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智能照明控制系統(tǒng)在建筑照明中的應(yīng)用
發(fā)布日期：2019-01-07
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現(xiàn)代建筑中的照明不僅要求能為人們的工作、學(xué)習(xí)、生活提供良好的視覺(jué)條件，而且要能利用燈具造型和光色協(xié)調(diào)營(yíng)造出具有一定風(fēng)格和美感的室內(nèi)環(huán)境，以滿足人們的心理和生理要求。然而一個(gè)真正設(shè)計(jì)合理的現(xiàn)代照明系統(tǒng)除能滿足以上條件外，還必須做到充分利用和節(jié)約能源。
本文根據(jù)筆者在實(shí)際工作中的一些經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合智能照明控制系統(tǒng)，就智能照明控制系統(tǒng)及其節(jié)能效果進(jìn)行分析和介紹。
1． 公共區(qū)域采用智能照明控制系統(tǒng)
1.1 電梯、車庫(kù)、自行車庫(kù)等公共區(qū)域?qū)τ陔娞?、汽車?kù)、自行車庫(kù)等燈光使用頻率較高的區(qū)域采用智能照明控制系統(tǒng)，既能保證為住戶提供最合適的照度，同時(shí)實(shí)現(xiàn)合理的節(jié)能。"樓層管理器"根據(jù)時(shí)序設(shè)置不同的狀態(tài)，如"白天"、"晚上"、"清掃"、"安全"等。當(dāng)一天中的某些時(shí)候，人員活動(dòng)很少（如深夜），"樓層管理器"就選擇"安全"狀態(tài)，這時(shí)照明系統(tǒng)通常只點(diǎn)亮普通型低能耗燈，用于保證緊急情況或安全檢查時(shí)所需的基本照度，從而實(shí)現(xiàn)合理節(jié)能、降低運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用的目的。當(dāng)設(shè)"安全"狀態(tài)時(shí)，區(qū)域內(nèi)動(dòng)靜探測(cè)器開始工作，一旦探測(cè)有人進(jìn)入該區(qū)域，立即自動(dòng)進(jìn)入"晚上"狀態(tài)，并且保持?jǐn)?shù)分鐘，這樣即使在深夜也能保證給用戶提供合適的環(huán)境。在恢復(fù)"安全"狀態(tài)之前，必須延時(shí)一段時(shí)間，因?yàn)樵谏钜鼓扯螘r(shí)間內(nèi)可能突然出現(xiàn)集中的人群活動(dòng)，通過(guò)延時(shí)環(huán)節(jié)可以避免各狀態(tài)之間的頻繁切換。
1.2 物業(yè)管理辦公區(qū)和住宅的設(shè)備區(qū)域 在住宅內(nèi)的設(shè)備區(qū)域，如電梯機(jī)房、水泵房、地下配電間等，燈通常是關(guān)閉的，只有當(dāng)管理人員進(jìn)入時(shí)，動(dòng)靜探測(cè)器才會(huì)自動(dòng)將燈點(diǎn)亮，當(dāng)房間內(nèi)人員走完后，探測(cè)器控制延時(shí)工作一段時(shí)間后，將燈自動(dòng)熄滅。
物業(yè)管理辦公照明系統(tǒng)與傳統(tǒng)BAS能源管理系統(tǒng)不同的是智能照明管理系統(tǒng)允許工作人員在任何時(shí)候改變照明系統(tǒng)的工作狀態(tài)，以適合手頭的工作。在設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)不同的時(shí)間和環(huán)境的光照度水平作了精心的設(shè)計(jì)，既保證了工作人員有舒適的光照度，盡量降低了運(yùn)行費(fèi)用。光電單元和動(dòng)靜探測(cè)器不斷監(jiān)視所在區(qū)域的光照度和動(dòng)靜情況，并利用這些信息作出調(diào)整或選擇更合適的狀態(tài)，從而在給管理人員提供舒適工作環(huán)境的同時(shí)以避免了不必要的能源浪費(fèi)。對(duì)于每個(gè)預(yù)設(shè)置光感智能傳感器來(lái)說(shuō)，是響應(yīng)高照度還是響應(yīng)低照度或是響應(yīng)動(dòng)靜傳感器，都可以遠(yuǎn)地使用手移式PC機(jī)進(jìn)行設(shè)定。光智能傳感器在使用中會(huì)由于積灰而產(chǎn)生偏差，這也可以用PC機(jī)遙控遠(yuǎn)地進(jìn)行重新校準(zhǔn)，而并不影響它的響應(yīng)參數(shù)。
2． 智能照明控制系統(tǒng)所能實(shí)現(xiàn)的效果
2.1 實(shí)現(xiàn)照明控制智能化采用智能照明控制系統(tǒng)后，可以使照明系統(tǒng)工作在全自動(dòng)狀態(tài)，系統(tǒng)將按預(yù)先設(shè)定的若干基本狀態(tài)進(jìn)行工作。這些狀態(tài)會(huì)按預(yù)先設(shè)定的時(shí)間相互自動(dòng)地切換，并將照度自動(dòng)調(diào)整到工作最合適的水平。在靠近窗戶等自然采光較好的場(chǎng)所，系統(tǒng)會(huì)很好地利用自然光照明，調(diào)節(jié)到最合適的水平。當(dāng)天氣發(fā)生變化時(shí)，系統(tǒng)仍能夠自動(dòng)將照度調(diào)節(jié)到最合適的水平。總之，無(wú)論在什么場(chǎng)所或天氣如何變化，系統(tǒng)均能保證室內(nèi)的照度維持在預(yù)先設(shè)定的水平。當(dāng)一個(gè)工作日結(jié)束后，系統(tǒng)將自動(dòng)進(jìn)入晚上的工作狀態(tài)，自動(dòng)并極其緩慢地調(diào)暗各區(qū)域的燈光，同時(shí)系統(tǒng)的探測(cè)功能也將自動(dòng)生效，將無(wú)人區(qū)域的燈自動(dòng)關(guān)閉，并將有人區(qū)域的燈光調(diào)至最合適的亮度。系統(tǒng)還能夠通過(guò)"樓層管理器"使辦公區(qū)，樓梯間等公共區(qū)域的燈協(xié)調(diào)工作。當(dāng)辦公區(qū)內(nèi)有人工作時(shí)，樓梯間及走道等公共區(qū)域的燈就保持基本亮度，只有當(dāng)所有的辦公區(qū)域內(nèi)的人走完后才將燈調(diào)到安全狀態(tài)或關(guān)閉。此外，還可以通過(guò)手動(dòng)編程控制面板和遙控編程器，隨意改變各區(qū)域的光照度，以適應(yīng)各種場(chǎng)合的不同場(chǎng)景要求。
2.2 照度的一致性一般照明設(shè)計(jì)師對(duì)新建的建筑物進(jìn)行照明設(shè)計(jì)時(shí)，均會(huì)考慮到隨著時(shí)間的推移燈具，效率和房間墻面反射率會(huì)不斷衰減，因此，其初始照度均設(shè)置得較高，這種設(shè)計(jì)不僅造成建筑物使用期（或兩次裝飾的間隔期）的照度不一致，而且由于照度偏高造成不必要的能源浪費(fèi)。采用智能照明控制后，雖然照度還是偏高設(shè)計(jì)，但由于可以智能調(diào)光，系統(tǒng)將會(huì)按照預(yù)先設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)亮度使照明區(qū)域保持恒定的照度，而不受燈具效率降低和墻面反射率衰減的影響，這也是智能照明控制系統(tǒng)可以節(jié)約能源的原因之一。
2.3 場(chǎng)景變換靈活性采用智能照明控制系統(tǒng)可預(yù)先設(shè)置不同的場(chǎng)景于模塊中，在需要時(shí)只要對(duì)相應(yīng)的控制面板進(jìn)行操作既可調(diào)入相應(yīng)的場(chǎng)景。用戶還可以通過(guò)可編程控制面板對(duì)場(chǎng)景進(jìn)行適時(shí)調(diào)節(jié)以適應(yīng)不同的場(chǎng)景要求。另外，用戶還可以通過(guò)可編程接口用便攜式編程器進(jìn)行不同場(chǎng)景的變換設(shè)置。
2.4 可觀的節(jié)能效果智能照明控制系統(tǒng)使用了先進(jìn)的電力電子技術(shù)，能對(duì)大多數(shù)燈具（包括白熾燈、日光燈、配以特殊鎮(zhèn)流器的鈉燈、水銀燈、霓虹燈等）進(jìn)行智能調(diào)光，從而能夠充分利用自然光實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。將光電單元安裝在利用自然光的區(qū)域，當(dāng)室外光強(qiáng)時(shí)，室內(nèi)照度自動(dòng)調(diào)暗，室外光弱時(shí)，室內(nèi)照度則自動(dòng)調(diào)亮，從而使室內(nèi)的照度始終保持在恒定值附近，同時(shí)實(shí)現(xiàn)可觀的節(jié)能效果。照明控制系統(tǒng)處于晚上和安全狀態(tài)時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)的能耗可大大減少，因而"樓層管理器"通常允許這兩種狀態(tài)在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候被選用。一個(gè)典型的車庫(kù)，白天的能耗約 3倍于晚上，這就意味著如果"樓層管理器"不能及時(shí)選用"晚上"工作狀態(tài)。將會(huì)導(dǎo)致能源浪費(fèi)。而"樓層管理器"通常盡可能地讓燈具工作在合適的電壓，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)能源管理功能。顯示了智能照明控制系統(tǒng)的節(jié)能效果。由圖可見在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)能源管理功能后，可以節(jié)約20%～50%的能源，從而減輕了供電壓力，降低了用戶電費(fèi)支出。
2.5 延長(zhǎng)光源壽命眾所周知，光源損壞的主要原因是電網(wǎng)過(guò)壓，只要適當(dāng)降低工作電壓就可以延長(zhǎng)光源的壽命。智能照明控制系統(tǒng)采用軟啟動(dòng)的方式，能控制電網(wǎng)沖擊電壓和浪涌電壓，使燈絲免受熱沖擊，從而使光源壽命延長(zhǎng)2～4倍，對(duì)于大量使用光源和安裝困難的區(qū)域具有特殊的意義。
3． 智能照明控制系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性分析
采用智能照明控制系統(tǒng)后，業(yè)主的一次性投入費(fèi)用將會(huì)由于運(yùn)行費(fèi)用和維護(hù)費(fèi)用的降低而使實(shí)際投入費(fèi)用大大降低。下面以一個(gè)面積為1000平方米左右的辦公樓為例，估算區(qū)域智能照明控制系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。
3.1 系統(tǒng)基本情況 燈具120套2 * 36W 的熒光燈，總功率9.6 KW,回路數(shù)為12,工作時(shí)間為10小時(shí)/天計(jì),一年以300天計(jì),電費(fèi)以0.5元/度計(jì)。
3.2 智能系統(tǒng)基本設(shè)置
3.3 智能系統(tǒng)投資回報(bào)估算 智能系統(tǒng)基本配置參考價(jià)格為41000元 原照明系統(tǒng)所需常規(guī)格控制器件費(fèi)用為5000元采用智能系統(tǒng)增加的費(fèi)用為36000元系統(tǒng)年運(yùn)行電費(fèi)：10小時(shí)/天*300天*0.5元/千瓦小時(shí)*9.6千瓦=14400元年節(jié)約電費(fèi)按節(jié)約50%計(jì)為7200元延長(zhǎng)光源壽命以3倍計(jì)，若未用智能系統(tǒng)，一年換一次燈，需1680元，采用智能系統(tǒng)后，則3年換一次燈，每年節(jié)約燈管費(fèi)用為1120元。年降低運(yùn)行費(fèi)用： 7200元 + 1120元 = 8320元智能控制系統(tǒng)回收年限： 增加費(fèi)用 / 年降低運(yùn)行費(fèi)用 ≈ 4年
4． 結(jié)束語(yǔ)
照明智能化不僅可以提高樓宇的品位，使照明系統(tǒng)與樓房其他智能化設(shè)備相匹配，而且還能改善工作環(huán)境，提高工作效率，節(jié)約能源，節(jié)省燈具，降低運(yùn)行費(fèi)用，從而得到巨大的經(jīng)濟(jì)回報(bào)。
此外，采用該系統(tǒng)還有看不到的價(jià)值回報(bào)，如智能控制系統(tǒng)能使整個(gè)系統(tǒng)工作在使員工最舒適的狀態(tài)，從而保證了員工的身心健康，提高了工作效率，創(chuàng)造了無(wú)法估量的價(jià)值。
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