智能照明节能控制装置「几种智能照明控制系统的比较」

安科瑞于洋

摘要：随着社会经济的不断发展，人们对生活质量、环境品质越发重视。推广绿色智能照明，提高城市照明质量，对于改善人们居住环境意义重大。文章简要介绍了绿色照明的基本要求、室内智能照明节能控制系统研究的基本思路，以及智能照明节能控制系统在室内空间中的应用。

关键词：绿色照明；智能照明控制系统；照明节能控制系统

引言

绿色照明指在确保建筑照明质量的前提下同时兼顾能源节约和环境保护的照明方式。目前，很多室内空间在照明设计和使用中依旧存在许多不合理现象，因此需要通过对绿色照明的普及和对智能照明节能系统进行设计，在充分满足人们对高质量光环境要求的基础上，大限度地节约能源，并降低照明设备在生产和使用等各个环节的能源消耗。

1.绿色照明的基本要求

（1）利用有效光源。绿色照明工程范围十分广泛，除了获取有效光源外，还包括研发和推广应用有效的照明器材及与灯具、光源配套的电器附件等。

（2）重视环保节能。节能降耗是绿色照明的重要方面，通过照明节电和基于资源的有效循环利用才能减少电能消耗，减少燃煤燃气消耗，并减少有害气体的排放。

（3）统筹兼顾。节能降耗在绿色照明工程，是在传统意义上减少用量的基础之上，进行更高层次的改善，大限度地提高照明质量和视觉环境，这就要求在照明系统设计、设施器材制造、运行维护管理等方面进行统筹兼顾，充分运用现代科技手段提高照明工程水平。比如，制订出科学合理的整体方案，根据实际情况选择合适的照度和照明方式；择优选择光源和灯具；制订对应的运行维护方案和管理措施，尽可能地将绿色照明系统的作用发挥出来。

2.室内智能照明节能控制系统研究的基本思路

（1）室内空间照明节能系统概念。所谓室内空间照明系统，是依据不同建筑室内空间环境中所需照度，正确选用照明方式与灯具类型来为人们提供良好的光照条件，使人们能够获得较佳的视觉效果，同时还能够获得某种气氛和意境，增强室内空间表现效果及审美感的一种设计处理手法。

（2）智能照明节能控制系统的技术特点。1.传统控制采用手动开关，而智能照明控制通常是采用低压二次小信号控制，与传统控制相比智能照明节能控制系统具有强大的控制功能、多种不同的方式、广阔的范围、高度的自动化及先进的记忆功能，通过对实现场景预设置后，系统便可以产生记忆，在操作时只需轻触控制面板上相应的按钮，即可启动相应场景的灯光模式，返回键即可将各照明回路切回初始的自动变换的状态。2.智能照明节能控制系统中的调光功能，可以随着人们生活场景的变化智能调节光源的光通量大小及色温范围，为人们提供更加灵活的光环境。3.智能照明节能控制系统可实现能源管理自动化，减少浪费。现阶段，大部分人的节能环保意识比较差，人为造成的电能大量浪费的现象依然普遍存在，一些人没有养成随手关灯的好习惯，房间没人的时候灯依旧长亮，而智能照明节能控制系统可以利用分布式网络的手段，通过一台计算机控制一栋楼的电源，如此一来该系统既能分散控制又能集中管理的优点被充分发挥出来。

（3）智能照明节能控制系统的分析。1.室内空间自然光线强度的变化。室内空间应该将自然光充分地利用起来，这样既能够达到节能灯减耗的目的，又能够创造相对稳定的视觉环境，将光线感应装置应用到智能照明节能控制系统开关中，将测定工作面的照度和设定值进行比较制成照明开关，便可以充分利用室内空间的自然光，并且不会受季节、气候等外部因素的影响。值得注意的是，虽然靠近窗户的地方自然光照强度比较高，人工照明提供的照度相对比较低，但是合成的照度还是应该维持在设计照度的范围内。智能照明节能控制系统的情景模式中可以根据不同的视觉需求转换，但是亮度空间维持在预设的设计照度值水平内。2.空间光效的衰减。传统的空间光效初始照度一般设置得比较高，因为在对建筑物照明进行设计时，设计师一般都会优先考虑灯具的效率及房间墙面反射率是否会随着时间的推移出现衰减及衰减程度。这种设计常常会导致建筑照明在使用过程中照度出现不一致的现象，另外设计的照度偏高会直接导致能耗增加。采用智能照明节能控制系统后，系统根据不同自然光源环境开启预先设置好的标准亮度，维持照明区域恒定的光照度，而且还不会因为灯具效率的降低、墙面反射率的衰减而出现明显差异。3.空间活动内容的转换。空间活动内容的转换是一个动态的过程，要求同样的一套照明装置需要在不同的时刻有着不同的表现，作业的照明条件会随着不同场景、不同活动内容而发生变化。因此，采用智能照明节能控制系统既可以满足控制简便、灯光氛围与活动内容搭配达到较佳的要求，又可以实现 20%～50%的节能及延长灯具寿命2～4倍的效果。传统照明需要大量的配电控制设备，这些配电设备大部分在智能照明节能控制系统中都被节省下来，简化和节省了大量的穿管布线的工作，在一定程度上降低了施工成本。除此之外，智能照明系统的情境预设功能，可以为人们在不同场景中都可以处在舒服的照明状态，不仅保证了人的身心健康，还能够获得提高工作效率的潜在价值回报。

3.智能照明节能控制系统在室内空间中的应用

（1）智能照明节能控制系统设计、安装流程图如图 1 所示。

图 1 智能照明节能控制系统设计、安装流程图

（2）住宅空间智能照明节能控制系统设计举例。1.灯光的选择。建筑照明系统在选择光源的环节，需要结合建筑物的采光情况及实际需求进行科学合理的规划，保证既可以满足照明需求，还能够大限度地实现节能效果。LED作为一种绿色照明光源，具有效率高、能耗低、寿命长、光色丰富、响应快的优点，在全球范围内得到推广应用，因此智能照明节能控制系统尽量选择使用LED节能光源。2.灯光线路设计与智能能控制。灯光线路设计需与智能照明节能控制系统相关联，可以根据平常的使用习惯配置灯光的控制，比如可以在客厅、卧室等经常活动的空间配置总控面板，这样方便全屋灯光的设置和控制。还可以在手机上装上相应的远程控制系统，实现对灯光或场景的远程控制。在室内空间的一些特殊部位如过道、楼梯，可以通过采用人体感应、声控、光控及智能化控制等手段，减少照明灯具的开启时间，合理地采用照明控制技术，可以比传统照明技术降低40%～80%的能耗。智能照明节能控制系统还能够实现对灯光的灵活调节，淡入淡出是常见的调光输出功能。可通过设定淡入淡出时间，实现0～100%不同程度的灯光亮度来调节居住空间。比如由暗变明的过程适合应用在卧室，这可以规避起夜时突然的强光直射眼睛引起的不适应；而在玄关处通过明暗的变化可以起到很好的过渡作用。3.家居空间的智能照明情景划分。以卧室房间智能照明节能控制系统设计为例，可以划分为以下3种情景模式：居家模式、起床模式、睡眠模式。居家模式：当房间需要清洁或者会客时，可以使房间处于一个全亮状态，提供高亮度的照明。起床模式：当需要起床的时候，床周边区域灯光逐渐变亮至 50%的亮度，让人的眼睛更加舒服。睡眠模式：当智能感应探头探测到有人起床上厕所的时候会自动开启床边的微弱灯光，如此一来，既保证了人的平安，又不会破坏人的睡眠环境。

4.安科瑞为绿色照明和照明节能控制提供解决方案

4.1安科瑞智能照明监控系统采用分层分布式结构，即站控层，通讯层与间隔层；如图（1）所示：

图（1）网络拓扑图

间隔设备层主要为：开关驱动器，这些装置分别对应相应的一次设备安装在电气柜内，这些装置均通过现场KNX总线组网通讯，实现数据现场采集。

网络通讯层主要为：智能照明网关，其主要功能为把分散在现场采集装置集中控制，同时远传至站控层，完成现场层和站控层之间的数据交互。

站控管理层：设有高性能工业计算机、显示器、UPS电源、打印机等设备。监控系统安装在计算机上，集中采集显示现场设备运行状况，以人机交互的形式显示给用户。以上开关模块均采用KNX总线传输，一般都采用4根连线，接线简单方便，传输距离可达1.2km。

4.2安科瑞智能照明系统组成

定时控制

通过时钟管理器，实现整个系统的有关区域照明的定时和自动管理功能，实现公共通道、景观照明、泛光照明、车库照明定时控制。如百叶窗定时升降、集中供热定时调节、节假日照明定时关闭、定时通知等。

场景控制

智能照明控制系统根据各个部门的需求，设定不同种类的场景模式，进行各种照明灯光的组合，达到美化工作环境的效果；结合人体感应传感器，当人员离开时，关闭所有该会议室照明。

实时监控

中控室，配置一台中控主机，所有照明控制设备，通过KNX网关，接入监控系统，操作管理人员，可以通过中控电脑，实时监视总线、区域、楼层、楼栋等照明状态，并可根据需求进行控制调整。系统绘图工具支持向量图和多层页面，图形页面缩放方便，切换简单，支持DXF、WMF、BMP、JPG、ICON等图形对象的嵌入、支持二维、三维图元的绘制，增加可视化的空间效果。