安科瑞 師晴晴
江蘇安科瑞電器制造有限公司 江蘇江陰 214405
摘 要: 簡要介紹了一種新型的智能照明控制系統(tǒng)，論述了其系統(tǒng)特點和系統(tǒng)組成；結合該系統(tǒng)對某高校圖書館進行了照明節(jié)能設計。工程應用表明，該系統(tǒng)在公共建筑節(jié)能中效果顯著。
關鍵詞: 高校；圖書館；智能照明控制系統(tǒng)；照明節(jié)能
0 引言
照明耗電在各國總發(fā)電量中都占有很大的比例，根據(jù)2004年國家住房和城鄉(xiāng)建設部的統(tǒng)計，我國照明耗電約占國內發(fā)電總量的10%~12%。對一些照明時間較長、照明場所較多的機構，如高等學校，其照明耗電占本單位所有耗電的約40%。因此，在保證照明質量的前提下，實施照明節(jié)能措施，可節(jié)約能源，產生明顯的經濟效益。
照明節(jié)能設計是在保證不降低作業(yè)面視覺要求、不降低照明質量的前提下，減少照明系統(tǒng)中光能的損失，大限度地利用光能。通常使用的節(jié)能措施有以下幾種：
（1）按照GB/T50034—2004《建筑照明設計標準》規(guī)定的各種場所的照度標準、照明功率密度值。
（2）充分利用自然光。
（3）選用高光效、顯色性好的光源，擇配光合理、**的燈具，推廣低能耗、性能優(yōu)的光源用電附件。
（4）合理選擇照明控制方式，如采用智能照明控制系統(tǒng)等。
目前的設計中，種和第三種方法一般都能達到，**種方法需要電氣設計人員和建筑專業(yè)協(xié)調，并且需要考慮建筑的立面效果，實際執(zhí)行中有一定難度。第四種方法僅需合理采用新技術，合理布置系統(tǒng)，即能達到理想效果。
目前，我國高校圖書館大部分仍采用傳統(tǒng)的控制方式，即在配電箱內由開關斷路器完成。圖書館的性質決定了其人流量較集中時間段為9：00～11：00、14：00～17：00、19：00～22：00，其余時間人數(shù)較少。圖書館的閱覽室管理員和電氣管理人員通常是分開的，因此在圖書館使用人數(shù)較少時，便造成巨大的能源浪費。2008年我國南方的大雪更暴露了我國在能源上存在的缺陷，因此有必要進行照明的節(jié)能設計。
本次設計以某高校圖書館的照明設計為例，來介紹智能照明控制系統(tǒng)的應用
1 Acrel-Bus智能照明控制系統(tǒng)
1.1 系統(tǒng)簡介
1.1.1 系統(tǒng)概述
（1）智能照明控制系統(tǒng)根據(jù)某一區(qū)域的功能、每天不同的時間、室外光亮度及本區(qū)域的用途來自動控制照明。可實現(xiàn)場景預設，自動控制、手動控制、系統(tǒng)集中控制等功能。
（2）照明控制系統(tǒng)是總線式控制系統(tǒng)。在系統(tǒng)中，開關、調光模塊安裝在電氣柜中，傳感器和控制面板在現(xiàn)場進行控制。聯(lián)網系統(tǒng)可多點控制不同的房間或區(qū)域。
（3）智能照明控制系統(tǒng)采用標準KNX協(xié)議，易地集中到中央控制器。中央控制器可請求開關、調光等功能來實現(xiàn)對現(xiàn)場的統(tǒng)一控制。
1.1.2 系統(tǒng)的特點
系統(tǒng)所采用的KNX總線標準有多家制造商支持，產品只要符合KNX標準，就可實現(xiàn)互換性，可做到不同廠商不同產品間無縫兼容，便于將來的維護。
系統(tǒng)結構是分布總線式結構，系統(tǒng)內各智能模塊不依賴于其他模塊而能夠獨立工作，模塊之間應是對等關系，所以系統(tǒng)可靠性更高。
實現(xiàn)多點共同控制時，不需要增加連接線的數(shù)量，系統(tǒng)內任何一點的控制方式，只需通過設備參數(shù)設置實現(xiàn)。
可在iPad上實現(xiàn)智能控制，控制界面可選擇語言，可加入圖片，控制更便捷更人性化。
智能照明控制系統(tǒng)可自成體系，也可通過OPC方式與BA系統(tǒng)互聯(lián)。
系統(tǒng)維護方便，更換或升級系統(tǒng)內元件時，不需要關閉整個系統(tǒng)。
該系統(tǒng)有多種控制方式，例如可以實現(xiàn)就地智能面板控制、人體感應控制、光線感應控制、定時控制、場景預設控制及集中控制。
該系統(tǒng)能與消防系統(tǒng)進行聯(lián)動，在出現(xiàn)消防報警時，可由系統(tǒng)強制打開所有回路，方便人員疏散。
總線元件及現(xiàn)場控制面板運行在30VDC**低電壓下。
該系統(tǒng)中多種控制方式可靈活結合使用，使得管理更方便更人性化。
1.2 系統(tǒng)的組成：
各個控制模板通過專用Acrel-BUS總線以樹形、星形或線形的拓撲結構靈活組網。系統(tǒng)部件從功能上可以分為：驅動器、傳感器和系統(tǒng)元件。所有的傳感器和驅動器都是通過總線相互連接在一起。
驅動器：負責接收和處理傳感器傳送的信號，并執(zhí)行相應的操作，如開/關燈、調節(jié)燈的亮度。
傳感器：負責根據(jù)現(xiàn)場手動操作，或探測光線、溫度等的變化，向驅動器發(fā)出相應的控制信號。
系統(tǒng)元件：系統(tǒng)元件主要負責搭建系統(tǒng)平臺，如系統(tǒng)電源、線路耦合器、傳輸介質等
2 系統(tǒng)的功能
該工程為某高校圖書館，建筑高度為42ｍ，共7層，每層4個閱覽室，每個閱覽室面積為1000㎡，連廊面積近1500㎡，連通4個閱覽室。圖書館藏書量為200萬冊。按GB 50045-1995《高層民用建筑設計防火規(guī)范》（2005年版）規(guī)定，該圖書館的負荷等級為**。閱覽室的普通照明用電按三級負荷供電，應急照明按**負荷供電。公共走道應急照明按**負荷供電，普通照明按二級負荷供電。因此，在智能照明設計中按不同負荷等級進行設計。
2.1 閱覽室的照明設計
閱覽區(qū)通常是大開間的場所，在實際應用中用T5熒光燈，配用電子鎮(zhèn)流器，在燈具上做到了節(jié)能?；芈穭澐职匆韵略瓌t進行：
（1）盡量按區(qū)域劃分回路，通常將一個柱內空間作一個回路處理。
（2）與窗平行的燈具盡量分為一個回路，使控制系統(tǒng)可按室外照亮度情況自動開關切換。
（3）出入口處盡量單獨回路。
（4）應急照明盡量單獨回路處理。
（5）劃分回路時盡量多，以充分利用智能控制系統(tǒng)的功能。
閱覽室配電箱系統(tǒng)圖如圖1所示。閱覽室應急照明應屬于**負荷，因此采用雙回路供電，另加燈具自帶蓄電池滿足規(guī)范的要求。應急照明設計與公共走道的應急照明相同。
圖1 閱覽室配電箱系統(tǒng)圖
2.2 公共走道的照明設計
公共走道的照明采用雙回路供電。應急照明回路采用燈具自帶蓄電池來滿足規(guī)范的要求，蓄電池充電線在斷路器后端取得，不通過該模塊，既起到對該線路的保護作用，又滿足了蓄電池的充電線。
由于應急照明在火災時需要強行點亮，因此在設計時將應急照明和普通照明分別由兩個模塊來控制。應急照明模塊帶AUX接口，火災時能通過火災報警系統(tǒng)傳送的消防干接點信號強行點亮該模塊所帶的燈具。
圖2 公共走道配電箱系統(tǒng)圖
2.3 系統(tǒng)的結構設計
控制系統(tǒng)采用總線式控制布線，采用4芯屏蔽雙絞線進行系統(tǒng)搭建。系統(tǒng)連接示意圖如圖3所示。
圖3 燈光控制模塊連接示意圖
圖例為KNX總線系統(tǒng)結構拓撲圖，該組網方式適用于樓層平面內配電箱分散的建筑如：辦公樓、商場、圖書館、會展中心等。
設計解析：
每一層的設備通過手拉手相連形成一條總線。
各樓層配電箱中的各個驅動模塊與現(xiàn)場智能面板和傳感器通過控制總線相連形成線路。
驅動模塊采用標準DIN導軌安裝方式;智能面板采用標準86盒安裝;傳感器采用嵌入式安裝。
不同支線通過線路耦合器連接形成一個系統(tǒng)，系統(tǒng)可集中控制所有設備。
采用智能照明控制系統(tǒng)后，系統(tǒng)可達到一定的效果：
（1）可使照明系統(tǒng)工作在全自動狀態(tài)。通過配置“智能時鐘管理器”可預先設置若干基本工作狀態(tài)，通常為白天、晚上、清掃、**、周末、午飯等，根據(jù)預設定的時間自動在各狀態(tài)之間轉換。
（2）每個區(qū)域都配置手動控制面板，可隨時調節(jié)房間的工作狀態(tài)及滿意的燈光效果。照明控制系統(tǒng)可保證辦公區(qū)域和公共區(qū)域的協(xié)調工作。
3 產品的類型
3.1 開關驅動器
3.2 0-10v調光驅動器
3.3 傳感器
3.4 總線電源
3.5 智能面板
3.6 干接點輸入模塊
4 結語
采用智能照明控制系統(tǒng)后，可使系統(tǒng)根據(jù)不同時間工作在不同的狀態(tài)，達到了照明節(jié)能的目的。該系統(tǒng)可用于酒店、辦公樓等公共建筑中。目前，國家正在大力推進建筑節(jié)能減排的任務，相信隨著系統(tǒng)的應用和推廣一定能使建筑節(jié)能達到理想效果。
參考文獻
中國建筑標準設計研究院.電氣照明節(jié)能設計[M].北京：中國計劃出版社,2007.
GB50054—2004 建筑照明設計規(guī)范[S].
安科瑞電氣股份有限公司智能照明選型手冊
作者簡介：
師晴晴（1985－），女，漢族，本科，工程師，主要研究方向為智能建筑供配電監(jiān)控系統(tǒng)
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