浅谈智能照明控制系统在建筑电气工程中的应用

贾丽丽

安科瑞电气股份有限公司  上海嘉定  201801

 

   摘要：建筑电气工程是项目工程中的重要组成部分，其对技术、电气设备及系统的要求较高。在信息化技术不断深入推广的新时期，建筑电气工程中的照明系统获得新的发展契机，为了满足现代化建筑对电气工程照明系统的高质量运行需求，需要提高照明系统的智能水平及服务质量。可运用智能技术构建智能照明系统，进一步降低照明系统的能源损耗，提高节能效果。文章针对建筑电气工程中智能照明系统的具体应用进行了分析，以供参考。

   关键词：建筑；电气工程；智能照明系统；照明设计

0、引言

   基于现代化通信技术和计算机技术的运用，建筑电气工程的智能水平不断提升。照明系统是建筑电气工程中能耗量大、结构复杂的重要系统，在施工中应加强整体结构的优化调整，通过改进照明系统的运行模式，转变传统照明系统向建筑调光系统。在掌握智能照明系统整体构建标准的前提下，需要严格依照建筑电气工程技术指标开展具体操作，确保智能照明系统的运行质量能满足建筑电气工程的运行要求。

1、智能照明系统的运行特点

1.1 稳定性

   智能照明系统的主要功能是提供照明服务，在具体运行过程中，可借助信息化技术等网络技术结合强电与弱电，进而利用弱电控制强电，增强整体照明系统的安全性及稳定性。

1.2 多样性

   可以利用计算机设备管控智能照明系统，用户可根据照明需求实时调控光线，通过各类光线营造相应的氛围感，满足不同用户的多样化需求，提高智能照明系统的服务质量。

1.3 适应性

   设计照明回路时，可基于实际环境的运行条件规划各层级，在保障日常照明需求的基础上，可根据运行环境的变化调整光线亮度，进而降低电能损耗，强化智能照明系统的节能性。

1.4 集成性

   智能照明系统采用了开放式通信接口，可与智能楼宇系统或智能管理系统进行集成联动，不仅能扩大照明系统的运用范围，还可根据其他系统的需求对照明系统进行联动扩展，实现智能照明系统的进一步优化。

2、智能照明系统的组成结构

   智能照明系统由开关模块、智能传感器、调光模块和输入模块等结构组成。

（1）开关模块即电源开关，其中的继电器是智能照明系统中的重要组成部分，可以通过控制电源来调节光源。（2）智能传感器的主要用途是对外界环境进行多维度探测，具体探测方式包括存在探测、照度探测和移动探测等，运用时可根据实际情况进行合理选择。（3）调光模块在运行时需要根据处理器发布的指令调节输出电压的平均值，同时也可对灯光亮度进行相应调节。（4）输入模块的主要作用是接收信号，然后将相应的信号指令发送至处理器。

3、智能照明系统的照明方式与类型

3.1 照明方式

（1）一般照明。一般照明是日常生活中应用较广的基础照明方式，可满足一般场所的照明需求，确保照明效果的均匀性。（2）局部照明。用于达到某种特定的视觉效果，可对局部区域的照明光线进行合理设置。（3）混合照明。由局部照明和一般照明组合而成，可满足不同用户的照明需求。

3.2 照明类型

   通常包含普通照明和应急照明。普通照明即日常照明；应急照明是突发异常情况时启动的照明，包括备用照明、安全照明及疏散照明等。

   在建筑电气工程智能照明系统设计中，需要严格依照正常照明和应急照明的不同需求进行合理设计，需要根据系统的运行环境确定应急灯具的安装位置，确保突发异常状况时应急照明能正常使用。选用应急照明设备时，为了智能照明系统的运行，可选用自带蓄电池的灯具，以延长灯具的使用寿命。

4、建筑电气工程中智能照明系统的应用

4.1 选择合适的照明场所

   现阶段，建筑建设规模不断扩大，结构形式愈发复杂，社会对建筑电气工程的照明需求也逐渐增多。如若整体电气工程的照明系统都采用智能照明系统，不仅会增加系统设计难度，还会提升电气工程的设计、施工成本。对此，为了在保证智能照明系统运行质量的基础上控制工程成本造价，应合理分析、确定智能照明系统的适用场所，切实做好智能照明系统的基础保障工作。

   在现代化建筑电气工程中，一般结合智能照明系统和普通照明系统进行设计和施工，这不仅能提升电气工程照明系统的运行质量，还能管控成本造价，提高照明系统的经济性。基于智能照明系统的功能性特征，可将其布设在会议室、展览大厅、宴会厅及多功能厅等公共区域，这些区域属于外部环境，对照明系统的需求较大、对光线亮度的要求较高，在日常运营过程中可以借助灵活的智能照明系统增强建筑照明的合理性。将智能照明系统安装在合适区域内，还可促进集成化会议系统、音频系统及各类智能设备的一体化联动，有利于形成智能楼宇系统的运行模式，提高建筑工程的运行质量。

4.2 深化功能性设计

   建筑电气工程智能照明系统的规划设计相对复杂，其涉及建筑学、物理学及电工学等多项领域。因此，在具体设计环节需要加强各专业的融合，以保证智能照明系统的运行质量。需充分考量灯光设计的舒适性，深化智能照明系统的功能性设计，通过科学设计、智能技术，切实满足不同用户的多样化照明需求，以此充分发挥智能照明系统的效果。

   现阶段，在我国建筑电气工程中，电气设备和照明系统的设计呈分离状态。电气设备的规划设计由建筑设计公司负责，而照明系统的设计安装由建筑装饰装修公司负责，这在一定程度上限制了环境调光产品的推广应用。鉴于此，在规划智能照明系统的灯光回路时，可根据建筑电气工程的结构及智能照明系统的运行环境科学设定各回路负载量，确保各光源类型合理。布置灯具时，需充分考虑安装环境、建筑装饰风格等多项因素，选择与环境、图案及灯光艺术效果吻合的智能灯具，提高整体建筑结构的美观性。同时，还应根据照明系统的功能性要求选择分散控制或集中控制方式，并根据实际情况确定智能照明系统是否需要结合 BAS 系统，以切实保障智能系统功能性设计的适应性。

4.3 加强智能照明控制

4.3.1 远程控制

   采取智能照明系统可自动控制照明，在系统运行阶段可借助计算机技术达到远程控制目的，充分发挥出操作台的价值。同时，可以利用信息化技术对灯光场景进行相应调节，通过控制照明回路开关可设置各时段的照明光线，而后可通过远程控制调节得到理想光线。

4.3.2 时钟控制

   时钟控制是当前新型的自动化调控模式，在照度控制中，可充分利用嵌入式时钟控制对调控照明系统。在此之前，需要调试好系统模式，使各时段的光线亮度均能达到照明需求，由此才能对灯光进行准确控制，并减少不必要的光线照明，进一步降低电能损耗。

4.3.3 延时启动

   应用灯光延时启动可降低照明系统启动过程给配电线路带来的电流冲击力，可规避灯具反复启动的问题；能维持灯具使用性能的稳定性、延长其使用寿命。

4.3.4 可视化软件控制

   将可视化软件安装在建筑电气工程智能照明系统分站控制室内的 PC 设备上，可监控灯光状态。后台工作人员能及时掌握建筑电气系统运行过程中的照明情况，然后根据实际情况及时开启 PC 设备上的控制开关，由此控制灯光亮度，维持好的照明效果。

4.4 解决散热问题

   在传统照明系统中，很多灯具不能利用环境降低其内部温度，连夜工作的灯具会出现过热而导致亮度不高、灯具寿命缩短等问题。为解决散热问题，以常用的 LED 吸顶灯为例，可在传统吸顶灯吊盘底部加装固定框，在固定框内部安装气泵，在气泵底部连接基板，在基板相背于气泵的一侧安装 LED 灯具。然后在基板底部中间安装光感器，在靠近 LED 灯具的一侧加装散热片，在基板底部边缘加装安装圈，安装圈内部开设风口。

   与传统灯具相比，散热片可以将基板中产生的热量导出，安装圈中的风口可以吹进一定的进风，这样能够防止基板中的热量过高而导致 LED 灯具的工作效率下降。

4.5 应用智能灯具

   想要充分体现智能照明系统的智能应用效果，需选用合适的智能灯具，在保证电力供应质量的前提下，确保灯具的智能水平及节能性能均达到建筑电气工程设计指标。在选择智能灯具时，应考虑灯具的运行参数，充分了解灯具的调光属性和匹配性，然后根据建筑电气工程设计指标、智能照明系统运行负荷等选择合适的灯具，确保智能照明系统能稳定运行。

4.6 做好供电设备的配电和安装工作

   供电设备是智能照明系统安全运行的基础，只有切实做好供电设备的配电及安装工作，才能保证整个建筑电气工程的稳定性及安全性。现阶段，智能照明系统的水平不断提高，传统的供配电开关已经无法满足现代智能照明系统的运行需求。因此，需要根据智能照明系统的实际运行标准，选择智能水平高、性能稳定的场景面板和辅助器。

   在实际安装阶段，操作人员需要先将电源馈线和负载线引至配电盘中，然后实施布线工作，依照技术规范开展敷管作业。在此过程中，要严格控制各线路的连接质量，避免线路碰撞、交叉等问题，以免后续引发电路故障问题。如若智能照明系统中安装了荧光灯，荧光灯的调光线路应同普通电源分开，以免电源线路混淆，影响照明效果。另外，调光设备和调光电子镇流器之间一般用地线、火线、零线和 2 条 0 ～ 10 V的控制线，共计 5 条线连接。在安装过程中可连接地线和可调光的电子镇流器，以此调试灯光，避免安装操作不当影响智能照明系统的效果。

   鉴于智能照明系统的复杂性，在安装过程中可适量减少线缆，一方面可提升安装效率，另一方面可降低施工成本。智能照明系统类属二线制系统，其控制总线包含 5 类线和 1 对 UTP，在使用时可通过控制总线连接输入、输出及其他单元，如此可减少线缆的安装数量，降低智能照明系统的安装操作难度。在智能照明系统长时间运行过程中，还需对智能技术及相关软件进行更新、升级，以增强智能技术的适应性，为建筑电气工程智能照明系统稳定、安全运营提供技术支持。

4.7 增加系统的节能性

   在建筑电气工程中运用智能照明系统的主要是为了利用智能照明系统的节能性，在日常运行过程中，可以借助智能技术及设备降低电能损耗和不可再生能源的消耗，由此控制建筑工程的施工成本，提高项目工程的经济性。

   在实际运行管理环节，可采取集中化管理模式统一管理智能照明系统及普通照明系统。利用集中管理、分散控制模式，借助远程监控设备直接关闭空房间的照明系统，避免出现“长明灯”情况。对于智能照明系统的中的各调光设备，应进行优化调整，确保其照明亮度相同。在规划智能照明系统，为了体现智能系统的节能性，可利用太阳能自动调节灯光亮度。在安装智能照明调控设备时，可将光感应开关安装在合适位置，在设定好照度值和工作面后，调控照明开关，在提高太阳能利用率的基础上达到照明目标。

5、应用场景

 

系统功能：

1、开关控制：对通道、走廊、公共区域、楼梯间、会议室按照单个照明回路、区域、楼层等实现对应照明的开关灯控制，监视受控回路的开关状态。

2、调光控制：满足区域照度和亮度调节要求，支持在通道、走廊、公共区域、楼梯间、会议室等场所监测照度或亮度，并根据需要自动/手动调节开灯数量和灯光亮度，充分利用自然光源，满足节约了能源，营造了舒适的生活工作环境。

3、场景控制：支持不同的场景模式控制，根据不同区域的功能需求，设定场景，完成相关照明灯具的控制组合，满足美化工作环境、提高舒适度需求。

4、照明回路电路监测：实时监视各照明支路/回路的运行电流、开关状态，并自动分析回路是否有故障状态并预警。

5、分区、总控：支持运行管理人员实时监视各区域、楼层、楼栋的照明状态，并根据需要进行分区、分层、分楼栋按需要分区控制、总控制。

6、实时报警：当发生模块离线、网关设备掉线或者状态反馈和下发控制命令不一致时会发生故障报警，并将故障报警信息记录并显示在界面中，提示内容为故障时间、模块位置、故障说明。

7、历史记录查询：查询任意时段内的事件记录，支持“当日”“最近7天”“自定义时段”方式查询历史事件。

6、现场图片

 

7、产品选型

 

 

8、结束语

   综上，在建筑电气工程施工中，应充分掌握智能照明系统的运用要点，了解智能照明系统的规划标准及运行参数。在规划设计中不仅要保障建筑电气工程设计的科学性及合理性，还应根据智能照明系统的设计标准落实各环节的质量管控，保证智能照明系统安装位置的合理性。需要严格规范智能照明设备、线路的安装，确保各环节的衔接，利用智能技术实现照明系统的调控，切实达到节能、降低成本的目的，促进智能技术同建筑行业的协同发展。

【参考文献】

[1]吴兵,智能照明系统在建筑电气工程中的应用。

[2]孙启凯,汪明,张宝瑞,等,绿色建筑智能照明控制系统研究综述[J],计算机时代,2022(8): 39-42,51。

[3]刁建新,王振坤,姚胜,等,智能照明系统控制策略研究综述[J],照明工程学报,2022,33(2):44-51。

[4]安科瑞企业微电网设计与应用手册.2022.05版。