建筑智能照明设计论文

建筑智能照明设计论文

摘要：随着建筑和照明技术的进步，照明和建筑融为一体，照明已成为建筑艺术的一部分，让我们大家共同努力，将更多、更好的智能照明控制系统应用到智能建筑的设计中去，营造出艺术、智能化的光环境，赋建筑与生命。

前言

面对微电子技术与数字化技术的不断发展，生产商开发出了具有智能化水平的专业照明控制独立系统，这个系统的开发不仅节约了能源，而且还延长了发光体灯具寿命，提高了照明质量。根据工程使用经验，该系统不仅在照明控制管理、设备维修方面简便，还降低了使用维修费用，对于改善环境、提高工作效率也具有显著的效果。传统的照明控制系统是以照明配电箱通过手动开关来控制照明灯具的通、断或通过回路中串入接触器实现远距离控制。而今出现的建筑物自控（BA）系统是以电触点来实现区域控制，具有定时通断中央监控系统等功能。由于照明控制系统在BA系统中并非独立，同时控制功能简单，因此使用上有一定的局限性。当BA系统出现故障时，照明系统亦受到影响。

1系统的结构和组成

1.1以网络的拓扑结构为主是智能照明控制系统，主要有2种型式，即总线型（见图1）和星形（见图2）结构为主的混合式。它们各有特色，前者灵活性较强，易于扩展，控制相对独立，成本较低；后者可靠性较高，故障诊断和排除简单，存取协议、传输速度较高。智

能照明控制系统都为数字式照明控制系统，它由系统单元、输人单元和输出单元3部分组成。除电源设备外每一单元设置唯一的单元地址，并用软件设定其功能。通过输出单元来控制各负载回路。

1.2系统单元用于提供工作电源、系统时钟、各种系统的接口+电源以及各种接口（PC、以太网电话等）网络桥。主系统是对各区域实施相同的控制和信号采样的网络；子系统则是对各分区实施不同具体控制的网络。主系统和子系统之间通过元件与信息进行连接并实现数据传输。

1.3输入单元用于将外部控制信号变换成网络上的传输信号，如可编程的多功能（开关调光定时、软启动、软关断等）输入开关、红外线接收开关及红外线遥控器（实现灯光调光或开关功能）。各种形式的多功能控制板（如LCD页面显示和控制方式，并以图形、文字图片来做软按键可进行多点控制、时序控制、存储多种亮的模式等）以及各种功能传感器（如红外线传感器、亮度传感器等）用于调整光源的亮度使周围环境保持适宜的照度以达到有效利用自然光、节约能源之目的。

1.4智能控制系统的输出单元用于接收来自网络传输的信号，控制相应回路的输出以实现实时控制。输出单元有各种形式的继电器、I/O接口、红外输出模块、调光器（以负载电流为调节对象，除调光功能外还可用作灯具的软启动、软关闭）用以调节模拟量输出、单元照明灯具调光等。

1.5系统组成采用集中控制和管理分散控制执行的方式，亦即配

置中央监控中心和智能控制照明柜，前者有控制计算机、主通信控制器等设备用于对整个系统进行控制和管理，后者通过网络将控制命令与各智能控制柜的可编程控制器进行通信联络，同时接收来自智能控制柜内可编程控制器的有关自动及手动工作状态的灯具，以实现开/关状态，并在异常情况下采取处理措施。

2系统的功能

智能控制系统具有以下功能：

2.1智能控制系统设有中央监控装置，对整个系统实施中央监控以便随时调节照明的现场效果，例如系统设置开灯方案模式并在计算机屏幕上仿真照明灯具的布置情况，显示各灯组的开灯模式和开/关状态。

2.2在供电故障情况下具有双路配电柜自动切换并启动应急照明灯组的功能。

2.3系统设有自动、手动转换开关以便必要时对各灯组的开、关进行手动操作。

2.4系统设置有与其他系统连接的接口，如BA系统，以提高综合管理水平。

2.5具有灯具异常启动和自动保护的功能。

2.6具有灯具启动时间累计记录和灯具使用寿命的统计功能。

2.7具有场景预设、亮度调节定时、时序控制及软启动、软关断功能。随着大规模集成电路及PLC技术不断发展和应用，智能照明系统将日臻成熟与完善，必将引起一场重大的技术进步。

3智能照明控制系统设计实例

这里简要介绍智能照明控制系统在体育场灯光控制方面的应用。通过对体育场的各类照明灯具按不同的要求进行智能控制，可使其能适应不同环境、不同需求、达到不同的照明效果。以某体育馆的设计为例，根据当地体育运动发展的情况设计了开灯方案模式有电视转播模式、球类比赛模式、大型文艺演出模式、开会模式，清扫模式、维修整理模式等，也可根据用户需要自行编辑模式。图3示出的是开关模式转换系统框图。整个场地共有80套400W、32套800W的金卤灯，以及450套各种彩色LED灯，由分散在主体育馆灯光照明控制室内的6个配电柜进行控制。整个控制系统采用集中控制和管理分散执行的方式，即中央照明监控中心和智能照明控制柜。监控中心可进行整个场地照明的控制和管理，循环与各台智能照明控制柜中的可编程照明控制器进行通信联络。一方面将有关控制命令通过总线发至各区域照明控制柜内的可编程控制器让其接收相关的控制命令；另一方面，接收来自各区域照明控制柜内的可编程控制器，向上转发有关自动或手动状态、开灯或关灯状况等信号，通过分类处理在计算机屏幕上显示参数对异常情况采取提示处理。智能照明控制柜则是具体执行监控中心计算机发出的各项控制命令，控制场地照明灯光，以不同模式开灯满足各项体育运动比赛或活动的要求，并巡回采集照明回路的开关状态参数等信号。对于场地灯光，除了在监控中心的计算机上控制外还可在现场的控制柜上进行手动按钮分组操作、控制。体育场的灯光照明系统通过智能控制系统设定的模式运行，可减少不必要的电费开支，

同时可降低运行维护费用。通过自动调节场地灯光的打开先后顺序，可有意识地避免灯光同时点亮造成的启动电流过大，并可限制金卤灯再启动的间隔时间，大大增加了灯具的寿命。体育场馆线路繁多、功能复杂，通过采用灯光智能控制系统可简化线路，节省导线和电缆的消耗量从而降低投资，缩短工期，并减少维护维修管理费用，提高管理水平。照明效果最佳运行方式是设定控制回路与负载回路分开，控制回路采用低电压，负载回路尽量选用LED灯具，以使两回路获得最佳匹配。

4使用效果

通过工程中的应用实例可以看出，智能照明控制系统具有以下特点：

4.1节约能源

利用智能传感器感应室外（或周围环境）的亮度来自动调节灯光，以保持室内恒定照度，既能使室内拥有最佳的照明效果又能达到节能环保的目的。根据各区域的工作运行情况来设定照度，并按时间或者环境亮度进行自动开、关照明调节，使系统能最大限度地调节亮度、更多地节约能源。

4.2选择新型光源

（比如LED发光二级管）是未来照明技术必然选择，因为它具有亮度高、寿命长、品种多、色彩斑斓、节电环保等诸多优势，再加之智能照明控制系统的应用，必将引发照明技术的又一次革命。

4.3延长灯具使用寿命