文｜西安祥泰軟件設(shè)備系統(tǒng)有限責(zé)任公司 楊 潔 楊 超 岳華花

隨著現(xiàn)代建筑科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，以及人們物質(zhì)文化和精神生活水平的迅速提高，人們對(duì)于照明的要求越來(lái)越高，已不僅僅滿足于傳統(tǒng)照明設(shè)計(jì)提供的照明效果，更希望在一個(gè)舒適、明亮、靈活、高效的照明環(huán)境中工作和生活。20世紀(jì)80年代以來(lái)，為了適應(yīng)和滿足人們的這一需要，智能照明控制技術(shù)在建筑各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用越來(lái)越廣。

1 智能照明控制系統(tǒng)的工作原理和基本結(jié)構(gòu)

應(yīng)用智能照明控制系統(tǒng)是為了適應(yīng)各種建筑的結(jié)構(gòu)布局以及不同燈具的選配，從而實(shí)現(xiàn)照明的多樣化控制。現(xiàn)有的智能照明控制系統(tǒng)主要分為中央集中控制系統(tǒng)及分布式控制系統(tǒng)兩種。

智能照明控制系統(tǒng)的工作原理是采用調(diào)光模塊將主電源分為多路可調(diào)光的輸出回路，供照明燈用電，由可編程多功能控制面板控制燈的開/關(guān)和調(diào)亮調(diào)暗，所有調(diào)光器和面板都可通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)對(duì)每路燈的各種控制，由此可產(chǎn)生不同的燈光場(chǎng)景和燈光效果。而中央集中控制系統(tǒng)由于將控制功能集中在中央處理器上，相對(duì)于分布式控制系統(tǒng)將控制功能分散給系統(tǒng)每一個(gè)模塊的模式而言，系統(tǒng)的靈活性和可靠性要略差一些。下面本文以Dynalite分布式控制系統(tǒng)為例介紹智能照明控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)。

（1）調(diào)光模塊

調(diào)光模塊的主要功能是對(duì)不同燈具進(jìn)行調(diào)光或開關(guān)控制。它的基本工作原理是由CPU控制可控硅的開啟角大小，從而控制電壓的平均幅值，進(jìn)而調(diào)節(jié)燈具的亮度。燈具的亮度一般與燈具的輸入電壓幅值成正比關(guān)系。它應(yīng)該具備的基本功能有：

◆ 能對(duì)各類燈具進(jìn)行無(wú)級(jí)連續(xù)調(diào)光或開關(guān)；

◆ 能對(duì)燈具起保護(hù)作用，包括適應(yīng)電源電壓頻率的變化、限制輸出電壓范圍、抑制電網(wǎng)上的各種干擾、防止高啟動(dòng)電流和熱沖擊以及通過(guò)軟啟動(dòng)特性和軟關(guān)斷技術(shù)來(lái)保護(hù)燈具、延長(zhǎng)燈具的壽命；

◆ 能對(duì)預(yù)置的調(diào)光場(chǎng)景進(jìn)行記憶，不因停電而被破壞；

◆ 能抑制電磁干擾。

（2）開關(guān)模塊

開關(guān)模塊是一種靠繼電器開關(guān)輸出的控制模塊，主要用于實(shí)現(xiàn)對(duì)照明的智能開關(guān)管理。

（3）控制面板

控制面板是供人直觀操作控制燈光場(chǎng)景的部件，是由CPU來(lái)控制的。它具有的功能包括：?jiǎn)?dòng)或改變一個(gè)燈光場(chǎng)景，臨時(shí)改變燈光亮度，更改場(chǎng)景設(shè)置，區(qū)域分割或合并，可編程時(shí)序和邏輯控制。

（4）智能傳感器

智能傳感器主要由動(dòng)靜探測(cè)紅外跟蹤器、光度檢測(cè)光電管和用于遙控的接收器組成，它能識(shí)別有無(wú)人進(jìn)入房間或檢測(cè)環(huán)境的光照度，可按日照情況自動(dòng)調(diào)整室內(nèi)燈光的亮度，可實(shí)現(xiàn)照明智能管理所需的各種感應(yīng)探測(cè)功能。

（5）時(shí)鐘管理器

時(shí)鐘管理器用于支持一周或一年內(nèi)各種復(fù)雜的照明控制事件和任務(wù)的時(shí)序設(shè)定。

（6）PC機(jī)

通過(guò)PC機(jī)，可在監(jiān)控室實(shí)現(xiàn)對(duì)大樓整個(gè)照明控制系統(tǒng)的管理。

2 辦公大樓內(nèi)智能照明控制系統(tǒng)的應(yīng)用

一棟現(xiàn)代化的智能辦公大樓，不僅要有足夠的工作照明，更應(yīng)營(yíng)造一個(gè)舒適的視覺(jué)環(huán)境，使員工在其中工作時(shí)保持心情舒暢，保持較高的辦公效率。據(jù)有關(guān)資料介紹，辦公照明用電量約占整個(gè)大樓能耗的1/3。因此，做好照明設(shè)計(jì)，選擇合理的照明方案，配置先進(jìn)的控制系統(tǒng)，加強(qiáng)照明控制設(shè)計(jì)，已成為智能辦公樓的一個(gè)重要的設(shè)計(jì)內(nèi)容。采用智能照明系統(tǒng)，不僅能有效節(jié)約能源，降低用戶運(yùn)行費(fèi)用，還可提高大樓管理水準(zhǔn)。

辦公大樓按照功能區(qū)域劃分，通常會(huì)有辦公區(qū)、門廳、會(huì)議室、多功能廳等，各個(gè)功能區(qū)域的照明具有不同的特點(diǎn)。

辦公區(qū)域照明使用的光源主要是熒光燈與白熾燈，其中熒光燈多用于一般照明，白熾燈多用于局部照明；照度水平的設(shè)計(jì)主要取決于視覺(jué)作業(yè)的需要及經(jīng)濟(jì)條件的狀況。辦公區(qū)域的工作時(shí)間主要是在白天，可以考慮利用窗外入射的大量自然光進(jìn)行照度補(bǔ)償，不僅能節(jié)約能源，更能維持室內(nèi)舒適的視覺(jué)環(huán)境。

在現(xiàn)有的一些智能辦公樓的設(shè)計(jì)中，照明控制設(shè)計(jì)往往被歸入BA系統(tǒng)設(shè)計(jì)中。出于經(jīng)濟(jì)性方面的考慮，許多弱電設(shè)計(jì)單位在這方面的設(shè)計(jì)往往局限在對(duì)辦公樓公共區(qū)域照明的控制上（其中大多數(shù)又集中在對(duì)走道燈的照明控制）。最常規(guī)的做法是在強(qiáng)電設(shè)計(jì)時(shí)將走道相鄰燈具分別接入不同的照明燈具回路中，同時(shí)在各照明控制回路中相應(yīng)增加交流接觸器。這樣BA控制系統(tǒng)僅需通過(guò)BA接口控制交流接觸器觸點(diǎn)的打開和閉合就能實(shí)現(xiàn)對(duì)照明回路的開關(guān)控制，從而達(dá)到節(jié)能的目的。但筆者認(rèn)為這不是真正意義上的智能照明控制，它實(shí)現(xiàn)的僅僅是對(duì)照明回路的開關(guān)控制，燈具只有開和關(guān)，沒(méi)有亮和暗，從而無(wú)法形成各種亮度組合的燈光場(chǎng)景。

對(duì)于一個(gè)完整的辦公樓智能照明控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，辦公區(qū)是辦公樓的主要組成部分，采用智能照明控制系統(tǒng)，可使其照明系統(tǒng)工作在全自動(dòng)狀態(tài)。通過(guò)配置的“智能時(shí)鐘管理器”可預(yù)先設(shè)置若干基本工作狀態(tài)（通常分為白天、晚上、清掃、安全、午飯等），并使照明系統(tǒng)根據(jù)預(yù)先設(shè)定的時(shí)間段自動(dòng)地在各種狀態(tài)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。比如：上班時(shí)間來(lái)臨時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)將燈打開，并將光照度自動(dòng)調(diào)節(jié)在預(yù)先設(shè)定的水平；在靠窗的房間，系統(tǒng)能智能地利用室外自然光，當(dāng)天氣晴朗時(shí)室內(nèi)燈自動(dòng)調(diào)暗，天氣陰暗時(shí)室內(nèi)燈會(huì)自動(dòng)調(diào)亮，以始終保持室內(nèi)亮度的恒定；午餐時(shí)間，燈將自動(dòng)變換到一個(gè)舒適、柔和的燈光場(chǎng)景，使工作人員能夠很好地休息和放松；當(dāng)一個(gè)工作日結(jié)束時(shí)，在智能時(shí)鐘管理器的作用下，系統(tǒng)將自動(dòng)地調(diào)暗各區(qū)域的燈光，進(jìn)入晚上工作狀態(tài)，同時(shí)智能傳感器的動(dòng)靜探測(cè)功能將自動(dòng)生效；系統(tǒng)處于清掃狀態(tài)時(shí)，各區(qū)域的燈保持基本的亮度，當(dāng)清掃人員掃到該區(qū)域時(shí)，智能傳感器的動(dòng)靜探測(cè)功能自動(dòng)生效，點(diǎn)亮該區(qū)域的燈，并在清掃人員掃完該區(qū)域離開后，延時(shí)數(shù)分鐘后將燈關(guān)掉；安全狀態(tài)和清掃狀態(tài)的工作原理相似。

會(huì)議室是辦公樓的重要組成部分，采用智能照明控制系統(tǒng)可對(duì)室內(nèi)各照明回路進(jìn)行調(diào)光控制，可預(yù)先設(shè)置多種燈光場(chǎng)景在控制面板中，使會(huì)議室在準(zhǔn)備、報(bào)告、研討、休息等不同的使用狀態(tài)下都能有不同的燈光效果。同時(shí)會(huì)議室的燈光控制系統(tǒng)還可以和投影儀等各種演示設(shè)備相連：當(dāng)需要播放投影時(shí)，會(huì)議室的燈能自動(dòng)緩慢地調(diào)暗；關(guān)掉投影儀，燈又會(huì)自動(dòng)地調(diào)亮。另外，當(dāng)使用移動(dòng)隔板將一個(gè)大房間分隔成幾個(gè)小房間時(shí)，只需將控制面板的鏈接功能打到OFF檔，各房間就可實(shí)現(xiàn)單獨(dú)控制；而當(dāng)需要一個(gè)大會(huì)議室時(shí)，只需將控制面板的鏈接功能打到ON檔，各房間燈光就可實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)控制，使用極其靈活、方便。

3 智能照明控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

智能照明控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)照明控制系統(tǒng)相比，在控制方式、照明方式、管理方式以及節(jié)能等方面均有不少優(yōu)點(diǎn)。

首先，在控制方式和照明方式上，傳統(tǒng)照明控制采用手動(dòng)開關(guān)，只能開和關(guān)，而且只能一路一路地開和關(guān)；而智能照明控制采用調(diào)光模塊，通過(guò)對(duì)燈具的調(diào)光，在不同使用場(chǎng)合制造不同的燈光效果，營(yíng)造出不同的舒適的視覺(jué)氛圍。此外，智能照明控制在控制上采用低壓二次小信號(hào)控制，控制方式多、功能強(qiáng)、范圍廣、自動(dòng)化程度高。

其次，智能照明控制系統(tǒng)由于使用了自動(dòng)化照明控制，智能地利用日光以及網(wǎng)絡(luò)，只需一臺(tái)計(jì)算機(jī)就可實(shí)現(xiàn)整個(gè)大樓照明的合理的能源管理自動(dòng)化，不僅減少了不必要的耗電開支，同時(shí)也降低了用戶的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用，在節(jié)能方面可比傳統(tǒng)照明控制節(jié)電20%以上。

另外，智能照明控制系統(tǒng)可通過(guò)人為地設(shè)置電壓限制消除或降低電網(wǎng)電壓以及浪涌電壓對(duì)燈具的沖擊，從而起到保護(hù)燈具、延長(zhǎng)燈具使用壽命的作用。而更值得一提的是智能照明控制系統(tǒng)是一個(gè)開放式的系統(tǒng)，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)接口可方便地與BAS系統(tǒng)聯(lián)接，實(shí)現(xiàn)智能大樓的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著建筑和照明技術(shù)的進(jìn)步，照明已與建筑融為一體，成為了建筑藝術(shù)的一部分。讓我們大家共同努力，將更多、更好的智能照明控制系統(tǒng)應(yīng)用到智能建筑的設(shè)計(jì)中去，營(yíng)造出藝術(shù)、智能化的光環(huán)境，賦予建筑生命。

1 陳一才．智能建筑電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)．北京：中國(guó)建材工業(yè)出版社，1999．

2 GB 50034-2004民用建筑設(shè)計(jì)照明標(biāo)準(zhǔn)．

3 JGJ/16-2008民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范．

4 趙哲身．智能建筑控制與節(jié)能．北京：中國(guó)電力出版社，2007．