安科瑞 繆凱倫
摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)生活質(zhì)量、環(huán)境品質(zhì)越發(fā)重視。推廣綠色智能照明，提高城市照明質(zhì)量，對(duì)于改善人們居住環(huán)境意義重大。文章簡(jiǎn)要介紹了綠色照明的基本要求、室內(nèi)智能照明節(jié)能控制系統(tǒng)研究的基本思路，以及智能照明節(jié)能控制系統(tǒng)在室內(nèi)空間中的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：綠色照明；智能照明控制系統(tǒng)；照明節(jié)能控制系統(tǒng)
0. 引言
綠色照明指在確保建筑照明質(zhì)量的前提下同時(shí)兼顧能源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)的照明方式。目前，很多室內(nèi)空間在照明設(shè)計(jì)和使用中依舊存在許多不合理現(xiàn)象，因此需要通過(guò)對(duì)綠色照明的普及和對(duì)智能照明節(jié)能系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，在充分滿足人們對(duì)高質(zhì)量光環(huán)境要求的基礎(chǔ)上，大限度地節(jié)約能源，并降低照明設(shè)備在生產(chǎn)和使用等各個(gè)環(huán)節(jié)的能源消耗。
1.綠色照明的基本要求
（1）利用有效光源。綠色照明工程范圍十分廣泛，除了獲取有效光源外，還包括研發(fā)和推廣應(yīng)用有效的照明器材及與燈具、光源配套的電器附件等。
（2）重視環(huán)保節(jié)能。節(jié)能降耗是綠色照明的重要方面，通過(guò)照明節(jié)電和基于資源的有效循環(huán)利用才能減少電能消耗，減少燃煤燃?xì)庀?，并減少有害氣體的排放。
（3）統(tǒng)籌兼顧。節(jié)能降耗在綠色照明工程，是在傳統(tǒng)意義上減少用量的基礎(chǔ)之上，進(jìn)行更高層次的改善，大限度地提高照明質(zhì)量和視覺(jué)環(huán)境，這就要求在照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)、設(shè)施器材制造、運(yùn)行維護(hù)管理等方面進(jìn)行統(tǒng)籌兼顧，充分運(yùn)用現(xiàn)代科技手段提高照明工程水平。比如，制訂出科學(xué)合理的整體方案，根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的照度和照明方式；擇優(yōu)選擇光源和燈具；制訂對(duì)應(yīng)的運(yùn)行維護(hù)方案和管理措施，盡可能地將綠色照明系統(tǒng)的作用發(fā)揮出來(lái)。
2.室內(nèi)智能照明節(jié)能控制系統(tǒng)研究的基本思路
（1）室內(nèi)空間照明節(jié)能系統(tǒng)概念。所謂室內(nèi)空間照明系統(tǒng)，是依據(jù)不同建筑室內(nèi)空間環(huán)境中所需照度，正確選用照明方式與燈具類型來(lái)為人們提供良好的光照條件，使人們能夠獲得較佳的視覺(jué)效果，同時(shí)還能夠獲得某種氣氛和意境，增強(qiáng)室內(nèi)空間表現(xiàn)效果及審美感的一種設(shè)計(jì)處理手法。
（2）智能照明節(jié)能控制系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)。1.傳統(tǒng)控制采用手動(dòng)開(kāi)關(guān)，而智能照明控制通常是采用低壓二次小信號(hào)控制，與傳統(tǒng)控制相比智能照明節(jié)能控制系統(tǒng)具有強(qiáng)大的控制功能、多種不同的方式、廣闊的范圍、高度的自動(dòng)化及先進(jìn)的記憶功能，通過(guò)對(duì)實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景預(yù)設(shè)置后，系統(tǒng)便可以產(chǎn)生記憶，在操作時(shí)只需輕觸控制面板上相應(yīng)的按鈕，即可啟動(dòng)相應(yīng)場(chǎng)景的燈光模式，返回鍵即可將各照明回路切回初始的自動(dòng)變換的狀態(tài)。2.智能照明節(jié)能控制系統(tǒng)中的調(diào)光功能，可以隨著人們生活場(chǎng)景的變化智能調(diào)節(jié)光源的光通量大小及色溫范圍，為人們提供更加靈活的光環(huán)境。3.智能照明節(jié)能控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)能源管理自動(dòng)化，減少浪費(fèi)?，F(xiàn)階段，大部分人的節(jié)能環(huán)保意識(shí)比較差，人為造成的電能大量浪費(fèi)的現(xiàn)象依然普遍存在，一些人沒(méi)有養(yǎng)成隨手關(guān)燈的好習(xí)慣，房間沒(méi)人的時(shí)候燈依舊長(zhǎng)亮，而智能照明節(jié)能控制系統(tǒng)可以利用分布式網(wǎng)絡(luò)的手段，通過(guò)一臺(tái)計(jì)算機(jī)控制一棟樓的電源，如此一來(lái)該系統(tǒng)既能分散控制又能集中管理的優(yōu)點(diǎn)被充分發(fā)揮出來(lái)。
（3）智能照明節(jié)能控制系統(tǒng)的分析。1.室內(nèi)空間自然光線強(qiáng)度的變化。室內(nèi)空間應(yīng)該將自然光充分地利用起來(lái)，這樣既能夠達(dá)到節(jié)能燈減耗的目的，又能夠創(chuàng)造相對(duì)穩(wěn)定的視覺(jué)環(huán)境，將光線感應(yīng)裝置應(yīng)用到智能照明節(jié)能控制系統(tǒng)開(kāi)關(guān)中，將測(cè)定工作面的照度和設(shè)定值進(jìn)行比較制成照明開(kāi)關(guān)，便可以充分利用室內(nèi)空間的自然光，并且不會(huì)受季節(jié)、氣候等外部因素的影響。值得注意的是，雖然靠近窗戶的地方自然光照強(qiáng)度比較高，人工照明提供的照度相對(duì)比較低，但是合成的照度還是應(yīng)該維持在設(shè)計(jì)照度的范圍內(nèi)。智能照明節(jié)能控制系統(tǒng)的情景模式中可以根據(jù)不同的視覺(jué)需求轉(zhuǎn)換，但是亮度空間維持在預(yù)設(shè)的設(shè)計(jì)照度值水平內(nèi)。2.空間光效的衰減。傳統(tǒng)的空間光效初始照度一般設(shè)置得比較高，因?yàn)樵趯?duì)建筑物照明進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)師一般都會(huì)優(yōu)先考慮燈具的效率及房間墻面反射率是否會(huì)隨著時(shí)間的推移出現(xiàn)衰減及衰減程度。這種設(shè)計(jì)常常會(huì)導(dǎo)致建筑照明在使用過(guò)程中照度出現(xiàn)不一致的現(xiàn)象，另外設(shè)計(jì)的照度偏高會(huì)直接導(dǎo)致能耗增加。采用智能照明節(jié)能控制系統(tǒng)后，系統(tǒng)根據(jù)不同自然光源環(huán)境開(kāi)啟預(yù)先設(shè)置好的標(biāo)準(zhǔn)亮度，維持照明區(qū)域恒定的光照度，而且還不會(huì)因?yàn)闊艟咝实慕档?、墻面反射率的衰減而出現(xiàn)明顯差異。3.空間活動(dòng)內(nèi)容的轉(zhuǎn)換。空間活動(dòng)內(nèi)容的轉(zhuǎn)換是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過(guò)程，要求同樣的一套照明裝置需要在不同的時(shí)刻有著不同的表現(xiàn)，作業(yè)的照明條件會(huì)隨著不同場(chǎng)景、不同活動(dòng)內(nèi)容而發(fā)生變化。因此，采用智能照明節(jié)能控制系統(tǒng)既可以滿足控制簡(jiǎn)便、燈光氛圍與活動(dòng)內(nèi)容搭配達(dá)到較佳的要求，又可以實(shí)現(xiàn) 20%～50%的節(jié)能及延長(zhǎng)燈具壽命2～4倍的效果。傳統(tǒng)照明需要大量的配電控制設(shè)備，這些配電設(shè)備大部分在智能照明節(jié)能控制系統(tǒng)中都被節(jié)省下來(lái)，簡(jiǎn)化和節(jié)省了大量的穿管布線的工作，在一定程度上降低了施工成本。除此之外，智能照明系統(tǒng)的情境預(yù)設(shè)功能，可以為人們?cè)诓煌瑘?chǎng)景中都可以處在舒服的照明狀態(tài)，不僅保證了人的身心健康，還能夠獲得提高工作效率的潛在價(jià)值回報(bào)。
3.智能照明節(jié)能控制系統(tǒng)在室內(nèi)空間中的應(yīng)用
（1） 智能照明節(jié)能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝流程圖如圖 1 所示。
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圖 1 智能照明節(jié)能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝流程圖
（2） 住宅空間智能照明節(jié)能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)舉例。1.燈光的選擇。建筑照明系統(tǒng)在選擇光源的環(huán)節(jié)，需要結(jié)合建筑物的采光情況及實(shí)際需求進(jìn)行科學(xué)合理的規(guī)劃，保證既可以滿足照明需求，還能夠大限度地實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果。LED作為一種綠色照明光源，具有效率高、能耗低、壽命長(zhǎng)、光色豐富、響應(yīng)快的優(yōu)點(diǎn)，在全球范圍內(nèi)得到推廣應(yīng)用，因此智能照明節(jié)能控制系統(tǒng)盡量選擇使用LED節(jié)能光源。2.燈光線路設(shè)計(jì)與智能能控制。燈光線路設(shè)計(jì)需與智能照明節(jié)能控制系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)，可以根據(jù)平常的使用習(xí)慣配置燈光的控制，比如可以在客廳、臥室等經(jīng)常活動(dòng)的空間配置總控面板，這樣方便全屋燈光的設(shè)置和控制。還可以在手機(jī)上裝上相應(yīng)的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)燈光或場(chǎng)景的遠(yuǎn)程控制。在室內(nèi)空間的一些特殊部位如過(guò)道、樓梯，可以通過(guò)采用人體感應(yīng)、聲控、光控及智能化控制等手段，減少照明燈具的開(kāi)啟時(shí)間，合理地采用照明控制技術(shù)，可以比傳統(tǒng)照明技術(shù)降低40%～80%的能耗。智能照明節(jié)能控制系統(tǒng)還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)燈光的靈活調(diào)節(jié)，淡入淡出是常見(jiàn)的調(diào)光輸出功能?？赏ㄟ^(guò)設(shè)定淡入淡出時(shí)間，實(shí)現(xiàn)0～不同程度的燈光亮度來(lái)調(diào)節(jié)居住空間。比如由暗變明的過(guò)程適合應(yīng)用在臥室，這可以規(guī)避起夜時(shí)突然的強(qiáng)光直射眼睛引起的不適應(yīng)；而在玄關(guān)處通過(guò)明暗的變化可以起到很好的過(guò)渡作用。3.家居空間的智能照明情景劃分。以臥室房間智能照明節(jié)能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)為例，可以劃分為以下3種情景模式：居家模式、起床模式、睡眠模式。居家模式：當(dāng)房間需要清潔或者會(huì)客時(shí)，可以使房間處于一個(gè)全亮狀態(tài)，提供高亮度的照明。起床模式：當(dāng)需要起床的時(shí)候，床周邊區(qū)域燈光逐漸變亮至 50%的亮度，讓人的眼睛更加舒服。睡眠模式：當(dāng)智能感應(yīng)探頭探測(cè)到有人起床上廁所的時(shí)候會(huì)自動(dòng)開(kāi)啟床邊的微弱燈光，如此一來(lái)，既保證了人的平安，又不會(huì)破壞人的睡眠環(huán)境。
4.安科瑞為綠色照明和照明節(jié)能控制提供解決方案
4.1安科瑞智能照明監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，即站控層，通訊層與間隔層； 如圖（1）所示：
圖（1）網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D
間隔設(shè)備層主要為：開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器，這些裝置分別對(duì)應(yīng)相應(yīng)的一次設(shè)備安裝在電氣柜內(nèi)，這些裝置均通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)KNX總線組網(wǎng)通訊，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)場(chǎng)采集。
網(wǎng)絡(luò)通訊層主要為：智能照明網(wǎng)關(guān)，其主要功能為把分散在現(xiàn)場(chǎng)采集裝置集中控制，同時(shí)遠(yuǎn)傳至站控層，完成現(xiàn)場(chǎng)層和站控層之間的數(shù)據(jù)交互。
站控管理層：設(shè)有高性能工業(yè)計(jì)算機(jī)、顯示器、UPS電源、打印機(jī)等設(shè)備。監(jiān)控系統(tǒng)安裝在計(jì)算機(jī)上，集中采集顯示現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行狀況，以人機(jī)交互的形式顯示給用戶。 以上開(kāi)關(guān)模塊均采用KNX總線傳輸，一般都采用4根連線，接線簡(jiǎn)單方便，傳輸距離可達(dá)1.2km。
4.2安科瑞智能照明系統(tǒng)組成
1. 定時(shí)控制
通過(guò)時(shí)鐘管理器，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的有關(guān)區(qū)域照明的定時(shí)和自動(dòng)管理功能，實(shí)現(xiàn)公共通道、景觀照明、泛光照明、車庫(kù)照明定時(shí)控制。如百葉窗定時(shí)升降、集中供熱定時(shí)調(diào)節(jié)、節(jié)假日照明定時(shí)關(guān)閉、定時(shí)通知等。
2. 場(chǎng)景控制
智能照明控制系統(tǒng)根據(jù)各個(gè)部門(mén)的需求，設(shè)定不同種類的場(chǎng)景模式，進(jìn)行各種照明燈光的組合，達(dá)到美化工作環(huán)境的效果；結(jié)合人體感應(yīng)傳感器，當(dāng)人員離開(kāi)時(shí)，關(guān)閉所有該會(huì)議室照明。
3. 實(shí)時(shí)監(jiān)控
中控室，配置一臺(tái)中控主機(jī)，所有照明控制設(shè)備，通過(guò)KNX網(wǎng)關(guān)，接入監(jiān)控系統(tǒng)，操作管理人員，可以通過(guò)中控電腦，實(shí)時(shí)監(jiān)視總線、區(qū)域、樓層、樓棟等照明狀態(tài)，并可根據(jù)需求進(jìn)行控制調(diào)整。系統(tǒng)繪圖工具支持向量圖和多層頁(yè)面，圖形頁(yè)面縮放方便，切換簡(jiǎn)單，支持DXF、WMF、BMP、JPG、ICON等圖形對(duì)象的嵌入、支持二維、三維圖元的繪制，增加可視化的空間效果。
4. 報(bào)警處理
系統(tǒng)提供了警報(bào)處理能力，用戶可采用編程來(lái)完成不同的任務(wù)，當(dāng)某種警報(bào)條件出現(xiàn)時(shí)應(yīng)做什么，可由用戶自行確定。
5.事件通報(bào) 系統(tǒng)提供了事件通報(bào)功能，支持郵件通報(bào)、文本輸出以及事件驅(qū)動(dòng)打印，可按照用戶預(yù)先設(shè)置的條件，觸發(fā)事件通報(bào)功能。
4.3設(shè)備選型
選擇綠色智能的照明方式，不僅能為人們創(chuàng)建出舒服節(jié)能的生活環(huán)境，還能夠促使建筑照明節(jié)能設(shè)計(jì)的水平不斷提升。綠色照明是今后節(jié)能設(shè)計(jì)工作的重要工作，也是照明領(lǐng)域未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)，因此研究室內(nèi)智能照明具有較大的現(xiàn)實(shí)意義。
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