文｜廣西華藍(lán)設(shè)計(jì)（集團(tuán)）有限公司 李 琰 粟衛(wèi)權(quán)

1 引言

建筑節(jié)能是智能建筑的一個重要的發(fā)展方向。建筑照明的智能控制在美化照明環(huán)境、提高工作效率的同時，已發(fā)展成為一項(xiàng)重要的節(jié)能技術(shù)，可以最大幅度地增加燈具的使用效能、延長燈具的使用壽命、獲得較高的經(jīng)濟(jì)回報率，是實(shí)現(xiàn)“綠色建筑”的重要一步。

2 智能照明系統(tǒng)在大型公用建筑中的作用

大型公建的燈光設(shè)計(jì)可為公共建筑吸引眾多的游客或顧客。優(yōu)秀的燈光設(shè)計(jì)不僅要利用燈具造型和光色調(diào)節(jié)營造出具有特定風(fēng)格和美感的建筑環(huán)境，同時還應(yīng)兼顧節(jié)能效果，智能照明控制系統(tǒng)的作用正在于此。

（1）實(shí)現(xiàn)照明控制智能化

采用智能照明控制系統(tǒng)后，照明系統(tǒng)可工作在全自動狀態(tài)，按照預(yù)先設(shè)置切換若干基本工作狀態(tài)，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的時間自動地在各種工作狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換。例如，上午來臨時，系統(tǒng)自動將燈調(diào)暗；在靠窗的區(qū)域，系統(tǒng)智能地利用室外自然光；當(dāng)天空放晴或轉(zhuǎn)陰時，室內(nèi)燈相應(yīng)地調(diào)暗或調(diào)亮，始終令室內(nèi)的亮度保持在人體最舒適的水平。

（2）變換場景以適應(yīng)環(huán)境、用途的變化

智能照明控制系統(tǒng)的場景設(shè)計(jì)可根據(jù)季節(jié)、時間、環(huán)境、用途的變化及時變換燈具組合、調(diào)節(jié)照度，不僅能更好地滿足使用需求，還能營造出一種溫馨、舒適、賓至如歸的環(huán)境，增添藝術(shù)魅力，增加顧客對該公用建筑的好感。

（3）帶來可觀的節(jié)能效果

除了給公眾提供舒適的環(huán)境外，節(jié)約能源和降低運(yùn)行費(fèi)用也是公用建筑需要解決的重要問題。智能照明控制系統(tǒng)能夠通過合理的管理，根據(jù)不同日期、不同時間各個功能區(qū)域的燈具運(yùn)行情況預(yù)先進(jìn)行光照度的設(shè)置，提供最舒適的照明，并大幅降低大型公建的能耗。

（4）延長燈具壽命

智能照明控制系統(tǒng)能成功地抑制電網(wǎng)的沖擊電壓和浪涌電壓，并采用軟啟動和軟關(guān)斷技術(shù)，避免燈絲發(fā)生熱沖擊，能成功地使燈具壽命延長2～4倍，并節(jié)約大量的安裝維修成本，對于解決大型公建常見的難安裝區(qū)域燈具及昂貴燈具維護(hù)保養(yǎng)的問題，具有特殊意義。

（5）可與其他系統(tǒng)聯(lián)動控制

智能照明系統(tǒng)可與其他系統(tǒng)，例如BA系統(tǒng)、監(jiān)控報警系統(tǒng)聯(lián)動控制。當(dāng)發(fā)生緊急情況時，可由報警系統(tǒng)強(qiáng)制打開所有回路。

（6）提高管理水平，減少維護(hù)費(fèi)用

將普通照明的人為開與關(guān)轉(zhuǎn)換成通過智能化系統(tǒng)加以管理，不僅能使管理者將其高素質(zhì)的管理意識貫徹到照明控制中去，而且同時將大大減少運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。

3 智能照明控制系統(tǒng)的總線控制方式

傳統(tǒng)的照明控制多采用點(diǎn)對點(diǎn)的連接方式或DDC的自動照明控制方式。傳統(tǒng)的點(diǎn)對點(diǎn)控制有效、直觀，但過多地依賴手工操作，系統(tǒng)相對分散。DDC的自動照明控制方式通過控制供電回路中的接觸器的分合實(shí)現(xiàn)了供電回路的遠(yuǎn)程通斷控制，但通常無法實(shí)現(xiàn)調(diào)光控制和靈活的場景切換。隨著科技的發(fā)展，總線制照明控制已經(jīng)成為當(dāng)今照明控制的主流。總線控制即通過現(xiàn)場總線將照明系統(tǒng)中的開關(guān)及控制箱聯(lián)結(jié)成為網(wǎng)絡(luò)，采集輸入信號并傳輸控制信號。

總線控制協(xié)議按是否開放可分為封閉協(xié)議和開放協(xié)議兩類。封閉協(xié)議有C-Bus和Dynet，開放協(xié)議有DALI、X-10和HBS。除X-10協(xié)議外，其余協(xié)議都采用動力線與控制總線分離的結(jié)構(gòu)。

（1）C-Bus總線

C-Bus系統(tǒng)所有的單元器件均內(nèi)置微處理器和存儲單元，由一對信號線連接成網(wǎng)絡(luò)，即一對線上既提供總線設(shè)備工作電源，又傳輸總線設(shè)備信息。每個單元均設(shè)置唯一的單元地址并由軟件設(shè)定其功能。當(dāng)有輸入時，輸入單元將在C-Bus總線上廣播包含其編址信息的數(shù)據(jù)包，所有輸出單元均對接收的廣播信號加以分辨并做出判斷，控制相應(yīng)回路輸出。每個輸入模塊都可直接與輸出模塊進(jìn)行通信，無須通過中央控制器。

C-Bus的傳輸協(xié)議為CSMA/CD，可設(shè)成星型或樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，但不支持環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)。當(dāng)以一對非屏蔽5類雙絞信號線（UTP5）作為傳輸介質(zhì)時，C-Bus的通信距離可達(dá)1200m。

（2）Dynet總線

Dynet是邦奇（Dynalite）公司的，面向照明系統(tǒng)的封閉控制總線協(xié)議，基于RS485四線制，即一對雙絞線提供DC12V總線設(shè)備工作電源，另一對雙絞線用于傳輸總線設(shè)備信息。Dynet只支持總線形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。與C-Bus系統(tǒng)一樣，Dynet系統(tǒng)無需中央控制處理機(jī)，網(wǎng)絡(luò)上每一個控制裝置內(nèi)的存貯器均存有操作所需的全部指令和數(shù)據(jù)且不會因斷電而丟失信息。

（3）DALI數(shù)字化可尋址調(diào)光接口

DALI數(shù)字化可尋址調(diào)光接口于1994年被列入IEC 60929標(biāo)準(zhǔn)，是由一些燈具、鎮(zhèn)流管和夾具制造商合作開發(fā)的一項(xiàng)開放的數(shù)字通信協(xié)議，允許控制器和熒光燈、白熾燈等照明夾具之間的通信。遵循DALI協(xié)議的鎮(zhèn)流器使用低電壓配線連接成的照明總線，系統(tǒng)中的每個鎮(zhèn)流器都分配有一個地址，從而實(shí)現(xiàn)熒光燈的獨(dú)立控制和任意分組控制。

（4）X-10電力線載波總線

電力載波通信是利用現(xiàn)有電力線，通過載波方式將模擬或數(shù)字信號進(jìn)行高速傳輸?shù)募夹g(shù)，其最大特點(diǎn)是無須重新布設(shè)控制線纜，只要有電線，就能進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞。但是，電力載波通信技術(shù)也存在著配電變壓器對電力載波信號有阻隔、三相電力線間有信號損失、電力線存在本身固有的脈沖干擾等缺點(diǎn)。

（5）HBS總線

HBS家庭總線系統(tǒng)由日本日立、松下、三菱、東芝等知名企業(yè)聯(lián)合推出。HBS協(xié)議規(guī)定了如何通過雙絞線或同軸電纜實(shí)現(xiàn)家庭電器、電話，以及音頻、視頻裝置的互連，著眼于家用電器的綜合自動化，采用專用總線，具有抗干擾、響應(yīng)快、風(fēng)險較低的特點(diǎn)。

4 智能照明控制系統(tǒng)應(yīng)用案例

某市機(jī)場可滿足每年76萬人次旅客吞吐量、8695架次航班起降、5200噸郵貨吞吐量的需求。該機(jī)場智能照明控制系統(tǒng)采用MRTLC照明控制系統(tǒng)，屬于C-Bus總線控制方式。

機(jī)場航站樓智能照明控制回路數(shù)約為300個，分布在3層樓的30個配電箱內(nèi)。系統(tǒng)分3個子網(wǎng)，中央控制管理中心設(shè)在1層消防中心，在現(xiàn)場的強(qiáng)電井內(nèi)安裝有可編程控制面板，可供管理人員現(xiàn)場控制。

MRTLC照明控制系統(tǒng)為分布式控制、模塊化結(jié)構(gòu)，控制模塊均內(nèi)置CPU，每個輸入模塊都可直接與輸出模塊通信，消除了集中式結(jié)構(gòu)一旦中央CPU出現(xiàn)故障將造成整個系統(tǒng)癱瘓的弱點(diǎn)。

（1）屋頂特色照明控制方案

屋頂照明的各回路之間距離較遠(yuǎn)，回路功率較大，如采用普通照明控制方案，控制起來非常麻煩。

智能照明管理系統(tǒng)基于天文時鐘，參考機(jī)場所處地區(qū)的緯度和經(jīng)度編寫程序，對日出、日落、季節(jié)變化和絕對時間綜合考慮來調(diào)整場景模式。時鐘控制和上述亮度控制共同作用，可根據(jù)不同的時間和亮度值，營造出適宜的照明效果。系統(tǒng)平時按時自動運(yùn)行，并可以與其他系統(tǒng)聯(lián)動，如根據(jù)航班信息，自動調(diào)整屋頂特色照明的開關(guān)燈時間。

（2）聯(lián)檢區(qū)域照明控制方案

聯(lián)檢區(qū)域是機(jī)場安保要求級別最高的區(qū)域。海關(guān)、檢疫、邊防柜臺被劃分為三個不同的控制分區(qū)。某個柜臺運(yùn)營時，其上空的燈具提供100%的照明，以保證安檢人員更加細(xì)致和可靠地工作；結(jié)束當(dāng)天的運(yùn)營后，其上空的燈具調(diào)整為50%的照明；所有柜臺均結(jié)束運(yùn)營的時候，其所在的區(qū)域均開啟應(yīng)急照明，提供最小的疏散照度。

（3）行李提取大廳照明控制方案

行李提取大廳照明按照行李轉(zhuǎn)盤的分布劃分為不同控制區(qū)域。當(dāng)某個行李轉(zhuǎn)盤運(yùn)行時，對應(yīng)控制區(qū)域的燈具提供100%的照明，相鄰兩個控制區(qū)域的燈具提供50%的照明。夜間停航時，僅開啟應(yīng)急照明，提供最小的疏散照度。

（4）候機(jī)廳照明控制方案

候機(jī)廳是旅客休息的主要場所，其燈光控制既要充分考慮為旅客營造舒適、整潔的光環(huán)境，又要貫徹整體的節(jié)能觀念。候機(jī)廳運(yùn)營時燈具提供100%的照明；結(jié)束當(dāng)天的運(yùn)營后燈具調(diào)整為25%的照明；航站樓結(jié)束當(dāng)天的運(yùn)營后，所有的候機(jī)廳開啟應(yīng)急照明，提供最小的疏散照度。

（5）登機(jī)橋照明控制方案

登機(jī)橋是旅客登機(jī)的必經(jīng)之路，在其運(yùn)營時燈具提供100%的照明方便旅客登機(jī)；停止運(yùn)營后僅開啟應(yīng)急照明，提供最小的疏散照度；航站樓結(jié)束當(dāng)天的運(yùn)營后，所有登機(jī)橋的所有照明均關(guān)閉。

（6）大面積房間、公共走廊與連廊、員工走道區(qū)域照明控制方案

大面積房間、公共走廊與連廊、員工走道是機(jī)場必不可少的區(qū)域。照明控制系統(tǒng)處于全自動控制狀態(tài)，采用紅外監(jiān)測、聲控等多種控制方式，保證在這些區(qū)域需要燈光的時候?qū)艄饧皶r打開，不需要燈光的時候?qū)艄怅P(guān)閉。這在保證機(jī)場正常運(yùn)行的前提下，充分體現(xiàn)了智能照明控制系統(tǒng)的節(jié)能功效。

（7）其他區(qū)域照明控制方案

上述方案未涵蓋區(qū)域的照明控制參考以上區(qū)域的照明控制原則，結(jié)合實(shí)際照明支路的配置、航站樓運(yùn)行時刻表、自然光亮度及管理模式等，采用多種控制模式，靈活控制。

（8）控制方式

①采用中央監(jiān)控可視化軟件，在監(jiān)控機(jī)房即可對聯(lián)檢區(qū)域進(jìn)行集中監(jiān)控，隨時根據(jù)需要進(jìn)行開關(guān)燈。同時，在現(xiàn)場各操作間安裝多功能控制面板，方便機(jī)場工程維護(hù)人員隨時對該區(qū)域的燈光進(jìn)行手動控制。

②系統(tǒng)平時按時自動運(yùn)行，并且可以與其他系統(tǒng)聯(lián)動，特別是可以按照航班信息，自動調(diào)整各指定區(qū)域開關(guān)燈的時間。

③智能照明管理系統(tǒng)平時基于天文時鐘，參考機(jī)場所處地區(qū)的緯度和經(jīng)度編寫程序，綜合考慮日出、日落、季節(jié)變化和絕對時間來調(diào)整場景模式，營造出適宜的照明效果。

5 結(jié)束語

智能照明控制系統(tǒng)的使用，不但使各個電器末端設(shè)備能夠達(dá)到真正意義上的自動化無人值守的要求，還可以在此基礎(chǔ)上與消防、安防、報警、背景音樂等系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動。無論是在機(jī)場、酒店、醫(yī)院、學(xué)校、地鐵站、博物館、會展中心還是在寫字樓、超市等大型公共建筑工程上，智能照明控制系統(tǒng)的應(yīng)用，都將帶來完美的燈光效果和可計(jì)算的節(jié)能實(shí)惠，是未來低碳生活的發(fā)展趨勢。