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【摘要】：新時(shí)期，建筑行業(yè)高速發(fā)展，在信息化背景下，建筑功能逐漸拓展，呈現了智能化的發(fā)展態(tài)勢。智能建筑更加高效、安全、節能、環(huán)保，也符合綠色建筑理念。在建筑智能化發(fā)展背景下，智能照明系統受到了各界的高度重視。智能照明系統具有明顯的應用優(yōu)勢，不僅能滿(mǎn)足人們的生活和工作需求，而且還具有節能、安全的特點(diǎn)。為此，在智能建筑設計中，要關(guān)注智能照明系統的設計，應用關(guān)鍵技術(shù)，提高建筑照明效果，文章對此進(jìn)行研究。 0 引言 智能建筑具有信息化管理、公共安全、設備管理等功能，將系統和服務(wù)、管理等合為一體，從而提高人們的居住環(huán)境質(zhì)量。在智能建筑發(fā)展過(guò)程中，要結合我國國情，融入可持續發(fā)展理念，充分發(fā)揮智能建筑的節能環(huán)保性、先進(jìn)性、可持續性等優(yōu)勢，不斷完善建筑功能。 我國社會(huì )經(jīng)濟持續增長(cháng)，推動(dòng)了智能化行業(yè)發(fā)展，市場(chǎng)規模不斷擴大，智能化技術(shù)也不斷進(jìn)步。未來(lái)，我國的智能建筑市場(chǎng)會(huì )越來(lái)越大，發(fā)展前景廣闊，發(fā)展智能照明系統，可以促進(jìn)智能建筑的進(jìn)一步發(fā)展。 1 智能照明系統研究現狀 智能照明系統是傳統照明系統的現代化升級，是一個(gè)具有多置電源開(kāi)關(guān)的多控電路系統，能夠簡(jiǎn)化安裝和操作流程。與傳統照明系統不同，智能照明系統能夠利用系統軟件來(lái)實(shí)現對燈光的即時(shí)控制，還能夠運用豐富的照明燈具滿(mǎn)足多場(chǎng)景的照明需求，為人們帶來(lái)更好的生活體驗。 當前，智能照明系統的研究主要圍繞節能和舒適來(lái)展開(kāi)，更加注重用戶(hù)的使用感受和建筑應用場(chǎng)景，能夠利用各類(lèi)優(yōu)化算法來(lái)實(shí)現照明的智能化，是相關(guān)行業(yè)智能化升級的成果。其中，在節能方面，研究集中在人工照明的控制方式上，如通過(guò)各種傳感器，建立更加準確的室內光照模型，通過(guò)各種優(yōu)化算法進(jìn)行良好的光照組合。這些研究都還停留在模擬階段，需要在以后的實(shí)驗中建立更加準確的模型。通過(guò)收集用戶(hù)信息的方式，建立模型控制照明系統，同時(shí)通過(guò)云計算平臺增強各個(gè)協(xié)議的兼容性，利用智能照明系統和智能家居等應用軟件建設智慧云端平臺，進(jìn)而為社會(huì )可持續發(fā)展奠定良好基礎。 2 智能照明系統的結構 智能照明系統是一個(gè)集中了管理器、主干線(xiàn)、信息接口等的網(wǎng)絡(luò )，可以對各個(gè)區域進(jìn)行統一控制和信號取樣。智能照明系統包括照明模塊、傳感模塊和控制模塊等部件，主系統與子系統之間采用信息接口等部件進(jìn)行通信。 2.1照明模塊 照明模塊的主要組成是LED。LED驅動(dòng)方式相對簡(jiǎn)單、反應迅速、使用壽命不會(huì )因為經(jīng)常的調整而受到影響、功率消耗很小、能源效率很高，而且不存在水銀污染，能夠降低對環(huán)境的危害。 LED調光目前有兩種方法，一種是模擬調整法，一種是PWM調光法，PWM調光法相對于模擬調整法有良好的應用前景。對LED驅動(dòng)系統及其電路的研究主要集中在提高調光的精度、效率和減少電路的復雜程度，可以為集成傳感器的反饋和智能控制算法的建立奠定基礎。 2.2傳感模塊 傳感模塊主要用于向智能照明系統提供環(huán)境信息，從而降低照明能耗、提高視覺(jué)舒適度、調節人體生理節律等。智能照明系統需要提升對室內人員感知的靈活性，根據使用者的具體位置，調節使用者所處區域的照明，并關(guān)閉無(wú)人區域內的照明設備。另外，智能照明系統需要根據自然光線(xiàn)調整光源的亮度，這需要利用光電探測器。 當前，利用傳感設備的空間位置和周?chē)繕说姆瓷湫⒏袘鞯姆瓷淞渴菄鴥韧庋芯康臒狳c(diǎn)。除了對周?chē)h(huán)境的感知，研究的重點(diǎn)還集中在感知人類(lèi)的身體和心理上，利用智能手環(huán)、手表等傳感設備能夠感知使用者的身體狀況。 2.3控制模塊 控制模塊的控制系統分為集中式、分散式和分布式三類(lèi)。其中，集中式控制系統的組成包括1個(gè)中心控制器，負責處理各個(gè)傳感器的測量數據，并根據測量結果對各個(gè)照明設備發(fā)出調整命令。在分散式控制系統中，各燈具除了具有燈源和驅動(dòng)電路，還具有獨立的傳感和控制模塊，可以根據傳感器的讀數進(jìn)行調整，但是不能與其他燈進(jìn)行通信。分布式控制系統各照明設備之間具有通信功能，各照明設備既是執行設備，也是控制設備。 智能照明系統通常采用分散式或分布式的結構，即各個(gè)單元的燈光調節相對獨立，并通過(guò)中央控制臺和信息接口連接到建筑智能化管理系統。對比分散式與分布式控制系統，發(fā)現分散式系統中不同光源間沒(méi)有通信能力，在受陽(yáng)光或周?chē)h(huán)境影響時(shí)，存在局部地區光照不足的問(wèn)題，這種情況可以通過(guò)增加通信模塊的方式改進(jìn)。這樣一來(lái)，光源可以接收來(lái)自其他照明設備的多種信息，從而確定相鄰燈具的運行狀態(tài)，進(jìn)而調節照明系統，增加系統的可靠性。 3 智能照明系統在智能建筑中的應用策略 智能照明系統的應用范圍十分廣泛，無(wú)論是道路照明、隧道照明、樓宇自動(dòng)化照明還是家居照明，都離不開(kāi)智能照明系統的應用。在智能建筑中應用智能照明系統時(shí)，可以按分區和按照職能劃分受控目標。 按分區劃分。是指將受控目標按照建筑結構劃分，然后統計受控目標的數量、總體運行狀況、控制參數、通信需求等，以便為控制對象的集中控制和系統整合提供參考。 按照職能劃分。是指根據監測需求，將受控目標分為不同類(lèi)別。照明系統按照功能可以分為工作照明、事故照明、藝術(shù)照明、障礙照明等，可針對區域特征采用區域燈光控制、調光控制、時(shí)鐘控制、場(chǎng)景控制、光線(xiàn)感應設置、移動(dòng)感應設置等方式。劃分受控目標，可以為控制方式、控制深度、控制精度、控制費用的設置提供基本根據。 在建筑工程照明設計中，需要根據不同的受控目標，即各個(gè)功能區域的照明特性，采用不同的環(huán)路控制模式。對于建筑內不需要太多功能、不需要人員進(jìn)出的地方，可以使用簡(jiǎn)單的電路進(jìn)行控制，這樣的控制方式僅需要調整照明模塊和控制模塊即可實(shí)現照明回路的自動(dòng)開(kāi)閉；在建筑的走道、電梯廳等公共區域，除了要設計簡(jiǎn)單的控制電路，還要設計照明的自動(dòng)開(kāi)關(guān)，增加動(dòng)探測器、靜探測器、智能探測器等電子元器件，并利用調光模塊、控制模塊、傳感模塊，對各個(gè)區域不同工況下的燈具進(jìn)行自動(dòng)控制；對于某些功能要求較高的建筑區域，如展廳、報告廳、會(huì )議中心、多功能廳等，不但要設計簡(jiǎn)單的控制電路，而且要根據照明時(shí)間、用途和效果，使用不同的預先設定的場(chǎng)景控制模式。 4 智能照明系統在智能建筑中的實(shí)際應用 4.1 在不同類(lèi)型建筑中的應用 4.1.1 在酒店建筑中的應用 智能照明系統在酒店建筑中的應用類(lèi)型較豐富，包括室內智能照明系統（見(jiàn)圖 1）、舞臺智能照明系統、多媒體智能照明系統等。在酒店照明中，藝術(shù)照明占有較大的比例，選擇合理舒適的照明亮度和光源分布是照明設計的重要環(huán)節。類(lèi)型豐富的照明系統能夠滿(mǎn)足酒店的多場(chǎng)景需要，且具有調光一致性好、光精確度高、穩定性強、功能完善、使用壽命長(cháng)的特點(diǎn)，可以利用先進(jìn)的智能控制技術(shù)實(shí)現燈具工作狀態(tài)的檢測和現場(chǎng)的實(shí)景調光。 4.1.2 在民用建筑中的應用 智能照明系統被廣泛應用于民用建筑中，需要能夠根據時(shí)間、照明用途對照明開(kāi)關(guān)和照明亮度進(jìn)行自動(dòng)控制，實(shí)現民用建筑的人性化管理和智慧化照明，并起到一定的節能效果。民用建筑中的智能照明系統一般由調光模塊、開(kāi)關(guān)、輸入模塊、人機互動(dòng)界面和智能傳感器等部分組成，可以在降低能耗的同時(shí)為用戶(hù)帶來(lái)更好的照明體驗。相關(guān)研究表明，智能照明系統能夠為民用建筑用戶(hù)節約較大的電能消耗，減輕用電峰谷給電力供應帶來(lái)的壓力。還能夠實(shí)現建筑夜景的遠程智能控制和樓宇夜景的智能化管理，可以根據不同的情景設定對應的景觀(guān)模式，在保障民用建筑夜景運維管理安全性和穩定性的同時(shí)，提升居民的生活質(zhì)量。 4.1.3 在教學(xué)建筑中的應用 教學(xué)建筑人員密集，集教學(xué)、生活等多功能于一體，能源消耗較大。傳統的高等院校照明系統的設計和管理較為落后，普遍存在著(zhù)燈具壽命短、線(xiàn)路老化和舒適性低的特征，為了緩解能源供缺矛盾，改善能源不足的現狀，提高各高校教室的照明效率，結合先進(jìn)的智能化技術(shù)是當前行業(yè)的必然選擇。將智能照明系統應用在高校教室中，能夠通過(guò)智能化技術(shù)調節光照的強度和色度，減少不良光線(xiàn)對學(xué)生的視覺(jué)刺激，保護其視力免受影響。智能照明系統能夠自主判斷教室和外界的光照情況，通過(guò)控制器對信號的處理來(lái)調節照明燈具的亮度，在保證學(xué)生良好的學(xué)習環(huán)境的同時(shí)，減少能源的消耗。智能照明系統還是智能化教學(xué)的重要組成部分，能夠和其他控制系統相連，組成高覆蓋、廣分布的智能網(wǎng)絡(luò )。 4.1.4 在地鐵車(chē)站中的應用 智能照明系統還被應用于地鐵車(chē)站，不僅能夠提高車(chē)站的智能化程度和車(chē)站照明系統的管理效率，還能減少相關(guān)的能源消耗，降低照明系統的運行和維護成本。地鐵車(chē)站能夠按照功能劃分為多個(gè)不同的功能區域，如公共區域、出入口區域和設備區域等，不同的空間環(huán)境有著(zhù)不同的照明需求，只有應用智能照明系統才能滿(mǎn)足多樣的照明需求 。 4.2 在建筑應急照明中的應用 應用智能照明系統進(jìn)行應急照明時(shí)要注意通過(guò)智能照明系統準確定位火災位置和影響區域，以便快速確定疏散逃生的方向。消防救援人員在獲得準確的位置信息后，需要合理設計可靠的救援方案組織救援，以*大化減少災害損失。在火災發(fā)生后，煙霧會(huì )影響人的正常視線(xiàn)，普通的照明光源穿透性不好，無(wú)法發(fā)揮引導指示作用，而應急專(zhuān)用照明光源穿透性強，在煙霧干擾下能發(fā)揮較好的指示作用，再加上語(yǔ)音指令配合，能發(fā)揮良好的疏導作用。受困人員要根據疏散光源指示和語(yǔ)音提示做出準確判斷。在消防警報啟動(dòng)后，語(yǔ)音提示系統會(huì ) 提醒受困人員盡快離開(kāi)電梯、自動(dòng)扶梯等設施，因為消防噴淋設施啟動(dòng)后會(huì )自動(dòng)切斷非消防用電源，留在電梯等設施內會(huì )被困住或造成觸電等次生危害。應急照明電源一般分為自帶蓄電池的和集中供電的類(lèi)型。采用自帶蓄電池電源時(shí)要注意日常維護，而集中供電電源的安裝線(xiàn)路比較復雜，安裝成本較高，采用哪種電源可以根據實(shí)際條件自主選擇 。 5安科瑞智能照明控制系統 5.1概述 ALIBUS智能照明產(chǎn)品采用RS485總線(xiàn)技術(shù)，技術(shù)成熟可靠，安全穩定。開(kāi)關(guān)驅動(dòng)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(shí)預留I/O口以及Modbus接口，還可以滿(mǎn)足與AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)管理云平臺進(jìn)行數據交換。 5.2應用場(chǎng)所 適合于各類(lèi)智能小區、醫院、學(xué)校、酒店，以及體育場(chǎng)所、機場(chǎng)、隧道、車(chē)站等大型公建項目的照明控制需求。 5.3系統結構 
5.4系統功能 1）實(shí)時(shí)檢測并顯示各個(gè)模塊的在線(xiàn)狀態(tài)，反饋現場(chǎng)受控回路的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，監控界面按照樓層各分區的布局和回路列表來(lái)瀏覽。 2）當發(fā)生模塊離線(xiàn)、網(wǎng)關(guān)設備掉線(xiàn)或者狀態(tài)反饋和下發(fā)控制命令不一致時(shí)會(huì )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(gè)照明回路實(shí)現開(kāi)關(guān)控制；每個(gè)模塊、樓層都有相應的模塊控制開(kāi)關(guān)和樓層控制開(kāi)關(guān)，也可以一個(gè)模塊或者整個(gè)樓層實(shí)現開(kāi)關(guān)控制。 4）開(kāi)關(guān)驅動(dòng)器支持過(guò)零觸發(fā)功能，負載（燈具）的分合操作僅在交流電過(guò)零時(shí)進(jìn)行；可有效減少電磁干擾以及對電網(wǎng)的沖擊，延長(cháng)燈具與控制裝置的壽命。 5）對每個(gè)照明回路可以預設掉電狀態(tài)，當照明電源掉電時(shí)，開(kāi)關(guān)驅動(dòng)器會(huì )自動(dòng)切換到預設的掉電狀態(tài)；確保重新上電時(shí)燈具的開(kāi)關(guān)狀態(tài)是確定與可控的。 6）拖動(dòng)調光控件，照明設備從0%到100%進(jìn)行調光，可以對單個(gè)照明回路實(shí)現調光控制，調光總控可以對一個(gè)模塊的照明回路實(shí)現調光控制，也可以對多個(gè)照明回路實(shí)現調光控制，通過(guò)圖標的亮滅狀態(tài)反饋現場(chǎng)開(kāi)關(guān)的狀態(tài)。 7）點(diǎn)擊場(chǎng)景控件，打開(kāi)或者關(guān)閉對應場(chǎng)景設置，軟件界面上顯示不同的場(chǎng)景模式和場(chǎng)景功能，通過(guò)圖標的亮滅顯示對應的場(chǎng)景狀態(tài)是打開(kāi)還是關(guān)閉。 8）設置定時(shí)時(shí)間，確認時(shí)間點(diǎn)后，對該事件點(diǎn)執行的動(dòng)作進(jìn)行設置，設置燈在設定的時(shí)間點(diǎn)亮或者滅。 9）系統可以通過(guò)預設的當地經(jīng)緯度信息，自動(dòng)計算每天的日升日落時(shí)間；根據天文時(shí)鐘控制照明開(kāi)關(guān)，實(shí)現日落開(kāi)燈、日出關(guān)燈的功能。 10）所有定時(shí)控制計劃均可下發(fā)保存至驅動(dòng)模塊；當上位機系統故障或模塊離線(xiàn)時(shí)，驅動(dòng)模塊可以利用自帶的RTC時(shí)鐘維持定時(shí)控制計劃的正常執行，不影響日常的照明控制效果。 11）系統結構是分布式總線(xiàn)結構；系統內各元件不依賴(lài)于其他元件而能夠獨立工作；系統內各元件可以通過(guò)程序的設定實(shí)現功能的多樣性。 12）預留BA或第三方集成平臺接口，采用modbus、opc等方式。 5.5設備選型
6結束語(yǔ) 總而言之，現在，智能照明控制系統在應用范圍方面非常廣，在建筑領(lǐng)域中，無(wú)論是在室內還是在室外都能夠進(jìn)行應用。智能照明控制系統可以在辦公樓中進(jìn)行使用，也可以在娛樂(lè )場(chǎng)所中進(jìn)行應用。智能照明系統在進(jìn)行應用的時(shí)候表現出來(lái)了很多的優(yōu)點(diǎn)，這樣也能更好的滿(mǎn)足用戶(hù)的不同需求，同時(shí)也能更好的促進(jìn)智能建筑得到更好的發(fā)展。 參考文獻 [1]彭強.地下停車(chē)場(chǎng)的高可靠智能照明系統和方法[J].智能建筑與智慧城市,2022(11):150-152. [2]徐巍峰,翁利國.燈聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能照明系統中的應用與實(shí)現[J].能源與環(huán)保,2022,44(10):211-216. [3]張小紅.基于PLC控制器的智能照明系統設計分析[J].光源與照明,2022(5):74-76. [4]刁建新.王振坤.姚勝等.智能照明系統控制策略研究綜述[J].照明工程學(xué)報,2022,33(2):44-51. [5]管謨剛.秦少雷.魏飛龍.智能照明系統在智能建筑中的應用. [6]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2022.05 安科瑞唐曉娟13774431042 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
