建筑物中常用的三種照明控制系統(tǒng)的比較分析

1、建筑物中常用的三種照明控制系統(tǒng)的比較分析廣州市河?xùn)|電子有限公司 徐建飛一、引言近年來，伴隨著我國房地產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，建筑智能化行業(yè)發(fā)展也十分迅速，各類高檔住宅小區(qū)、政府辦公樓、商務(wù)樓盤、公共建筑及智能化家居對智能化的應(yīng)用也越來越廣泛，對智能化功能的要求更趨向于多元化和綜合化。智能化建筑已成為當(dāng)今建筑發(fā)展的主流技術(shù)之一，涵蓋了包括從樓宇自控系統(tǒng)到安全防范系統(tǒng)，以及完善的計算機網(wǎng)絡(luò)與通信系統(tǒng)。在建筑物的電力消耗中，照明系統(tǒng)通常占整個建筑電耗的1/3左右，而事實上，當(dāng)前在工程設(shè)計中智能照明控制并未受到足夠的重視，大多仍采用傳統(tǒng)的照明控制方式。雖有部分智能大廈采用樓宇自控系統(tǒng)來監(jiān)控照明，但也只能實現(xiàn)簡

2、單的區(qū)域照明和定時開關(guān)功能，無法實現(xiàn)調(diào)光、場景控制等功能來靈活自如地管理照明設(shè)備。就照明系統(tǒng)而言，它不僅要控制照明光源的發(fā)光時間、亮度來配合不同應(yīng)用場合做出相應(yīng)的燈光處理，而且還要考慮到管理智能化和操作簡單化以及靈活適應(yīng)未來照明布局和控制方式變更等要求。目前，在建筑物中存在著三種照明控制系統(tǒng)，即傳統(tǒng)照明控制系統(tǒng)、樓宇自控（BA）監(jiān)控照明系統(tǒng)和智能照明控制系統(tǒng)并存的局面。其中，智能照明控制系統(tǒng)是應(yīng)用較廣泛的一種，也是很容易在實際操作中與樓宇自控系統(tǒng)混淆的子系統(tǒng)之一。隨著智能照明控制系統(tǒng)技術(shù)的提高及產(chǎn)品的日漸豐富，其優(yōu)越的功能及節(jié)能效果愈來愈受到建筑業(yè)主、用戶、設(shè)計者的關(guān)注和重視，在一些特殊及重點

3、工程項目中，已作為建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)的一部分進行工程設(shè)計和實施。一個優(yōu)秀的照明控制系統(tǒng)不僅可以提升照明環(huán)境的品質(zhì)，而且還關(guān)系到在建筑物里工作和生活人員的舒適和健康。下面就針對這三種系統(tǒng)進行詳細的比較：二、三種照明控制系統(tǒng)的綜合比較A、從單控線路上進行比較1、傳統(tǒng)照明控制系統(tǒng)：a. 控制開關(guān)直接接在負載回路中；b. 當(dāng)負載較大時，需相應(yīng)增大控制開關(guān)的容量；c. 當(dāng)開關(guān)離負載較遠時，大截面電纜用量增加。2、樓宇自控監(jiān)控照明系統(tǒng)：a. 在負載回路中增加交流接觸器；b. 通過DDC控制器控制交流接觸器觸點的打開和閉合。3、智能照明控制系統(tǒng)：a. 負載回

4、路連接到輸出器件的輸出端，控制開關(guān)用控制總線與輸出器件相連；b. 負載容量較大時僅考慮加大輸出器件容量，控制開關(guān)不受影響；c. 開關(guān)距離較遠時，只須加長控制總線的長度，節(jié)省大截面電纜用量。 B、從多控線路上進行比較1、傳統(tǒng)照明控制系統(tǒng)：a. 實現(xiàn)雙控時用兩個單刀雙置開關(guān)，開關(guān)之間連接照明電纜；b. 進行多點控制時開關(guān)之間的電纜連線增多，使線路安裝變得非常復(fù)雜，工程施工難度增大。 2、樓宇自控監(jiān)控照明系統(tǒng)：a. 由于現(xiàn)場通常不設(shè)置開關(guān)，所以一般不設(shè)雙控或多控；b. 若要實現(xiàn)雙控或多控，則需要增加DDC控制器的數(shù)量。3、智能照明

5、控制系統(tǒng)：a. 在實現(xiàn)雙控或多控時只需簡單地在控制總線上串聯(lián)一個或多個開關(guān)，開關(guān)之間僅用一條總線連接，線路安裝簡單方便；b. 如果有備用的開關(guān)按鍵時，在不增加設(shè)備的情況下只需要對其進行重新編程定義即可。C、從控制方便性上進行比較1、傳統(tǒng)照明控制系統(tǒng)：a. 采用手動開關(guān)控制，必須一路一路地開或關(guān)；b. 控制方式單一，只有開和關(guān)；c. 對照明的管理主要是通過人去操作和管理。2、樓宇自控監(jiān)控照明系統(tǒng)：a. 所有照明回路通過樓宇自控中控室控制，現(xiàn)場無法根據(jù)實際情況干預(yù)照明狀態(tài)，使用不便； b. 控制功能簡單，只能實現(xiàn)定時、開關(guān)的功能

6、，若要實現(xiàn)場景預(yù)設(shè)、亮度調(diào)節(jié)，軟啟動軟關(guān)斷等復(fù)雜的功能技術(shù)難度較大。3、智能照明控制系統(tǒng)：a. 采用低壓信號進行控制，控制功能強、方式多、自動化程度高，通過場景的預(yù)設(shè)置和記憶功能，操作時只須按一下控制面板上某一個鍵即可啟動一個燈光場景（各照明回路不同的亮暗搭配組合而成的一種燈光效果），各照明回路隨即自動變換到相應(yīng)的狀態(tài)；b. 可通過軟件設(shè)置多種功能，如開/關(guān)、調(diào)光、定時、場景預(yù)設(shè)、亮度調(diào)節(jié)、軟啟動等；c. 可實現(xiàn)能源管理自動化，通過分布式網(wǎng)絡(luò)，只需一臺計算機就可實現(xiàn)對整幢大樓的管理。D、從系統(tǒng)的可靠性、經(jīng)濟性上進行比較1、傳統(tǒng)照明控制系統(tǒng)：a. 由于手動開關(guān)是直接

7、接在負載回路上，對人體有很大的潛在危險；b. 沒有任何的節(jié)約能源、方便管理的措施。2、樓宇自控監(jiān)控照明系統(tǒng)：a. 由于其并非獨立的一個系統(tǒng)，因此使用上有一定的局限性；故當(dāng)樓宇自控系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，照明系統(tǒng)亦受到影響；b. 考慮造價因素，這些回路的數(shù)量一般較少，一般只是大面積區(qū)域控制；若將回路劃分的較細則造價昂貴。3、智能照明控制系統(tǒng)：a. 采用先進、成熟的分布式結(jié)構(gòu)，既能滿足中央監(jiān)控要求；又能減少故障波及面，易于系統(tǒng)擴展；b. 分區(qū)就地控制完全獨立，互不干擾，一個分區(qū)停止工作不影響其它分區(qū)的正常運行；系統(tǒng)中任意器件損壞也不影響本區(qū)內(nèi)其它器件正常工作；c. 系統(tǒng)分區(qū)就地控制由獨立的控制面板操作完成

8、。三、智能照明控制系統(tǒng)在使用場合、功能上的優(yōu)勢樓宇自控系統(tǒng)中的照明控制一般使用在一定范圍的公共照明區(qū)域，如樓道樓梯照明、室外景觀照明、停車場照明、燈飾照明、航空障礙燈等。但除以上區(qū)域外，還具有較多為客戶服務(wù)的公共區(qū)域，如（多媒體）會議室、展廳、多功能廳、大堂等，這些區(qū)域往往需要調(diào)光控制以及場景控制，這時樓宇自控系統(tǒng)就難以滿足控制要求。而智能照明控制系統(tǒng)可對這些區(qū)域的白熾燈、日光燈（專用鎮(zhèn)流器）、節(jié)能燈、石英燈等多種光源，進行調(diào)光以滿足各種環(huán)境對照明的要求。適用于寫字樓、學(xué)校、醫(yī)院、劇院、會議室、俱樂部、夜總會、餐廳、多功能廳、高檔住宅等室內(nèi)照明以及體育場館、市政工程、廣場、公園等室外公共場合照

9、明。 通過采用智能照明控制系統(tǒng)，可實現(xiàn)以下控制內(nèi)容：1、 時鐘控制：通過時間設(shè)定各照明區(qū)域的不同控制；2、 調(diào)光控制：通過照度探測器和調(diào)光模塊，達到各區(qū)域照度值始終在預(yù)先設(shè)定值左右和建筑在使用期照度的一致性；3、 區(qū)域場景控制：通過控制面板和調(diào)光模塊，實現(xiàn)各照明區(qū)域的場景切換控制。4、 紅外移動探測控制：能過紅外移動探測器和調(diào)光/開關(guān)模塊，實現(xiàn)各照明區(qū)域的自動開關(guān)控制；5、 手動與紅外（無線）遙控器控制；6、 應(yīng)急照明控制等。四、智能照明控制系統(tǒng)在節(jié)能、方便管理上的優(yōu)勢1、 集中管理，減少人為浪費在現(xiàn)代高層建筑大樓中，人為造成照明能源浪費的現(xiàn)象仍然非常嚴重，無論房間、走道、洗手間等區(qū)

10、域有人還是無人，經(jīng)常是“長明燈”。智能照明控制系統(tǒng)既能分散控制又能集中管理，在大樓的中央控制室，管理人員通過操作鍵盤即可關(guān)閉無人房間的照明燈；也可以運用手機，在輸入正確的密碼后，通過短信息方式直接控制燈光。2、 自動調(diào)光，充分利用自然光智能照明控制系統(tǒng)中的照度探測器通過測定工作面的照度，與設(shè)定值比較，來控制照明開關(guān)，這樣可以最大限度地利用自然光，達到節(jié)能的目的，也可提供一個不受季節(jié)與外部氣候環(huán)境影響的相對穩(wěn)定的視覺環(huán)境。一般來講，越靠近窗戶自然光照度越高，從而人工照明提供的照度就越低，但合成照度應(yīng)維持在設(shè)計照度值。3、 自動調(diào)光，保持照度的一致性一般照明設(shè)計師對新建的建筑物進行設(shè)計時

11、，均會考慮到隨著時間的推移，燈具的效率和房間墻面反射率會不斷衰減。因此，其初始照度均設(shè)置得較高，這種設(shè)計不僅造成建筑物使用期的照度不一致，而且由于照度偏高設(shè)計造成不必要的浪費。采用智能照明控制系統(tǒng)后，雖然照度還是偏高設(shè)計，但由于可以智能調(diào)光，系統(tǒng)將會按照預(yù)先設(shè)置的標準亮度使照明區(qū)域保持恒定的照度，而不受燈具效率降低和墻面反射率衰減的影響，這也是智能照明控制系統(tǒng)可節(jié)約能源原因之一。4、 安裝便捷，節(jié)省電纜智能照明控制系統(tǒng)采用一根控制線，將系統(tǒng)中的各個輸入、輸出和系統(tǒng)器件連接起來，大截面的負載電纜從輸出器件的輸出端直接接到照明燈具或其他用電負載上而無須經(jīng)過智能開關(guān)。安裝時不必考慮任何控制關(guān)系，在整

12、個系統(tǒng)安裝完畢后再通過軟件設(shè)置各個器件的地址編碼，從而建立對應(yīng)的控制關(guān)系。由于系統(tǒng)僅在輸出單元和負載之間使用負載電纜連接，與傳統(tǒng)控制方法相比節(jié)省了大量原本要接到普通開關(guān)的電纜，也縮短了安裝施工的時間，節(jié)省人工費用。5、 延長燈具壽命燈具損壞的致命原因是電網(wǎng)過電壓，只要能控制過電壓就可以延長燈具的使用壽命。智能照明控制系統(tǒng)采用軟啟動和軟關(guān)斷的方式，能控制電網(wǎng)沖擊電壓和浪涌電壓，使燈絲免受熱沖擊，從而燈具壽命得到延長。智能照明控制系統(tǒng)通常能使燈具壽命延長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，對于大量使用燈具和安裝困難的區(qū)域具有特殊的意義。6、 節(jié)

13、約能源，降低運行維護費用 由于智能照明控制系統(tǒng)中采用了紅外移動探測器、照度探測器、定時開關(guān)以及可調(diào)光技術(shù)，使整個照明系統(tǒng)可以按照經(jīng)濟有效的最佳方案來準確運作。其將普通照明人為的開與關(guān)轉(zhuǎn)換成了智能化的運行管理模式，不僅使建筑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，而且將大大減少大樓的運行維護費用，最大限度地節(jié)約能源，并帶來極大的投資回報；與傳統(tǒng)的照明控制方式相比較，可以節(jié)約電能20-30%。7、 改善工作環(huán)境，提高工作效率智能照明控制系統(tǒng)運用先進的電力電子技術(shù)，配備可調(diào)光電子整流器的日光燈和傳統(tǒng)照明系統(tǒng)的日光燈相比具有明顯的優(yōu)點：因為配有傳統(tǒng)鎮(zhèn)流器的日光燈以100Hz的頻

14、率閃動（電網(wǎng)頻率的2倍），這種頻閃容易使工作人員頭暈、眼睛疲勞，從而降低了工作效率。而可調(diào)光電子鎮(zhèn)流器則工作在頻率40-70kHz范圍之內(nèi)，不僅克服了頻閃，而且消除了由于使用啟輝器造成啟動燈時亮度不穩(wěn)定的現(xiàn)象。改善了辦公環(huán)境，在為人們提供健康、舒適環(huán)境的同時，也提高了工作效率。 五、智能照明控制系統(tǒng)的其他優(yōu)勢樓宇自控系統(tǒng)中的照明監(jiān)控設(shè)計是以盡可能簡單的完成控制功能為前提，一般僅實現(xiàn)對照明回路的開關(guān)控制，雖然設(shè)計也能實現(xiàn)一些復(fù)雜功能，但投入成本較高，可靠性低，因此，樓宇自控系統(tǒng)中的照明監(jiān)控系統(tǒng)并不是真正意義上的智能照明控制系統(tǒng)。在工程設(shè)計中，根據(jù)實際情況和業(yè)主的需求，可采用與樓宇自控系統(tǒng)相對獨立

15、的智能照明控制系統(tǒng)。智能照明控制系統(tǒng)是一個專門針對照明需要而開發(fā)的一個智能化系統(tǒng)，可以獨立運行；它有一套獨立的控制協(xié)議，相對樓宇自控系統(tǒng)來說比較簡單，完全能滿足對照明控制的需求，價格也更有競爭力。如果將照明作為一個獨立的子系統(tǒng)來設(shè)計，采用專業(yè)的照明控制系統(tǒng)，既可降低造價又可實現(xiàn)更加完美的智能照明控制。系統(tǒng)具有分布式智能控制的特點和開放性，可以和其它建筑管理系統(tǒng)(BMS)、樓宇自控系統(tǒng)(BA)、保安及消防系統(tǒng)結(jié)合起來，以提高物業(yè)智能化管理水平，符合現(xiàn)代化生活的發(fā)展趨勢。目前，智能照控制系統(tǒng)還具有以下優(yōu)勢：1、系統(tǒng)設(shè)有中央監(jiān)控裝置，對整個系統(tǒng)實施中央監(jiān)控，以便隨時調(diào)節(jié)照明的現(xiàn)場效果，例如系統(tǒng)設(shè)置開

16、燈方案模式，并能在計算機屏幕上模仿照明燈具的布置情況，顯示各燈組的開燈模式和開/關(guān)狀態(tài)。 2、系統(tǒng)具有燈具異常啟動和自動保護的功能。 3、系統(tǒng)具有燈具啟動時間、累計記錄和燈具使用壽命的統(tǒng)計功能。 4、在供電故障情況下，系統(tǒng)具有雙路受控電柜自動切換并啟動應(yīng)急照明燈組的功能。5、系統(tǒng)設(shè)有自動/手動轉(zhuǎn)換開關(guān)，以便必要時對各燈組的開、關(guān)進行手動操作。6、系統(tǒng)具有場景預(yù)設(shè)、亮度調(diào)節(jié)、定時、時序控制及軟啟動、軟關(guān)斷的功能。 7、系統(tǒng)軟件具有進行遠程控制的功能，并可以隨時方便地根據(jù)用戶需求在軟件中修改控制關(guān)系，而無須重新敷設(shè)電纜。8、系統(tǒng)的照明線路設(shè)計簡單，安裝方便，操作維護容易，其軟件的可編程性和硬件的靈

17、活結(jié)構(gòu)，大大節(jié)省建筑開發(fā)商的投資成本和維修運行費用，縮短安裝工期，提高投資回報率。9、系統(tǒng)內(nèi)各器件的控制信息獨立存儲，不會因為系統(tǒng)中某個器件故障而使整個系統(tǒng)癱瘓。存儲的信息具有停電后不丟失的功能，在恢復(fù)供電時，系統(tǒng)會自動恢復(fù)到停電前的工作狀態(tài)，實現(xiàn)無人值守。10、實現(xiàn)照明的人性化：由于不同的區(qū)域?qū)φ彰髻|(zhì)量的要求不同，要求調(diào)整照度，以實現(xiàn)場景控制、定時控制、多點控制等各種控制方案；方案修改與變更的靈活性能進一步保證照明質(zhì)量。 隨著智能照明控制系統(tǒng)的進一步開發(fā)與完善，其功能將進一步得到增強。五、結(jié)束語照明系統(tǒng)是眾多樓宇建筑設(shè)備之一，在智能建筑中根據(jù)要求需對建筑設(shè)備進行合理監(jiān)視和控制，以達到方便、快

18、捷、安全、管理高效、節(jié)約能源的目的，就當(dāng)前技術(shù)而言，實現(xiàn)整個建筑照明系統(tǒng)的智能控制是完全可行的，在較短的時間也能收回增加的投資，但在實際運用中存在以下矛盾：1、 對于大部分建筑，系統(tǒng)的投資者是開發(fā)商，受益者是購買或租賃的業(yè)主，除非開發(fā)商能從銷售中得到利益，否則不愿做更多的投資。2、 對于業(yè)主單一的建筑，系統(tǒng)安裝、控制和管理較方便；而對于業(yè)主構(gòu)成復(fù)雜的建筑，特別是業(yè)主根據(jù)自身的要求對房屋進行二次裝修的，其安裝、控制和管理較難。正是基于以上矛盾，部分智能建筑將照明系統(tǒng)的公共區(qū)域納入樓宇自控系統(tǒng)之中，實現(xiàn)照明系統(tǒng)的部分智能化管理控制（其他部分采用傳統(tǒng)的開關(guān)控制或智能控制的模式）。這也就造成了在有些建筑里面?zhèn)鹘y(tǒng)照明控制系統(tǒng)、樓宇自控監(jiān)控照明系統(tǒng)、智能照明控制系統(tǒng)三者并存的局面。當(dāng)然，具體的系統(tǒng)選用原則應(yīng)根據(jù)工程實際情況及建筑的功能需求而定，但不論采用何用控制模式，作為建筑智能化的