办公建筑智能照明控制系统设计

1.前言

       在我国的能源消耗结构比例中，照明大约占了20％，经过调查，办公建筑在这其中又占了相当大的比例。在当前我国对建筑节能要求越来越高的发展趋势下，公用建筑的照明节能就显得尤为重要。而随着科技有进步，智能照明控制系统逐步显示出其节能、管理方便的优势，其应用也会越来越广泛，下文用工程实例阐述了办公建筑的智能化照明设计。

2.智能化照明控制系统的总体效应

2.1 实现照明控制智能化

       采用智能照明控制系统后，可使照明系统全自动运行，系统将按照预先设置切换到若干不同的基本工作状态，如白天、晚上、周末、清洁等，根据预设的时间自动地在各种工作状态之间进行转换。此外，对于高档办公楼的大厅、会议室等场所，则可以根据一天的不同时间、不同用途精心地进行灯光的场景预设置，使用时只需调用预先设置好的最佳灯光场景，就可使人们产生很好的视觉效果。

2.2 改善工作环境，提高工作效率

       在大楼办公室，配备可调光电子镇流器的日光灯在智能照明控制系统下传统的日光灯照明系统相比具有显著的优势：

       因为配有传统镇流器的日光灯会以100Hz频率闪动，这种频闪使工作人员头晕，眼睛疲劳，降低了工作效率。而可调光电子镇流器在工作时需要很高频率（40～70kHz），不仅克服了频闪，而且消除了由于使用启辉器而造成启动灯时亮度的不稳定，改善了办公环境，提高了工作效率，这一点也给管理者带来了巨大的经济回报。

2.3 照度一致性

       一般照明设计在对新的办公用房进行照明设计时，由于考虑到照度衰减，设计的照度通常比要求的要高。而这样设计的结果就是新房间照度偏高，使办公用房使用期照度不一致，而且照度偏高也会造成不必要的能源浪费。在智能照明控制系统下，由于可以进行智能调光，尽管照度还是偏高设计，但系统将会按照预先设置的标准亮度使办公室在使用期内保持恒定照度，而不受灯具效率降低和墙面反射系数衰减的影响。

2.4 客观的节能效果

       现公建筑的节能和降低运行费用是受人们关注的重要课题。

       按照国际标准，办公室的最佳光照度应为400lx，智能照明控制系统能利用智能优感器感应室外光线，自动调节光照度，以达到节能效果，同时也可采用时钟管理器对照明进行定时控制。

2.5 延长灯具寿命

       灯具遭受损坏的致命原因是电网过电压，灯具的工作电压越高，其寿命就越低，所以适当降低灯具工作电压是延长灯具寿命的有效途径。

       智能照明控制系统能成功地抑制电网的冲击电压和浪涌电压，使灯具不会因为上述原因而过早损坏。同时，还可以通过系统人为的确定电压限制，提高灯具寿命，这样不仅节省了大量灯具，而且大大减少了更换灯具的工作时间，有效地降低了照明系统的运行费用。

3.智能照明控制系统的组成

       智能照明控制系统具有和传统跷板开关一样的控制功能、调光功能，而且有自动探测设备能感测如人体运动和周围环境照度等，自动控制灯的开关及调光，还可以与其它的自控系统集成，实现相互控制。智能照明控制系统分为硬件和软件两大部分，其中硬件主要由输入单元、输出单元、系统单元三部分组成，软件则由编程软件、监控软件、时控软件组成，硬件通过总线系统连接成网络，由软件实现远程自动控制。

3.1 输入单元

       输入单元将外界控制信号的转变为系统信号在总线上传播，一般输入单元包括线式开关、场景控制器、遥控设备、红外及亮度优感器等。

3.2 输出单元

       输出单元接收总线上信号，控制相应回路输出，实现对负载进行控制。一般由继电器、调光器、模拟单元等组成。

3.3 系统单元

       系统单元由电源供应单元、PC接口等组成。系统单元通过对各个输入、输出单元及计算机调制解调器的连接实现网络化连接，为集中及远程控制创造了条件。

3.4 编程软件

       编程软件通过与网络中PC接口相连的计算机随时修改系统的控制要求，是智能照明控制系统的大脑。

3.5 监控软件

       监控软件通过可视化界面，预先制定控制方案或临时对大楼内灯具进行开关、调光等控制，是控制系统的执行者。

3.6 时空软件

       时空软件可实现灯光按规律点亮或熄灭。

4.办公建筑的智能照明控制系统设计方案

       我们在进行设计之初应该将建筑按功能的不同进行分区，不同的区域对照明及控制的要求是不一样的。一般的办公建筑基本可以分为办公区、功能区、辅助区及室外照明等功能区域。

4.1 办公区照明

4.1.1 普通办公区

       现办公楼内普通办公区均以敝开式大空间为主，办公面积大，可以将整个办公区分成若干个独立的照明区域，采用网络开关根据需要开启相应区域的照明，由于出入口多，可实现办公区内多点控制，方便了使用人员操作。在每个出入口都可以开启和关闭整个办公区的所有灯，这样可根据需要方便就近地控制办公区的灯，同时可以根据时间进行控制，如平时晚8点自动关灯，如果有人加班，则可以切换为手动开关灯。

4.1.2 高级办公区

       高级办公区一般都会进行个性化装修，而且灯具多，组合形式多样，可以通过多种控制方式对照明进行控制，这其中包括场景控制、遥控、调光控制等。可以在不同的环境要求进开启不同的灯具组合并进行调光等操作，如办公、会客、休闲，而这些都可以通过编程进行预设置，使用时只通过单键作即可。

4.2 功能区照明

       作为功能区的会议室、多功能厅等场所是办公楼的一个重要组成部分，通过场景设置可以将其设定为会议报告状态、多媒体会议状态、娱乐休息状态、清扫状态等，真正使多功能场所在照明上实现多功能化。

4.3 辅助区照明

       作为辅助区的大厅、走廊、楼梯间、洗手间等场所，因为使用比较频繁，时间性强，一般以时间控制为主并结合安装红外感应器等方式以达到节约能源的目的。

4.3.1 大厅

       大厅是进入办公楼的必经之路，使用时间段相对集中，如上下班时间，可以开启全部回路的灯光，方便人员进出，营造明亮洁净的气氛；人员进出较少时段可只打开部分回路灯光。此区域控制集中在管理室，可由就地控制、计算机控制、时间定时控制进行操作。

4.3.2 走廊

       走廊作为各办公室空间的联络通道，照明也至关重要，我们主要采用自动控制方法。正常工作时间全开，非工作时间改为减光照明，如可只1/3，节假日无人时可以只亮少许灯，同时在各出入口装设手动控制开关，可根据需要手动控制。

4.3.3 楼梯间

       楼梯间在现公建筑中，尤其是高层建筑中已不作为主要通道而只作为辅助通道及应急疏散通道使用，所以控制方式以红外感应延时开关为主。人来开灯，人离开后延时关闭，这样可以大大地节约能源，而在火灾报警确认后，应急点亮楼梯间照明作为疏散照明，有利于人员疏散。

4.3.4 洗手间

       现代建筑中洗手间已显得越来越重要，是体现办公环境的重要环节。但这种地方也存在管理的盲区，普通管理方式下这里的灯经常成为长明灯，比较浪费。而智能化设计中采用红外感应进行控制，人来开灯，人走延时关闭或采用传统方式与时间控制相结合的方式，在平时由传统方式控制，晚间无人后通过定时将回路断开以节约能源。

4.4 停车场及室外照明

4.4.1停车场照明

       由于现代大多数办公建筑均将停车场设在地下层内，地下室无自然采光，这就要求车场内有一部分照明需要常明，而办公建筑停车场忙闲时间又非常地明显和集中，这样我们就可以采用时间定时控制方式，可分为忙时照明、闲时照明、维持照明，忙闲分明，大大节约了能源。

4.4.2 建筑物泛光照明

       泛光照明是建筑一个闪光点，是凸现建筑特点的重要手段，但同时也是耗电的大户，如何扮靓建筑又减少不必要的浪费就显得尤为重要。我们在智能化系统中可主要通过日期设置及时间设置完成这个任务。在主控计算机上，对开启/关闭时间进行设定，如晚上6点开启整个泛光照明灯，10点关闭部分灯，12点以后只保留很少的灯或全部关闭，当然，还要根据一年四季昼夜长短的变化和节假日进行相应的调整。

5.智能照明控制系统与建筑智能系统的集成

       智能照明控制系统可以很容易地通过开放通讯协议利用网络连接到楼宇管理系统中而成为其子系统，尤其要强调的是智能照明控制系统管理着所有照明，其中也包括火灾应急照明。智能照明控制系统硬件设备上均设计有消防联动接口，火灾时可强行点亮应急照明以达到消防要求。

6.智能照明控制系统的前景

       今后，智能照明控制系统必将朝着智能化、小型化、标准化的方向发展。网络系统更加优化，功能更加完善，扩展更加便捷，保护更加可靠，节能更加可观，其大面积的应用也将成为必然。