智能照明控制系统助力“双碳”目标

【摘 要】：随着电力电子技术的快速发展，智能照明控制技术已经成为楼宇自动化控制系统的重要组成部分，是绿色照明的发展方向。智能照明控制系统在照明节能上起到重要的作用。文章结合实际案例，探讨了智能照明控制技术在照明节能上的应用，具有一定的实际意义。
【关键词】：智能照明控制系统；室内照明；节能设计
0．引言
照明节能设计除了与灯具选型有关，与照明控制系统也息息相关。科技的不断发展为照明控制系统的发展提供了技术支持，利用·智能照明控制技术，可有效实现能源的节约，提供舒适的照明环境，同时使运行管理变得更加方便、快捷、高效。
1．智能照明控制系统的应用发展需求
( 1 )智能化。随着科技的不断发展，智能化逐渐融入民众的日常生活，如今在照明控制中运用十分广泛。目前，智能照明控制方式的解决方案主要为有线方式和无线方式。有线方式主要包括DALI总线、KNX总线、RS485总线等。有线方式在智能照明控制系统中具有以下第三个突出特点：稳定、可靠、低成本。适用于对可靠性要求非常高的大型公建类项目。无线方式包括LoRa、WiFi无线局域网、蓝牙、ZigBee等。适用于追逐新技术的先锋客户。这些智能照明控制系统可以实现各种不同功能，满足不同场所以及不同使用个体的使用需求，从而达到节能、方便管理和舒适照明环境的目的。
( 2 )节能。随着“双碳"目标的提出，我国的绿色发展之路提升到一个新的高度——降低碳排放，助推高质量发展。低碳节能政策的进一步推进，对绿色建筑提出更高的设计要求，绿色照明是绿色建筑设计一个重要的组成部分。绿色照明是一种节约能源、保护环境、有益于提高人们生产、工作、学习效率和生活质量的照明形式，即在满足照明质量要求的前提下同时关注节能与环保。绿色建筑与绿色照明的高质量发展离不开智能照明控制技术的应用，选择合理的照明控制方式与逻辑策略；有效地利用自然采光，降低能耗；减少二氧化碳的排放，提高供电系统的节能效率，同时为用户提供舒适的照明环境和便捷的管理方式。
( 3 )系统功能。智能照明系统（有线控制方式）采用模块化设计，主要由控制管理设备、输入设备、输出设备和通信网络组成。控制管理设备除包括中央控制管理设备，还可以包括分中心控制管理设备和现场控制管理设备。输入设备包括智能面板和各种传感器；输出设备则包括开关驱动器、调光驱动器等；通信网络一般由IP协议转换器、交换器、路由器、光电转换器和通讯线缆等组成。智能照明控制系统可以根据需要，通过各控制器和面板进行编程实现对各回路的亮度控制，从而组成多种不同的照明应用场景，达到综合性的系统控制效果。
2.智能照明控制系统在照明节能设计中的应用策略
(1) 合理选择智能照明控制系统。
室内空间照明与人们的日常生产、生活息息相关，良好的空间照明不仅能满足人们的基本需求，还能提供更舒适的视觉环境，减少光污染，从而为人们带来更好的生活体验。智能照明设计施工人员需充分了解项目需求，分析项目特点以及想达到的目的，精准定位，合理选择智能照明控制系统。
(2) 优化照明设计，有效节约能源。
根据选定的智能照明控制方式和使用场所的功能特点，选择高光效且与控制系统相适应的灯具，以优化照明灯具布置，合理分配照明配电回路和控制回路，有利于智能照明控制系统实现需要的照明控制功能，达到预期场景效果，同时节约能源。
(3) 充分利用自然光源。
充分且合理运用自然光源可以有效地降低用户对照明系统的依赖程度，还能够节约能源。在实际设计过程中，为了有效利用自然光源，在建筑总体布局时需结合场地条件，确定合理的建筑布局、形体、朝向和间距，在采光窗口处安装户外照度传感器。利用智能照明控制系统的户外照度传感器自动采集外部自然光线的变化来调节临窗灯光，充分利用自然光源，达到节能的目的。
3．智能照明控制系统方案
3.1 系统方案
以综合大楼为例，采用安科瑞的ALIBUS智能照明控制系统，对大堂、会议室、楼梯间、公共走廊、电梯厅等地均采用了智能照明控制。大厦的智能照明控制系统拓扑图如下图所示。

大堂是人员进入楼体的必经之路，好的装修效果及设计布局可以给人一个舒适空间，但没有好的灯光照明来衬托难以达到设计师所想要的效果。为了使人员无论在什么时候进入大堂，能感觉到由灯光效果带来的舒适环境。办公大厅区域照明用红外传感器进行人体感应，采用分回路开关控制，预设场景控制，可通过智能面板或传感器一键切换场景，既满足了美观，又兼顾了节能。
会议室是办公楼中的重要功能场所，采用分回路手动控制、场景控制，根据需要分为会见、办公、休息等多种场景模式，预先精心设计多种灯光场景，使用时只须选择相应的场景智能面板按键，灯光会自动按照设定好的方式打开。在会议室门口设置电子标签面板，以供会议室管理人员按照需求手动选择或实时控制，以满足会议、投影、发言和情节等不同需求。
楼梯间、公共走廊、电梯厅属于敞开公共空间。采用分回路开关控制、动静探测控制、就地控制等。对公共区域的灯保持基本亮度，也可通过系统对某一回路的灯进行开关控制，在楼道间、公共走廊区域都安装有红外移动探测器，实行人来自动灯亮、人走延时关灯的自动控制方式。为了方便现场工作人员对该区域的照明进行控制及管理，在现场的每个楼道间门口还各安装有一个智能控制面板。正常工作时间全开，非工作时间改为减光照明，节假日无人时可以只亮少量灯为视频监控保留足够的照度。管理人员还可以通过中控电脑对楼道间、公共走廊照明进行监视和控制。
ALIBUS智能照明监控软件安装在大厦内部消控室中，实时监控大厦内各驱动器回路状态，可根据现场实际情况远程开启/关闭特定回路，有效避免人走忘记关灯的情况。
3.2系统设备介绍
系统采用超六类屏蔽网线作为总线线缆，将所有智能照明控制，模块连接到一起并组成一套完整的控制系统，既可以实现照明灯具的远程集中控制，又可实现就近控制功能。智能照明控制系统设备如下表所示：

3.2.1 开关驱动器
开关驱动器负责收集、处理和分发照明控制信息到ALIBUS总线上，用于翻译和处理控制指令。在现场，它们以既定的可编程的规则来管理输入信号和灯光输出。通过使用ALIBUS通信协议，系统可以方便地进行增强和扩展，以适应不同的照明应用需求或建筑面积。主控制器之间和照明服务器多数使用以太网络进行通信，跨系统的联动由以太网对接进行数据交互。
3.2.2传感器
输入设备里，传感器也是智能照明系统中的器件。传感器技术以信息的获取与变换为核心，是拓展信息资源的源头，具有将计算机、通信、自动控制技术衔接为一体的关键功能。传感器主要分为以下类型：
（1）人工照明开关或者进行调光，以监视能源消耗，同时不影响视觉效果。
（2）红外传感器。自然界的物体只要温度高于-273℃,总是持续向外发出红外辐射。物体的温度越高，其所发射的红外辐射峰值波长越小，发出红外辐射的能量越大。当人进入感应范围时，红外传感器探
（1）照度传感器。照度传感器可以用于照明，根据空间自然光水平控制
该传感器作为输入模块，可以检测室内人员或物体的运动情况以及当前实时照度，并依照预设的逻辑发送控制命令至照明配电箱（柜）内的驱动器从而实现照明的自动控制与调节。测到人体红外光谱，自动接通负载，只要人不离开感应范围，便将持续接通，一旦人离开后，延时自动关闭负载。
（3）微波雷达探测器。微波雷达传感器原理是，发射机产生低功率微波信号，并通过发射天线辐射到空中，接收天线接收物体的反射回波，在接收机中进行放大、混频等射频处理，并输出中频信号，最后经雷达信号处理，解析出测量结果。
雷达感应相对于声光控制和红外外感应的控制方式，具有更多优点。它具有抗射频干扰能力强、不受温度、湿度等影响，能够同时实现感应和外观的完整性。
3.2.3智能控制面板
智能面板是用来接通和断开照明线路电源的一种低压电器。面板不仅是一种装饰功能用品，更是照明用电安全的主要零部件，其产品质量、性能材质对于预防火灾、降低损耗都有至关重要的作用。在照明控制系统中，通过对单灯的开关控制组合实现某种控制策略。
4．结束语
综上所述，在照明设计时需要结合使用场所、功能定位、投资等因素，利用智能照明控制技术进行合理化设计，使照明设备发挥出优势和作用，并充分利用自然光源，有效节约能源，为人们提供可靠、舒适的照明环境，使照明管理更简单、高效。

参考文献
[1].刘利萍 智能照明控制系统在室内照明节能设计中的应用.2021.6
[2].周冉 ALIBUS系统在福建二建大厦项目上的应用.2021.12
[3].周中. 电力仪表在大型公共建筑电能分项计量中的应用[J].现代建筑电气2010.6
[4].安科瑞智能照明产品 2021.12