淺談建筑電氣工程智能照明系統設計

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：在現代建筑工程中，為了起到裝飾或照明效果，在電氣工程中安裝了大量的照明設施，但是照明設施規(guī)模龐大，不但會造成資源浪費，而且在出現故障問題時會影響整體建筑工程美觀，阻礙建筑工程自身功能發(fā)揮，在這種情況下，相關部門研發(fā)出了智能照明系統。通過數據調查，在建筑電氣工程中應用智能照明系統后，不但保證了建筑整體照明效果，也能節(jié)省資源，幫助企業(yè)控制成本。文章在闡述智能照明基本內涵及應用優(yōu)勢的基礎上，進一步探討了如何在建筑電氣工程中實現智能照明系統的整體設計。

關鍵詞：建筑電氣工程；智能照明系統；供電設備

0引言

現代建筑工程風格多、功能多樣，其中電氣工程內容更加復雜。近幾年，照明系統在建筑電氣工程中應用非常廣泛，且照明系統技術發(fā)展水平不斷提高，發(fā)展步伐加快。同時，在建筑行業(yè)發(fā)展中，照明系統設計功能由之前的采光需求漸漸轉變?yōu)檠b飾需求。因此，在照明系統設計中，應從整體角度入手，在保證照明系統基本功能的同時還要滿足建筑整體美學要求。

此外，在建筑電氣工程中，智能化已經是照明系統改革發(fā)展的主要方向，故通過在建筑電氣工程照明系統設計中從智能化角度入手，實現智能照明系統優(yōu)化設計，可以為建筑電氣工程的智能化發(fā)展提供條件。

1 智能照明系統的基本內涵

智能照明系統指的是可結合不同時間段和應用場所，實現照明照度靈活調節(jié)的照明系統。其不僅實現了能源的集中化管理，也能讓系統監(jiān)控變得更具集約化。通過對智能照明系統組成成分的分析可得，在建筑電氣工程中，智能照明系統的基本內涵包括以下幾點。

1. 智能控制工作原理。

當前，智能照明系統主要以集中控制為主，其在執(zhí)行方面呈現出分散性，從物理層面來說也就是電路并聯。并聯電路和串聯電路不同，基于串聯電路的照明系統中如果某一個燈具出現

故障問題或電源故障，整個照明系統都將會陷入癱瘓狀態(tài)，而這種分散執(zhí)行的方式即便照明系統中某部分燈具出現故障問題，也不會影響其他燈具的正常運行。實現分散執(zhí)行的基本原理在于，智能照明控制系統在每個燈具內部安裝了獨立的CPU處理器及EEPROM數據存儲器。

在智能照明系統中，各項數據分別被保存在對應的燈具系統中，即便系統出現故障問題，也不會給其他 燈具正常運行造成影響。對于控制器，其作用就是 利用主控計算機和主控通信系統實現對照明系統宏觀 管控，把對應指令傳遞給通信系統，由通信系統將指令 分布在每個燈具中。該系統包含控制器、輸入單元和 輸出單元，其中輸入單元也就是開關、傳感器等。這些 設備可以根據建筑內部環(huán)境科學判斷，把亮度信息反 饋給輸出單元，即智能調光器，之后在計算機系統和通 信設備配合下反饋并處理相關信息。整個運行過程由 電源提供，而在斷電情況下無法正常運行。

1. 智能照明功能。智能照明系統能實現對白熾 燈、節(jié)能燈、日光燈等燈具亮度的智能化調節(jié)，滿足在 不同環(huán)境下（如大型商場、演出廳等）對照明系統的使 用要求，且根據每個區(qū)域照明需求控制亮度和照明時 間。智能照明系統也可以根據燈具使用場景進行燈光 切換，其主要由控制面板和調光系統實現，也可以讓 照明區(qū)域的燈光亮度進行自由切換。另外，在智能照 明系統中，還可以安裝自動開關并根據相關指令控制 照明系統，如在有聲音的情況下啟動照明系統，在無聲音的環(huán)境下關閉燈具。

2. 安科瑞智能照明控制解決方案ALIBUS（Acrel Lighting intelligent Bus）系統基于成熟的RS485通訊控制技術，同時創(chuàng)新地引入了載波偵聽和沖突碰撞檢測機制，多機間實現了實時雙向通訊，線材使用普通的屏蔽網線，一次性解決通訊與供電問題。由于其滿足相關標準，已經在建筑行業(yè)中得到了廣泛應用。在該系統初步發(fā)展階段，只能實現對燈具進行智能化控制，隨著時代發(fā)展，其控制功能變得強大，可以對建筑內各個電氣設備（如空調、電動窗簾、洗衣機、照明系統等）進行智能化控制。之前分散式控制系統功能得到了優(yōu)化，如遠程控制、定時控制、延時控制等，且也具備氣象控制、感應控制等功能，給人們的工作和生活提供了便利條件。安科瑞ALBUS智能建筑控制系統在操作方面也比較方便，可以讓智能設備得到更好的維護和檢修，即只要一臺計算機系統就能實現整個系統的智能化控制。通過采用一體化控制方式，不但節(jié)省了資源，也促進了工程智能化管理水平提升，從而為我國智能照明系統改革發(fā)展提供了新方向。

2 智能照明系統的應用優(yōu)勢

2.1 保證工程節(jié)能性

智能照明系統的出現滿足了提出的節(jié)能發(fā)展要求。20世紀90年代，西方為了實現節(jié)能環(huán)保發(fā)展目標，提出了綠色照明的概念，并在其他推廣，之后我國也提出滿足中國改革發(fā)展要求的綠色工程項目。在智能照明系統中，涉及和傳統照明系統相關的組成部分，如光源、燈具、電路等，與傳統照明系統相比，不同在于運行方式和管理方法。在智能照明系統中，引進了現代化技術，如通信技術、計算機技術，并在各種控制元件和控制要求下，實現了對照明系統的靈活設計，以此達到節(jié)能效果。這種照明方式借助自然光，根據對應場景調節(jié)照明設施亮度，在保證照明質量的同時，減少了資源消耗，且節(jié)電。另外，在照明系統中使用濾波技術，能夠控制諧波數量，保證照明質量，進一步提高節(jié)能效果。

2.2 延長燈具使用期限

在照明系統中，光源是比較常見的部件，如在人們生活中比較常見的光源為白熾燈和熒光燈。如果可以延長光源配件的使用期限，不僅能節(jié)約照明成本，也能減輕相關人員工作壓力，避免頻繁更換光源，從而更好地控制維修管理成本。在建筑工程中，如果電網電壓不太穩(wěn)定，也可能會對光源配件的使用期限產生影響。

根據發(fā)光原理對光源進行分類，光源主要包括氣體放電光源及熱輻射光源。氣體放電光源是氣體放電產生的電源，給其使用期限產生影響的因素是電網電壓變化。如果電壓比較高，則會造成電極溫度升高，電壓下降，不利于電源正常運行，從而影響電源使用壽命。由此可知，控制電壓變化?？梢匝娱L光源使用時間。熱輻射光源則是將電能轉變?yōu)闊崮艿倪^程，即物體熱量將會達到白熾狀態(tài)而不斷發(fā)光，從而產生熱輻射光源，給其使用期限產生影響的因素在于電網電壓。隨著電壓上升，光源使用期限將不斷下降?；诖耍瑸榱搜娱L光源使用期限，比較常見的方式在于控制照明供電電壓。

2.3 提升工作效率

為了取得良好的工作效果，保證工作效率，需要創(chuàng)造良好的工作環(huán)境。當前，人們生活節(jié)奏較快，忙于生計，每天從事各種活動，而工作環(huán)境的氛圍將會對人們的工作效率產生直接影響。照明是工作環(huán)境中重要的一部分，在營造工作氛圍方面發(fā)揮著重要意義。在辦公場所內，合理使用光源燈具，不但能夠起到美化工作環(huán)境的效果，也能保證照明質量，營造舒適且安逸的工作氛圍。例如，傳統鎮(zhèn)流器熒光燈在運行中，其工作電源閃動頻率一般在100 kHz，該頻率容易造成人的視覺疲勞，從而影響工作效率和質量。通過使用智能照明系統，能夠將該問題科學處理，因為其內部安裝的電子鎮(zhèn)流器可以對閃動頻率進行科學把控，讓其控制在70 kHz之內，不僅可以減輕人的視覺疲勞，也能讓人的視覺體驗更加舒適。除了上述優(yōu)勢，智能照明系統還具備其他優(yōu)勢。例如，讓照明效果更具多樣化，不僅能滿足照明要求，也能發(fā)揮裝飾作用，讓建筑內部環(huán)境變得更加靈動和多樣，且讓人們從中獲得良好的體驗。智能照明控制系統中重要的部件為計算機，其內部保存了大量信息，程序在運行中不會發(fā)生錯誤，能夠有效規(guī)避傳統照明系統人工變換操作問題，且讓操作更加穩(wěn)定與安全。同時，其所有電路控制都在控制箱內，有效規(guī)避了人工操作產生的觸電風險。

3安科瑞智能照明控制系統

3.1概述

ALIBUS智能照明產品采用RS485總線技術，技術成熟可靠，安全穩(wěn)定。開關驅動器具備獨立工作的能力，適用于一些中小型的項目；模塊化設計，可以任意拼接擴展，同時預留I/O口以及Modbus接口，還可以滿足與AcrelEMS企業(yè)微電網管理云平臺進行數據交換。

3.2應用場所

適合于各類智能小區(qū)、醫(yī)院、學校、酒店，以及體育場所、機場、隧道、車站等大型公建項目的照明控制需求。

3.3系統結構

3.4系統功能

1）實時檢測并顯示各個模塊的在線狀態(tài)，反饋現場受控回路的開關狀態(tài)，監(jiān)控界面按照樓層各分區(qū)的布局和回路列表來瀏覽。

2）當發(fā)生模塊離線、網關設備掉線或者狀態(tài)反饋和下發(fā)控制命令不一致時會發(fā)生故障報警，并將故障報警信息記錄并顯示在界面中。

3）可以對單個照明回路實現開關控制；每個模塊、樓層都有相應的模塊控制開關和樓層控制開關，也可以一個模塊或者整個樓層實現開關控制。

4）開關驅動器支持過零觸發(fā)功能，負載（燈具）的分合操作僅在交流電過零時進行；可有效減少電磁干擾以及對電網的沖擊，延長燈具與控制裝置的壽命。

5）對每個照明回路可以預設掉電狀態(tài)，當照明電源掉電時，開關驅動器會自動切換到預設的掉電狀態(tài)；確保重新上電時燈具的開關狀態(tài)是確定與可控的。

6）拖動調光控件，照明設備從0%到100%進行調光，可以對單個照明回路實現調光控制，調光總控可以對一個模塊的照明回路實現調光控制，也可以對多個照明回路實現調光控制，通過圖標的亮滅狀態(tài)反饋現場開關的狀態(tài)。

7）點擊場景控件，打開或者關閉對應場景設置，軟件界面上顯示不同的場景模式和場景功能，通過圖標的亮滅顯示對應的場景狀態(tài)是打開還是關閉。

8）設置定時時間，確認時間點后，對該事件點執(zhí)行的動作進行設置，設置燈在設定的時間點亮或者滅。

9）系統可以通過預設的當地經緯度信息，自動計算每天的日升日落時間；根據天文時鐘控制照明開關，實現日落開燈、日出關燈的功能。

10）所有定時控制計劃均可下發(fā)保存至驅動模塊；當上位機系統故障或模塊離線時，驅動模塊可以利用自帶的RTC時鐘維持定時控制計劃的正常執(zhí)行，不影響日常的照明控制效果。

11）系統結構是分布式總線結構；系統內各元件不依賴于其他元件而能夠獨立工作；系統內各元件可以通過程序的設定實現功能的多樣性。

12）預留BA或三方集成平臺接口，采用modbus、opc等方式。

3.5設備選型

4 結語

在建筑電氣工程中，相關人員應靈活掌握智能照明系統設計思路和方法，對智能照明系統進行科學規(guī)劃。在實際設計中，除了要保證建筑電氣工程設計合理，還要結合智能照明系統設計要求和具體標準，從各環(huán)節(jié)入手進行質量控制，保證智能照明系統安裝質量。與此同時，規(guī)范智能照明系統設計流程，確定線路安裝思路，實現每個環(huán)節(jié)相互對接，并在智能化技術作用下，對照明系統智能化調控，減少設備維護成本，以達到更好的節(jié)能效果。

參考文獻:

[1] 蔣琪.民用建筑電氣中智能照明控制系統的應用[J].中國建筑裝飾裝修,2023(5):74-76.

[2] 劉覓.建筑工程中智能建筑技術的應用探討[J].產業(yè)與科技論壇,2022,21(19):51-52.

[3] 陳忠興.民用建筑照明電氣節(jié)能設計應用實踐[J].光源與照明,2022(5):42-44.

[4]李榕東.建筑電氣工程智能照明系統設計.建筑規(guī)劃與設計,2024(5)6-10

[5]安科瑞企業(yè)微電網設計與應用手冊2022.5版.