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  • 頭條智能照明控制技術(shù)在某青少年活動中心的應(yīng)用
    2020-12-07 作者:蘇山  |  來源:《電氣技術(shù)》  |  點擊率:
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    導(dǎo)語作者從控制系統(tǒng)基本要求、技術(shù)特點、實際照明效果等方面介紹智能照明控制系統(tǒng)在某青少年活動中心的應(yīng)用,從而達到合理地控制、改善青少年活動中心的燈光環(huán)境,實現(xiàn)綠色照明,節(jié)約電能的目的。

    隨著計算機技術(shù)、通信技術(shù)、自動控制技術(shù)、總線技術(shù)、信號檢測技術(shù)和微電子技術(shù)的迅速發(fā)展和相互滲透,照明控制技術(shù)有了很大的發(fā)展,智能化控制技術(shù)越來越多的應(yīng)用到各類公共建筑照明系統(tǒng)中。

    1、系統(tǒng)概述

    杭州某青少年活動中心占地62畝,建筑面積約10000平方米,總投資約2億元,是杭州規(guī)模較大的公益性青少年綜合性校外活動場所。

    該項目主要控制區(qū)域為走廊公共照明和一個會議室,采用MRTLC智能照明控制系統(tǒng),對大樓的走廊和多功能會議室照明營造有層次、變化的燈光環(huán)境;可減少人力工作疏忽、節(jié)約能源和人力資源;降低人力工作強度,增強控制的靈活性和可靠性。

    該系統(tǒng)主要由系統(tǒng)設(shè)備,照明控制器,現(xiàn)場裝置(如可編程面板開關(guān)、各種感應(yīng)器) ,照明控制系統(tǒng)軟件所組成的。系統(tǒng)功能主要有以下幾點:

    一、現(xiàn)場面板控制:通過控制面板工作人員可以用手動方式非常方便的控制區(qū)域里的燈光回路或場景(場景設(shè)置可以通過軟件進行編程修改);

    二、定時控制:系統(tǒng)可以設(shè)定在不同的時間段內(nèi)啟用不同的燈光場景,在清晨、晚上或人員比較少的情況下關(guān)掉一些不主要的燈光,在人員比較多的情況下才打開比較多的燈光。利用時鐘(事件)定時器還可輸入該地的天文資料、各種節(jié)假日,根據(jù)該地區(qū)太陽不同的升降時間,實現(xiàn)春、夏、秋,冬每天按照天亮的變化情況實現(xiàn)室內(nèi)燈光的照明情況。

    三、中央監(jiān)控控制:將各個區(qū)域連成一個網(wǎng)絡(luò)后就可以利用圖形化的中央監(jiān)控軟件對整個大樓的燈光進行監(jiān)控和管理。

    四、與其他系統(tǒng)聯(lián)動控制:MRTLC系統(tǒng)通過軟件及硬件接口還可以和電動窗簾、空調(diào)、安防、消防、視聽、大樓管理等其他系統(tǒng)聯(lián)動。

    2、各區(qū)域系統(tǒng)方案設(shè)計

    2.1走廊公共區(qū)域照明控制

    智能照明控制技術(shù)在某青少年活動中心的應(yīng)用

     

    走廊在青少年活動中心等公共建筑中是必不可少的,在走廊的照明是最能體現(xiàn)智能照明的節(jié)能特點,沒用到智能照明時,當(dāng)走廊沒有人經(jīng)過的時候而燈還依然亮著,這就大大浪費了電能。智能照明系統(tǒng)可以設(shè)置1/2,1/3場景,根據(jù)現(xiàn)場情況自由切換。

    也可以設(shè)置時間控制,在白天的時候,室外日光充足,只需要開啟1/2或1/3場景模式,在傍晚的時候,室外日光逐漸降低,這是人流量也是一天中最高的時候,走廊燈應(yīng)該全部打開,等到深夜的時候,人流量非常小,又可回到1/3場景模式。這樣最大限度的節(jié)約了能源。

    控制面板可以設(shè)計放在各樓層的強電間,這樣就避免了客人接觸。

    控制方式:

    • 中央控制(在主控中心對所有照明回路進行監(jiān)控,通過電腦操作界面控制燈的開關(guān))
    • 定時控制(白天、傍晚、夜晚、深夜、節(jié)假日等模式)
    • 隔燈控制(利用隔燈的方式區(qū)分照明回路,實現(xiàn)1/3、2/3、3/3照度控制)
    • 現(xiàn)場可編程開關(guān)控制(通過編程的方式確定每個開關(guān)按鍵所控制的回路,單鍵可控制單個回路、多個回路)

    2.2會議室照明

    智能照明控制技術(shù)在某青少年活動中心的應(yīng)用

     

    會議室作為中心一個重要的組成部分,采用智能照明控制系統(tǒng)通過對各照明回路進行控制可預(yù)先精心設(shè)計多種燈光場景,使得多功能會議室在不同的使用場合都能有不同的合適的燈光效果,工作人員可以根據(jù)需要手動選擇。

    會議室的燈光控制系統(tǒng)可以和投影儀設(shè)備相連,當(dāng)需要播放投影時,會議室的燈能自動的緩慢的調(diào)暗;關(guān)掉投影議,燈又會自動的柔和的調(diào)亮到合適的效果。

    會議室控制模式

    • 準備模式:在會議準備開始的時候,全部的筒燈點亮,當(dāng)貴賓入場的
    • 時候,隱藏?zé)舨蹠饾u點亮。
    • 報告模式:會議正式開始的時候調(diào)亮全部的燈光,使會議室顯得輝煌,會議進行過程中,可以調(diào)節(jié)各回路的明暗程度而改變視覺效果。
    • 會議模式:當(dāng)會議進行的時候,可以打開所有筒燈和燈槽燈,給賓客一種莊重嚴肅的會議氣氛。
    • 投影模式:當(dāng)會議中需要播放投影的時候,可以漸漸調(diào)暗筒燈和燈槽的亮度,達到既保證最基本的照明需要,又能最清晰的觀看投影的效果。
    • 休息模式:當(dāng)會議中間休息時,可以將隱藏?zé)舨鄞蜷_,關(guān)閉光線較強的筒燈,給來賓一個寬松的環(huán)境,放松一下心情。
    • 結(jié)束模式:當(dāng)會議結(jié)束的時候,可以漸漸調(diào)亮筒燈和燈槽的亮度,表示歡送貴賓離開。
    • 清掃模式:當(dāng)賓客離開后,只開啟滿足清掃的基本照明回路。

    控制方式

    • 中央控制(在主控中心對所有照明回路進行監(jiān)控,通過電腦操作界面控制燈的開關(guān))
    • 現(xiàn)場可編程開關(guān)控制(通過編程的方式確定每個開關(guān)按鍵所控制的回路,單鍵可控制單個回路、多個回路)
    • 調(diào)光控制(從0%照度到100%照度連續(xù)無級調(diào)光控制)

    3、各區(qū)域系統(tǒng)現(xiàn)場設(shè)計

    由于建設(shè)單位在建設(shè)初期沒有考慮采用智能照明控制系統(tǒng),所有的燈光回路、光源設(shè)置簡單。建設(shè)后期考慮到節(jié)能等情況才增加智能照明控制系統(tǒng),所以現(xiàn)場實施的控制就相對比較簡單。

    3.1走廊公共區(qū)域照明

    A:光源:走廊采用的光源為14W節(jié)能燈、LED燈膜;大廳采用的光源有14W節(jié)能燈、LED燈膜、70W金鹵燈。

    B:燈具布置方式:走廊采用兩個回路,分別位于走廊的兩邊隔燈控制的布置方式。大廳采用三路金鹵燈加上三路LED燈膜,且沒有采用隔燈控制的布置方式,采用連續(xù)布置的方式。

    C:智能照明控制方式

    • a:現(xiàn)場面板開關(guān)控制:分全開、全關(guān)、半開、燈膜開、筒燈開五種場景。半開時:現(xiàn)場的燈開一半關(guān)一半;燈膜開時筒燈關(guān);筒燈開時燈膜關(guān)。
    • b:控制室中央電腦控制:中央控制電腦安裝有電子地圖,想控制那一路燈直接用鼠標控制。燈亮?xí)r圖例變成黃色,關(guān)燈時圖例變成灰色。
    • c:與第三方聯(lián)動控制:與安防聯(lián)動。當(dāng)晚上沒人時,燈全關(guān)掉,這時安防系統(tǒng)布防。當(dāng)有人進入安防控制區(qū)域時就強行點亮整個區(qū)域的燈,方便安保人員進行查看。點燈時間長短可調(diào)。當(dāng)安保人員檢查過后如果沒有事情發(fā)生就對安防系統(tǒng)撤防,重新布防與燈光聯(lián)動起來。
    • d:時鐘控制:系統(tǒng)可以設(shè)定在不同的時間段內(nèi)啟用不同的燈光場景(有設(shè)備但建設(shè)單位最后沒采用)。
    • e:亮度傳感器控制:可以跟據(jù)光照度的不同而開關(guān)燈(有設(shè)備但建設(shè)單位最后沒采用)。

    3.2會議室照明

    A:光源:會議室采用的光源有14W節(jié)能燈、T5熒光燈、低壓鹵素?zé)簟?/p>

    B:布燈方式:會議室頂上采用兩路T5熒光燈膜加上一路T5熒光燈帶、四周邊三路節(jié)能燈加上主席臺一路低壓鹵素?zé)簟?/p>

    C:智能照明控制方式:現(xiàn)場面板控制分全開、全關(guān)、燈膜開、筒燈開、燈帶開、射燈開六種場景;

    4、系統(tǒng)優(yōu)點

    智能照明控制系統(tǒng)在各類公共建筑中應(yīng)用具有如下優(yōu)點:

    1、實現(xiàn)照明控制智能化

    采用智能照明控制系統(tǒng)后,可使照明系統(tǒng)工作在全自動狀態(tài),系統(tǒng)將按預(yù)先設(shè)置切換若干基本工作狀態(tài),根據(jù)預(yù)先設(shè)定的時間自動地在各種工作狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換。

    例如,早晨來臨時,系統(tǒng)自動將燈調(diào)暗,而且光照度會自動調(diào)節(jié)到人們視覺最舒適的水平。在靠窗的區(qū)域,系統(tǒng)智能地利用室外自然光,當(dāng)天氣晴朗,室內(nèi)燈會自動調(diào)暗;天氣陰暗,室內(nèi)燈會自動調(diào)亮,以始終保持室內(nèi)設(shè)定的亮度(按預(yù)設(shè)定要求的亮度)。

    當(dāng)夜幕降臨時,系統(tǒng)將自動進入“傍晚”工作狀態(tài),自動地極其緩慢地調(diào)亮各區(qū)域的燈光。

    此外,還可用手動控制面板,根據(jù)一天中的不同時間,不同用途精心地進行燈光的場景預(yù)設(shè)置,使用時只需調(diào)用預(yù)先設(shè)置好的最佳燈光場景,使人們產(chǎn)生新穎的視覺效果。隨意改變各區(qū)域的光照度。

    2、美化服務(wù)環(huán)境吸引賓客光臨

    好的燈光設(shè)計可為大樓吸引客人,并能營造出一種溫馨、舒適的環(huán)境,增添其藝術(shù)的魅力。大樓照明控制包括走廊、地下車庫等,利用燈光的顏色、投射方式和不同明暗亮度可創(chuàng)造出立體感、層次感。

    3、可觀的節(jié)能效果

    大樓除了給客人提供舒適的環(huán)境外,節(jié)約能源和降低運行費用是業(yè)主們關(guān)心的又一個重要問題。由于智能照明控制系統(tǒng)能夠通過合理的管理,根據(jù)不同日期、不同時間按照各個功能區(qū)域的運行情況預(yù)先進行光照度的設(shè)置,不需要照明的時候,保證將燈關(guān)掉。

    在大多數(shù)情況下很多區(qū)域其實不需要把燈全部打開或開到最亮,智能照明控制系統(tǒng)能用最經(jīng)濟的能耗提供最舒適的照明;系統(tǒng)能保證只有當(dāng)必需的時候才把燈點亮,或達到所要求的亮度,從而大大降低了大樓臺的能耗。

    4、延長燈具壽命

    燈具損壞的致命原因是電壓過高。燈具的工作電壓越高,其壽命則成倍降低。反之,燈具工作電壓降低則壽命成倍增長。因此,適當(dāng)降低燈具工作電壓是延長燈具壽命的有效途徑。智能照明控制系統(tǒng)能成功地抑制電網(wǎng)的沖擊電壓和浪涌電壓,使燈具不會因上述原因而過早損壞。

    還可通過系統(tǒng)人為地確定電壓限制,提高燈具壽命。智能照明控制系統(tǒng)采用了軟啟動和軟關(guān)斷技術(shù),避免了燈絲的熱沖擊,使燈具壽命進一步得到延長。

    智能照明控制系統(tǒng)能成功地延長燈具壽命2-4倍。不僅節(jié)省大量燈具,而且大大減少更換燈具的工作量,有效地降低了照明系統(tǒng)的運行費用,對于難安裝區(qū)域的燈具及昂貴燈具更具有特殊意義。

    5、可與其他系統(tǒng)聯(lián)動控制

    智能照明可與其他系統(tǒng)聯(lián)動控制,例如BA系統(tǒng),監(jiān)控報警系統(tǒng)。當(dāng)發(fā)生緊急情況后可由報警系統(tǒng)強制打開所有回路。

    6、提高管理水平,減少維護費用

    智能照明控制系統(tǒng),將普通照明人為的開與關(guān)轉(zhuǎn)換成了智能化管理,不僅使大樓的管理者能將其高素質(zhì)的管理意識運用于照明控制系統(tǒng)中去,而且同時將大大減少大樓的運行維護費用,并帶來極大的投資回報。

    5、智能照明控制系統(tǒng)對照明節(jié)能效果的分析

    采用智能照明控制系統(tǒng)的主要目的是節(jié)約能源,智能照明控制系統(tǒng)借助各種不同的“預(yù)設(shè)置”控制方式和控制元件,對不同時間不同環(huán)境的光照度進行精確設(shè)置和合理管理,實現(xiàn)節(jié)能。

    這種自動調(diào)節(jié)照度的方式,充分利用室外的自然光,只有當(dāng)必需時才把燈點亮或點到要求的亮度,利用最少的能源保證所要求的照度水平,節(jié)電效果十分明顯,節(jié)能潛力大,一般可達40%。

    首先智能照明控制系統(tǒng)節(jié)能潛力在照度計算公式中就有體現(xiàn),

    照度計算公式:L=WT*(EA/FK)

    L:用電量;W :功率W/臺;T:開燈時間h ;E:設(shè)計照度 lx;A:地板面積m2 ; F:燈泡流明lm ; K:維護系數(shù)

    由于智能控制系統(tǒng)的采用,計算公式中的主要變量--開燈時間(T)、設(shè)計照度(E) ,變成了動態(tài)因子,合理的控制開燈時間(T)和設(shè)計照度(E),能夠減少照明用電量,同時還提高了光源的綜合效率。

    節(jié)能分析1. 照度感應(yīng)控制,即日光補償節(jié)能

    當(dāng)未采用照明控制系統(tǒng)時,每天下午日照充足,靠窗區(qū)域的燈光白白浪費。若采用照明控制系統(tǒng),設(shè)置照度傳感器,自動跟蹤外部自然光線的變換,打開或關(guān)閉臨窗燈光回路,或設(shè)置為不同的亮度梯度,假設(shè)每天光線充足時間為3個小時,平均每個回路每天少運行1.5h,按每回路每天運行10h計,實際節(jié)電15%。

    節(jié)能分析2.移動探測控制節(jié)能

    當(dāng)未采用照明控制系統(tǒng),無論是人流高峰期,還是夜晚,燈都全部開啟,浪費能源。若采用照明控制系統(tǒng),采用紅外移動控制等方式,在出入高峰期間全部開啟,在夜晚啟動紅外移動探測器,人來開燈,人離開后燈延時關(guān)閉。即節(jié)約能源,又實現(xiàn)了人性化。

    以衛(wèi)生間和走廊等公共區(qū)域為例,每天晚上公共區(qū)域開啟時間為3h,平均每個回路每天少運行2.5h,按每回路每天運行10h計,按40%回路為公共區(qū)域回路計算,實際節(jié)電為10%。

    節(jié)能分析3. 時鐘控制節(jié)能

    當(dāng)未采用照明控制系統(tǒng),經(jīng)常在人休息時間,人員外出就餐,電燈仍然全部打開,浪費電能。若采用照明控制系統(tǒng),系統(tǒng)時鐘按照預(yù)先設(shè)置的程序,根據(jù)需要或打開或關(guān)斷電源。

    根據(jù)案例調(diào)研統(tǒng)計,僅上下班按時開關(guān)燈和中午休息關(guān)燈,平均節(jié)能15%。時間控制,根據(jù)傍晚、夜晚、深夜設(shè)置場景,自動控制,并且工作人員可以隨時靈活更改。晚上10點,燈光減半,晚上11點關(guān)燈,早上7點準時開燈。

    節(jié)能分析4.預(yù)置場景模式節(jié)能

    當(dāng)未采用照明控制系統(tǒng),每天的開關(guān)燈和場景變化完全依靠人力,不但容易出現(xiàn)漏洞,而且由于開關(guān)時間不準時,浪費能源。若采用照明控制系統(tǒng),系統(tǒng)按照預(yù)先設(shè)置的程序,不但節(jié)省人工成本,而且準時、全自動運行。

    根據(jù)案例調(diào)研統(tǒng)計,采用預(yù)置場景模式控制技術(shù),平均節(jié)能5%。設(shè)置不同的場景模式,用戶可以隨時變換場景,達到最好的照明效果,節(jié)約能源。會議室等多功能場所可預(yù)設(shè)多種燈光效果,以適應(yīng)不同場合的燈光需求,供工作人員任意選擇。

    把照明按照使用情況分類如下:

    智能照明控制技術(shù)在某青少年活動中心的應(yīng)用

     

    初步統(tǒng)計實際節(jié)省電能總量為40%。

    以上是作者對智能照明控制系統(tǒng)在杭州某青少年活動中心具體應(yīng)用闡述,希望能起到拋磚引玉的作用,讓該項技術(shù)在照明節(jié)能領(lǐng)域中充分發(fā)揮其作用。

    (編自《電氣技術(shù)》,作者為蘇山。)