文｜廣西華藍(lán)設(shè)計(jì)（集團(tuán)）有限公司 李 琰 粟衛(wèi)權(quán)

1 引言

建筑節(jié)能是智能建筑的一個(gè)重要的發(fā)展方向。建筑照明的智能控制在美化照明環(huán)境、提高工作效率的同時(shí)，已發(fā)展成為一項(xiàng)重要的節(jié)能技術(shù)，可以最大幅度地增加燈具的使用效能、延長(zhǎng)燈具的使用壽命、獲得較高的經(jīng)濟(jì)回報(bào)率，是實(shí)現(xiàn)“綠色建筑”的重要一步。

2 智能照明系統(tǒng)在大型公用建筑中的作用

大型公建的燈光設(shè)計(jì)可為公共建筑吸引眾多的游客或顧客。優(yōu)秀的燈光設(shè)計(jì)不僅要利用燈具造型和光色調(diào)節(jié)營(yíng)造出具有特定風(fēng)格和美感的建筑環(huán)境，同時(shí)還應(yīng)兼顧節(jié)能效果，智能照明控制系統(tǒng)的作用正在于此。

（1）實(shí)現(xiàn)照明控制智能化

采用智能照明控制系統(tǒng)后，照明系統(tǒng)可工作在全自動(dòng)狀態(tài)，按照預(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(shí)間自動(dòng)地在各種工作狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換。例如，上午來(lái)臨時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)將燈調(diào)暗；在靠窗的區(qū)域，系統(tǒng)智能地利用室外自然光；當(dāng)天空放晴或轉(zhuǎn)陰時(shí)，室內(nèi)燈相應(yīng)地調(diào)暗或調(diào)亮，始終令室內(nèi)的亮度保持在人體最舒適的水平。

（2）變換場(chǎng)景以適應(yīng)環(huán)境、用途的變化

智能照明控制系統(tǒng)的場(chǎng)景設(shè)計(jì)可根據(jù)季節(jié)、時(shí)間、環(huán)境、用途的變化及時(shí)變換燈具組合、調(diào)節(jié)照度，不僅能更好地滿足使用需求，還能營(yíng)造出一種溫馨、舒適、賓至如歸的環(huán)境，增添藝術(shù)魅力，增加顧客對(duì)該公用建筑的好感。

（3）帶來(lái)可觀的節(jié)能效果

除了給公眾提供舒適的環(huán)境外，節(jié)約能源和降低運(yùn)行費(fèi)用也是公用建筑需要解決的重要問(wèn)題。智能照明控制系統(tǒng)能夠通過(guò)合理的管理，根據(jù)不同日期、不同時(shí)間各個(gè)功能區(qū)域的燈具運(yùn)行情況預(yù)先進(jìn)行光照度的設(shè)置，提供最舒適的照明，并大幅降低大型公建的能耗。

（4）延長(zhǎng)燈具壽命

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，并采用軟啟動(dòng)和軟關(guān)斷技術(shù)，避免燈絲發(fā)生熱沖擊，能成功地使燈具壽命延長(zhǎng)2～4倍，并節(jié)約大量的安裝維修成本，對(duì)于解決大型公建常見(jiàn)的難安裝區(qū)域燈具及昂貴燈具維護(hù)保養(yǎng)的問(wèn)題，具有特殊意義。

（5）可與其他系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制

智能照明系統(tǒng)可與其他系統(tǒng)，例如BA系統(tǒng)、監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制。當(dāng)發(fā)生緊急情況時(shí)，可由報(bào)警系統(tǒng)強(qiáng)制打開(kāi)所有回路。

（6）提高管理水平，減少維護(hù)費(fèi)用

將普通照明的人為開(kāi)與關(guān)轉(zhuǎn)換成通過(guò)智能化系統(tǒng)加以管理，不僅能使管理者將其高素質(zhì)的管理意識(shí)貫徹到照明控制中去，而且同時(shí)將大大減少運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。

3 智能照明控制系統(tǒng)的總線控制方式

傳統(tǒng)的照明控制多采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的連接方式或DDC的自動(dòng)照明控制方式。傳統(tǒng)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)控制有效、直觀，但過(guò)多地依賴(lài)手工操作，系統(tǒng)相對(duì)分散。DDC的自動(dòng)照明控制方式通過(guò)控制供電回路中的接觸器的分合實(shí)現(xiàn)了供電回路的遠(yuǎn)程通斷控制，但通常無(wú)法實(shí)現(xiàn)調(diào)光控制和靈活的場(chǎng)景切換。隨著科技的發(fā)展，總線制照明控制已經(jīng)成為當(dāng)今照明控制的主流?？偩€控制即通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線將照明系統(tǒng)中的開(kāi)關(guān)及控制箱聯(lián)結(jié)成為網(wǎng)絡(luò)，采集輸入信號(hào)并傳輸控制信號(hào)。

總線控制協(xié)議按是否開(kāi)放可分為封閉協(xié)議和開(kāi)放協(xié)議兩類(lèi)。封閉協(xié)議有C-Bus和Dynet，開(kāi)放協(xié)議有DALI、X-10和HBS。除X-10協(xié)議外，其余協(xié)議都采用動(dòng)力線與控制總線分離的結(jié)構(gòu)。

（1）C-Bus總線

C-Bus系統(tǒng)所有的單元器件均內(nèi)置微處理器和存儲(chǔ)單元，由一對(duì)信號(hào)線連接成網(wǎng)絡(luò)，即一對(duì)線上既提供總線設(shè)備工作電源，又傳輸總線設(shè)備信息。每個(gè)單元均設(shè)置唯一的單元地址并由軟件設(shè)定其功能。當(dāng)有輸入時(shí)，輸入單元將在C-Bus總線上廣播包含其編址信息的數(shù)據(jù)包，所有輸出單元均對(duì)接收的廣播信號(hào)加以分辨并做出判斷，控制相應(yīng)回路輸出。每個(gè)輸入模塊都可直接與輸出模塊進(jìn)行通信，無(wú)須通過(guò)中央控制器。

C-Bus的傳輸協(xié)議為CSMA/CD，可設(shè)成星型或樹(shù)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，但不支持環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)。當(dāng)以一對(duì)非屏蔽5類(lèi)雙絞信號(hào)線（UTP5）作為傳輸介質(zhì)時(shí)，C-Bus的通信距離可達(dá)1200m。

（2）Dynet總線

Dynet是邦奇（Dynalite）公司的，面向照明系統(tǒng)的封閉控制總線協(xié)議，基于RS485四線制，即一對(duì)雙絞線提供DC12V總線設(shè)備工作電源，另一對(duì)雙絞線用于傳輸總線設(shè)備信息。Dynet只支持總線形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。與C-Bus系統(tǒng)一樣，Dynet系統(tǒng)無(wú)需中央控制處理機(jī)，網(wǎng)絡(luò)上每一個(gè)控制裝置內(nèi)的存貯器均存有操作所需的全部指令和數(shù)據(jù)且不會(huì)因斷電而丟失信息。

（3）DALI數(shù)字化可尋址調(diào)光接口

DALI數(shù)字化可尋址調(diào)光接口于1994年被列入IEC 60929標(biāo)準(zhǔn)，是由一些燈具、鎮(zhèn)流管和夾具制造商合作開(kāi)發(fā)的一項(xiàng)開(kāi)放的數(shù)字通信協(xié)議，允許控制器和熒光燈、白熾燈等照明夾具之間的通信。遵循DALI協(xié)議的鎮(zhèn)流器使用低電壓配線連接成的照明總線，系統(tǒng)中的每個(gè)鎮(zhèn)流器都分配有一個(gè)地址，從而實(shí)現(xiàn)熒光燈的獨(dú)立控制和任意分組控制。

（4）X-10電力線載波總線

電力載波通信是利用現(xiàn)有電力線，通過(guò)載波方式將模擬或數(shù)字信號(hào)進(jìn)行高速傳輸?shù)募夹g(shù)，其最大特點(diǎn)是無(wú)須重新布設(shè)控制線纜，只要有電線，就能進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞。但是，電力載波通信技術(shù)也存在著配電變壓器對(duì)電力載波信號(hào)有阻隔、三相電力線間有信號(hào)損失、電力線存在本身固有的脈沖干擾等缺點(diǎn)。

（5）HBS總線

HBS家庭總線系統(tǒng)由日本日立、松下、三菱、東芝等知名企業(yè)聯(lián)合推出。HBS協(xié)議規(guī)定了如何通過(guò)雙絞線或同軸電纜實(shí)現(xiàn)家庭電器、電話，以及音頻、視頻裝置的互連，著眼于家用電器的綜合自動(dòng)化，采用專(zhuān)用總線，具有抗干擾、響應(yīng)快、風(fēng)險(xiǎn)較低的特點(diǎn)。

4 智能照明控制系統(tǒng)應(yīng)用案例

某市機(jī)場(chǎng)可滿足每年76萬(wàn)人次旅客吞吐量、8695架次航班起降、5200噸郵貨吞吐量的需求。該機(jī)場(chǎng)智能照明控制系統(tǒng)采用MRTLC照明控制系統(tǒng)，屬于C-Bus總線控制方式。

機(jī)場(chǎng)航站樓智能照明控制回路數(shù)約為300個(gè)，分布在3層樓的30個(gè)配電箱內(nèi)。系統(tǒng)分3個(gè)子網(wǎng)，中央控制管理中心設(shè)在1層消防中心，在現(xiàn)場(chǎng)的強(qiáng)電井內(nèi)安裝有可編程控制面板，可供管理人員現(xiàn)場(chǎng)控制。

MRTLC照明控制系統(tǒng)為分布式控制、模塊化結(jié)構(gòu)，控制模塊均內(nèi)置CPU，每個(gè)輸入模塊都可直接與輸出模塊通信，消除了集中式結(jié)構(gòu)一旦中央CPU出現(xiàn)故障將造成整個(gè)系統(tǒng)癱瘓的弱點(diǎn)。

（1）屋頂特色照明控制方案

屋頂照明的各回路之間距離較遠(yuǎn)，回路功率較大，如采用普通照明控制方案，控制起來(lái)非常麻煩。

智能照明管理系統(tǒng)基于天文時(shí)鐘，參考機(jī)場(chǎng)所處地區(qū)的緯度和經(jīng)度編寫(xiě)程序，對(duì)日出、日落、季節(jié)變化和絕對(duì)時(shí)間綜合考慮來(lái)調(diào)整場(chǎng)景模式。時(shí)鐘控制和上述亮度控制共同作用，可根據(jù)不同的時(shí)間和亮度值，營(yíng)造出適宜的照明效果。系統(tǒng)平時(shí)按時(shí)自動(dòng)運(yùn)行，并可以與其他系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，如根據(jù)航班信息，自動(dòng)調(diào)整屋頂特色照明的開(kāi)關(guān)燈時(shí)間。

（2）聯(lián)檢區(qū)域照明控制方案

聯(lián)檢區(qū)域是機(jī)場(chǎng)安保要求級(jí)別最高的區(qū)域。海關(guān)、檢疫、邊防柜臺(tái)被劃分為三個(gè)不同的控制分區(qū)。某個(gè)柜臺(tái)運(yùn)營(yíng)時(shí)，其上空的燈具提供100%的照明，以保證安檢人員更加細(xì)致和可靠地工作；結(jié)束當(dāng)天的運(yùn)營(yíng)后，其上空的燈具調(diào)整為50%的照明；所有柜臺(tái)均結(jié)束運(yùn)營(yíng)的時(shí)候，其所在的區(qū)域均開(kāi)啟應(yīng)急照明，提供最小的疏散照度。

（3）行李提取大廳照明控制方案

行李提取大廳照明按照行李轉(zhuǎn)盤(pán)的分布劃分為不同控制區(qū)域。當(dāng)某個(gè)行李轉(zhuǎn)盤(pán)運(yùn)行時(shí)，對(duì)應(yīng)控制區(qū)域的燈具提供100%的照明，相鄰兩個(gè)控制區(qū)域的燈具提供50%的照明。夜間停航時(shí)，僅開(kāi)啟應(yīng)急照明，提供最小的疏散照度。

（4）候機(jī)廳照明控制方案

候機(jī)廳是旅客休息的主要場(chǎng)所，其燈光控制既要充分考慮為旅客營(yíng)造舒適、整潔的光環(huán)境，又要貫徹整體的節(jié)能觀念。候機(jī)廳運(yùn)營(yíng)時(shí)燈具提供100%的照明；結(jié)束當(dāng)天的運(yùn)營(yíng)后燈具調(diào)整為25%的照明；航站樓結(jié)束當(dāng)天的運(yùn)營(yíng)后，所有的候機(jī)廳開(kāi)啟應(yīng)急照明，提供最小的疏散照度。

（5）登機(jī)橋照明控制方案

登機(jī)橋是旅客登機(jī)的必經(jīng)之路，在其運(yùn)營(yíng)時(shí)燈具提供100%的照明方便旅客登機(jī)；停止運(yùn)營(yíng)后僅開(kāi)啟應(yīng)急照明，提供最小的疏散照度；航站樓結(jié)束當(dāng)天的運(yùn)營(yíng)后，所有登機(jī)橋的所有照明均關(guān)閉。

（6）大面積房間、公共走廊與連廊、員工走道區(qū)域照明控制方案

大面積房間、公共走廊與連廊、員工走道是機(jī)場(chǎng)必不可少的區(qū)域。照明控制系統(tǒng)處于全自動(dòng)控制狀態(tài)，采用紅外監(jiān)測(cè)、聲控等多種控制方式，保證在這些區(qū)域需要燈光的時(shí)候?qū)艄饧皶r(shí)打開(kāi)，不需要燈光的時(shí)候?qū)艄怅P(guān)閉。這在保證機(jī)場(chǎng)正常運(yùn)行的前提下，充分體現(xiàn)了智能照明控制系統(tǒng)的節(jié)能功效。

（7）其他區(qū)域照明控制方案

上述方案未涵蓋區(qū)域的照明控制參考以上區(qū)域的照明控制原則，結(jié)合實(shí)際照明支路的配置、航站樓運(yùn)行時(shí)刻表、自然光亮度及管理模式等，采用多種控制模式，靈活控制。

（8）控制方式

①采用中央監(jiān)控可視化軟件，在監(jiān)控機(jī)房即可對(duì)聯(lián)檢區(qū)域進(jìn)行集中監(jiān)控，隨時(shí)根據(jù)需要進(jìn)行開(kāi)關(guān)燈。同時(shí)，在現(xiàn)場(chǎng)各操作間安裝多功能控制面板，方便機(jī)場(chǎng)工程維護(hù)人員隨時(shí)對(duì)該區(qū)域的燈光進(jìn)行手動(dòng)控制。

②系統(tǒng)平時(shí)按時(shí)自動(dòng)運(yùn)行，并且可以與其他系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，特別是可以按照航班信息，自動(dòng)調(diào)整各指定區(qū)域開(kāi)關(guān)燈的時(shí)間。

③智能照明管理系統(tǒng)平時(shí)基于天文時(shí)鐘，參考機(jī)場(chǎng)所處地區(qū)的緯度和經(jīng)度編寫(xiě)程序，綜合考慮日出、日落、季節(jié)變化和絕對(duì)時(shí)間來(lái)調(diào)整場(chǎng)景模式，營(yíng)造出適宜的照明效果。

5 結(jié)束語(yǔ)

智能照明控制系統(tǒng)的使用，不但使各個(gè)電器末端設(shè)備能夠達(dá)到真正意義上的自動(dòng)化無(wú)人值守的要求，還可以在此基礎(chǔ)上與消防、安防、報(bào)警、背景音樂(lè)等系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)。無(wú)論是在機(jī)場(chǎng)、酒店、醫(yī)院、學(xué)校、地鐵站、博物館、會(huì)展中心還是在寫(xiě)字樓、超市等大型公共建筑工程上，智能照明控制系統(tǒng)的應(yīng)用，都將帶來(lái)完美的燈光效果和可計(jì)算的節(jié)能實(shí)惠，是未來(lái)低碳生活的發(fā)展趨勢(shì)。