萬(wàn)m2，由一座43層的金融寫(xiě)字塔樓A座和一座包括交易大廳、多功能廳、商業(yè)等建筑的配套5層（局部7層）綜合樓B座組成。A座與B座之間設(shè)一座4層通高的大堂。地下室共3層，建筑面積約3萬(wàn)m2，主要為停車(chē)場(chǎng)和設(shè)備用房。其中，地下1層設(shè)銀行金庫(kù)及運(yùn)鈔車(chē)庫(kù)等，地下2層局部設(shè)商業(yè)，與地鐵商業(yè)連通。主樓采用外筒為鋼桁架筒、內(nèi)筒為鋼筋混凝土核心筒所形成的混合結(jié)構(gòu)體系。附樓采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系。

3.2 設(shè)計(jì)構(gòu)想及其實(shí)現(xiàn)

智能照明控制系統(tǒng)借助各種不同的“預(yù)設(shè)置”控制方式和控制元件，對(duì)不同時(shí)間、不同環(huán)境的光照度進(jìn)行精確設(shè)置和管理，根據(jù)不同場(chǎng)景、不同的人流量，進(jìn)行時(shí)間段、工作模式的細(xì)致劃分，關(guān)掉不必要的照明，需要時(shí)自動(dòng)開(kāi)啟，實(shí)現(xiàn)節(jié)能。智能照明控制系統(tǒng)通過(guò)對(duì)該金融寫(xiě)字樓實(shí)現(xiàn)燈光場(chǎng)景自動(dòng)控制、燈光定時(shí)、分時(shí)自動(dòng)控制、根據(jù)外界環(huán)境進(jìn)行亮度控制、集中控制及監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)照明控制的智能化，達(dá)到節(jié)能的目的。

本項(xiàng)目采用的智能照明控制系統(tǒng)主要是對(duì)各個(gè)公共區(qū)域的燈光照明、風(fēng)機(jī)盤(pán)管、電動(dòng)百葉等進(jìn)行智能化的控制，需要用到智能照明控制的場(chǎng)所主要有：商業(yè)中庭、大堂、餐廳、大型會(huì)議廳、辦公區(qū)、走廊、樓梯間及前室、地下車(chē)庫(kù)、室外照明及航空障礙燈照明等。

（1）商業(yè)中庭、大堂

商業(yè)中庭和大堂有躍層，屬于大空間場(chǎng)所，設(shè)計(jì)時(shí)采用智能照明控制系統(tǒng)較為方便?？紤]到商場(chǎng)的營(yíng)業(yè)時(shí)間一般在9:00～22:00點(diǎn)左右，尤其以晚飯后和節(jié)假日顧客量大，因此預(yù)先設(shè)置好一些狀態(tài)，分時(shí)控制。在白天光線充足、客流不是很大的情況下，適當(dāng)調(diào)暗或者關(guān)閉一些燈；在客流量大，購(gòu)物集中的時(shí)間段，開(kāi)啟所有照明，將光照度自動(dòng)調(diào)節(jié)到預(yù)先設(shè)定的水平。需注意的是一定要保證柜臺(tái)等處的局部照明。關(guān)門(mén)后自動(dòng)關(guān)閉燈光，只留下一些用于疏散使用的長(zhǎng)明燈作應(yīng)急照明使用。

（2）餐廳

餐廳是人們用餐休息的場(chǎng)所。由于用餐時(shí)間相對(duì)集中，因此在用餐準(zhǔn)備階段開(kāi)啟筒燈，供服務(wù)人員準(zhǔn)備飯菜使用。在就餐時(shí)段將燈光調(diào)亮并開(kāi)啟餐廳主燈，就餐時(shí)尤其強(qiáng)調(diào)局部照明效果，注意對(duì)色溫的控制，營(yíng)造和諧的就餐環(huán)境。

（3）大型會(huì)議廳

大型會(huì)議廳作為舉辦各種大型會(huì)議、學(xué)術(shù)活動(dòng)及重要活動(dòng)的場(chǎng)所，對(duì)照明要求較高，根據(jù)要求應(yīng)當(dāng)采用智能照明控制系統(tǒng)。預(yù)先設(shè)置好一些場(chǎng)景模式，將調(diào)光、分時(shí)控制、分區(qū)控制、照明與投影幕、音響等設(shè)備聯(lián)動(dòng)控制等相結(jié)合，營(yíng)造良好的會(huì)議氛圍。大型會(huì)議廳照明主要由主席臺(tái)筒燈、投光燈、射燈，聽(tīng)眾席的筒燈、燈帶、座椅牌號(hào)燈和腳燈，立柱的壁燈構(gòu)成。①報(bào)告模式：突出主席臺(tái)，聽(tīng)眾席的燈應(yīng)當(dāng)分區(qū)域調(diào)亮或調(diào)暗，打開(kāi)或關(guān)閉。投影儀及投影幕與主席臺(tái)各種不同效果的燈進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制。②互動(dòng)交流模式：臺(tái)上臺(tái)下互動(dòng)，燈要求全部打開(kāi)。③備場(chǎng)、退場(chǎng)模式：在備場(chǎng)或退場(chǎng)時(shí)打開(kāi)相應(yīng)照明。④清掃模式：供工作人員使用的場(chǎng)景，只需打開(kāi)幾路基本照明供清掃會(huì)場(chǎng)使用。

（4）辦公區(qū)

辦公區(qū)是該工程的主體，A區(qū)地上部分核心筒外圍幾乎全是辦公區(qū)。因此本工程智能照明控制系統(tǒng)控制的重點(diǎn)就在此處。在寫(xiě)字樓內(nèi)，可以利用智能照明控制系統(tǒng)的時(shí)間控制功能，實(shí)現(xiàn)燈光的自動(dòng)控制。根據(jù)上下班對(duì)辦公區(qū)進(jìn)行分時(shí)控制。在工作時(shí)間開(kāi)始前，可以預(yù)先打開(kāi)辦公區(qū)的空調(diào)，使其工作于預(yù)先設(shè)置的工作狀態(tài)，這樣比人員都來(lái)后再開(kāi)啟要節(jié)能。在工作時(shí)間段，通過(guò)在辦公區(qū)域設(shè)置主動(dòng)式探測(cè)器進(jìn)行感應(yīng)并根據(jù)環(huán)境照度控制燈光及風(fēng)機(jī)盤(pán)管電源，實(shí)現(xiàn)有人時(shí)自動(dòng)開(kāi)燈開(kāi)空調(diào)，無(wú)人時(shí)自動(dòng)延時(shí)關(guān)燈關(guān)空調(diào)，根據(jù)人多人少確定開(kāi)燈的數(shù)量的功能。下班或節(jié)假日有人加班可以切換到手動(dòng)控制模式?？紤]到辦公區(qū)為開(kāi)敞辦公并且在建筑上采用玻璃幕墻結(jié)構(gòu)，可將辦公區(qū)劃分為若干區(qū)域，根據(jù)環(huán)境自動(dòng)調(diào)整所控區(qū)域的開(kāi)燈數(shù)量，進(jìn)行分區(qū)控制。根據(jù)辦公區(qū)內(nèi)的溫度傳感器采集的數(shù)據(jù)，智能照明控制系統(tǒng)可對(duì)空調(diào)、電動(dòng)窗簾、百葉等進(jìn)行控制。天熱或者室外光照較強(qiáng)時(shí)合上百葉遮擋陽(yáng)光，這也可防止空調(diào)溫度過(guò)高，降低空調(diào)能耗，從而達(dá)到節(jié)能的目的。利用亮度傳感器感知某區(qū)域的亮度后自動(dòng)調(diào)光，鄰近窗戶的區(qū)域可以充分利用自然光。在滿足照度要求的前提下，關(guān)閉靠近窗戶的一路照明。辦公室各個(gè)入口處分別安裝智能面板，也可以對(duì)辦公區(qū)域進(jìn)行手動(dòng)控制，通過(guò)定時(shí)器，可以對(duì)空調(diào)、照明進(jìn)行定時(shí)控制。實(shí)現(xiàn)對(duì)空調(diào)溫度和風(fēng)速的調(diào)節(jié)。

需要指出的是，傳統(tǒng)照明系統(tǒng)中，配有傳統(tǒng)鎮(zhèn)流器的日光燈以100Hz的頻率閃動(dòng)，這種頻閃使工作人員頭腦發(fā)脹、眼睛疲勞、降低工作效率。而智能照明控制系統(tǒng)中的可調(diào)光電子鎮(zhèn)流器則工作在很高頻率（40kHz～70kHz），不僅克服了頻閃，而且消除了起輝時(shí)的亮度不穩(wěn)定。不僅能調(diào)光的亮和暗，還能調(diào)節(jié)光色，從而為員工創(chuàng)造出良好的工作環(huán)境。

（5）走廊、樓梯間及前室

采用自動(dòng)照明控制，在非主要使用時(shí)段，通過(guò)紅外探測(cè)器感知人的存在，有人時(shí)燈亮?；蛘呤褂寐暱亻_(kāi)關(guān)，設(shè)置燈延時(shí)關(guān)閉。無(wú)人時(shí)關(guān)閉或人少時(shí)調(diào)暗燈關(guān)，只保證最基本的照度要求，疏散通道的燈在火災(zāi)時(shí)，由消防控制室自動(dòng)點(diǎn)亮。走廊也可以設(shè)置就地控制的開(kāi)關(guān)。疏散樓梯間及其前室照明100%為應(yīng)急照明，疏散走廊50%為應(yīng)急照明。控制主機(jī)設(shè)在消防控制室。應(yīng)急照明平時(shí)采用就地控制或由建筑設(shè)備自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)一管理，火災(zāi)時(shí)由消防控制室強(qiáng)制切電，自動(dòng)控制點(diǎn)亮全部應(yīng)急照明燈，出口標(biāo)志燈、疏散指示燈、疏散走道應(yīng)急照明、封閉樓梯間及其前室、消防電梯前室等處的應(yīng)急照明由配電箱內(nèi)設(shè)備集中控制。

（6）地下車(chē)庫(kù)

地下汽車(chē)庫(kù)等公共場(chǎng)所的照明采用照明配電箱就地控制并納入建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)一管理。一般采用50%照明或100%調(diào)暗后照明。地下車(chē)庫(kù)由于層高，管道較多，燈具維護(hù)不便，智能照明因采用了較為科學(xué)合理的控制方法，能夠延長(zhǎng)燈具的使用壽命，也為后期維護(hù)帶來(lái)便利。

（7）室外照明及航空障礙燈照明

室外照明是指建筑物立面景觀照明，利用各種光源的特點(diǎn)和燈具產(chǎn)生的效果，結(jié)合建筑物的特點(diǎn)及周邊環(huán)境，創(chuàng)造出夜景下建筑獨(dú)特的照明效果。傳統(tǒng)室外照明控制使用一個(gè)強(qiáng)電配電箱，安裝普通定時(shí)器的方式實(shí)現(xiàn)燈具的開(kāi)啟和關(guān)閉，在控制的準(zhǔn)確性、操作的便捷性和控制的靈活性方面有一些不足。智能照明控制系統(tǒng)可以由計(jì)算機(jī)進(jìn)行分時(shí)段的控制，按照預(yù)先設(shè)置的平時(shí)場(chǎng)景、節(jié)假日?qǐng)鼍耙约爸卮蠊?jié)日等不同場(chǎng)景模式進(jìn)行控制。

根據(jù)《民用機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》要求，本工程分別在60.9m、100.9m、140.9m、186.9m（屋頂），四角位置設(shè)置航空障礙標(biāo)志燈，航空障礙標(biāo)志燈的控制納入建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)一管理，并根據(jù)室外光照及時(shí)間自動(dòng)控制。

4 結(jié)論

本文對(duì)比了目前幾種照明控制的優(yōu)缺點(diǎn)，結(jié)合某金融寫(xiě)字樓照明設(shè)計(jì)實(shí)例，對(duì)智能照明控制系統(tǒng)進(jìn)行了介紹和應(yīng)用。智能照明控制系統(tǒng)由于采用了紅外、亮暗、溫度等傳感器，定時(shí)開(kāi)關(guān)、調(diào)光模塊的可調(diào)光技術(shù)和智能化的運(yùn)行模式，使得整個(gè)照明系統(tǒng)可以按照經(jīng)濟(jì)有效的最佳方案準(zhǔn)確運(yùn)作，不但大大降低了運(yùn)行的管理費(fèi)用，提高了管理效率，減輕了工作人員的負(fù)擔(dān)，而且最大限度的節(jié)約了能源，延長(zhǎng)了燈具的使用壽命，顯示出巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

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