探討綠色照明與智能照明節能控制系統應用

0 引言

綠色照明指在確保建筑照明質量的前提下同時兼顧能源節約和環境保護的照明方式。目前，很多室內空間在照明設計和使用中依舊存在許多不合理現象，因此需要通過對綠色照明的普及和對智能照明節能系統進行設計，在充分滿足人們對高質量光環境要求的基礎上，*大限度地節約能源，并降低照明設備在生產和使用等各個環節的能源消耗。

1 綠色照明的基本要求

（1）利用高效光源。綠色照明工程范圍十分廣泛，除了獲取高效光源外，還包括研發和推廣應用優質高效的照明器材及與燈具、光源配套的電器附件等。

（2）重視環保節能。節能降耗是綠色照明的重要方面，通過照明節電和基于資源的有效循環利用才能減少電能消耗，減少燃煤燃氣消耗，并減少有害氣體的排放。

（3）統籌兼顧。節能降耗在綠色照明工程，是在傳統意義上減少用量的基礎之上，進行更高層次的改善，*大限度地提高照明質量和視覺環境，這就要求在照明系統設計、設施器材制造、運行維護管理等方面進行統籌兼顧，充分運用現代科技手段提高照明工程水平。比如，制訂出科學合理的整體方案，根據實際情況選擇合適的照度和照明方式；擇優選擇光源和燈具；制訂對應的運行維護方案和管理措施，盡可能地將綠色照明系統的作用發揮出來。

2 室內智能照明節能控制系統研究的基本思路

2.1 室內空間照明節能系統概念。

所謂室內空間照明系統，是依據不同建筑室內空間環境中所需照度，正確選用照明方式與燈具類型來為人們提供良好的光照條件，使人們能夠獲得*佳的視覺效果，同時還能夠獲得某種氣氛和意境，增強室內空間表現效果及審美感的一種設計處理手法。

2.2 智能照明節能控制系統的技術特點。

傳統控制采用手動開關，而智能照明控制通常是采用低壓二次小信號控制，與傳統控制相比智能照明節能控制系統具有強大的控制功能、多種不同的方式、廣闊的范圍、高度的自動化及先進的記憶功能，通過對實現場景預設置后，系統便可以產生記憶，在操作時只需輕觸控制面板上相應的按鈕，即可啟動相應場景的燈光模式，返回鍵即可將各照明回路切回初始的自動變換的狀態。

智能照明節能控制系統中的調光功能，可以隨著人們生活場景的變化智能調節光源的光通量大小及色溫范圍，為人們提供更加靈活的光環境。

智能照明節能控制系統可實現能源管理自動化，減少浪費。現階段，大部分人的節能環保意識比較差，人為造成的電能大量浪費的現象依然普遍存在，一些人沒有養成隨手關燈的好習慣，房間沒人的時候燈依舊長亮，而智能照明節能控制系統可以利用分布式網絡的手段，通過一臺計算機控制一棟樓的電源，如此一來該系統既能分散控制又能集中管理的優點被充分發揮出來。

2.3 智能照明節能控制系統的分析。

室內空間自然光線強度的變化。室內空間應該將自然光充分地利用起來，這樣既能夠達到節能燈減耗的目的，又能夠創造相對穩定的視覺環境，將光線感應裝置應用到智能照明節能控制系統開關中，將測定工作面的照度和設定值進行比較制成照明開關，便可以充分利用室內空間的自然光，并且不會受季節、氣候等外部因素的影響。值得注意的是，雖然靠近窗戶的地方自然光照強度比較高，人工照明提供的照度相對比較低，但是合成的照度還是應該維持在設計照度的范圍內。智能照明節能控制系統的情景模式中可以根據不同的視覺需求轉換，但是亮度空間維持在預設的設計照度值水平內。

空間光效的衰減。傳統的空間光效初始照度一般設置得比較高，因為在對建筑物照明進行設計時，設計師一般都會優先考慮燈具的效率及房間墻面反射率是否會隨著時間的推移出現衰減及衰減程度。這種設計常常會導致建筑照明在使用過程中照度出現不一致的現象，另外設計的照度偏高會直接導致能耗增加。采用智能照明節能控制系統后，系統根據不同自然光源環境開啟預先設置好的標準亮度，維持照明區域恒定的光照度，而且還不會因為燈具效率的降低、墻面反射率的衰減而出現明顯差異。

空間活動內容的轉換。空間活動內容的轉換是一個動態的過程，要求同樣的一套照明裝置需要在不同的時刻有著不同的表現，作業的照明條件會隨著不同場景、不同活動內容而發生變化。因此，采用智能照明節能控制系統既可以滿足控制簡便、燈光氛圍與活動內容搭配達到*佳的要求，又可以實現 20%～50%的節能及延長燈具壽命 2～4 倍的效果。傳統照明需要大量的配電控制設備，這些配電設備大部分在智能照明節能控制系統中都被節省下來，簡化和節省了大量的穿管布線的工作，在一定程度上降低了施工成本。除此之外，智能照明系統的情境預設功能，可以為人們在不同場景中都可以處在*舒適的照明狀態，不僅保證了人的身心健康，還能夠獲得提高工作效率的潛在價值回報。

3 智能照明節能控制系統在室內空間中的應用

3.1 智能照明節能控制系統設計、安裝流程圖如圖 1 所示。

3.2 住宅空間智能照明節能控制系統設計舉例。

3.2.1燈光的選擇

建筑照明系統在選擇光源的環節，結合建筑物的采光情況及實際需求進行科學合理的規劃，保證既可以滿足照明需求，還能夠*大限度地實現節能效果。LED 作為一種綠色照明光源，具有效率高、能耗低、壽命長、光色豐富、響應快的優點，在全球范圍內得到推廣應用，因此智能照明節能控制系統盡量選擇使用LED節能光源。

3.2.2 燈光線路設計與智能控制燈

光線路設計需與智能照明節能控制系統相關聯，可以根據平常的使用習慣配置燈光的控制，比如可以在客廳、臥室等經?；顒拥目臻g配置總控面板，這樣方便全屋燈光的設置和控制。還可以在手機上裝上相應的遠程控制系統，實現對燈光或場景的遠程控制。在室內空間的一些特殊部位如過道、樓梯，可以通過采用人體感應、聲控、光控及智能化控制等手段，減少照明燈具的開啟時間，合理地采用照明控制技術，可以比傳統照明技術降低 40%～80%的能耗[6]。智能照明節能控制系統還能夠實現對燈光的靈活調節，淡入淡出是*常見的調光輸出功能?？赏ㄟ^設定淡入淡出時間，實現 0～100%不同程度的燈光亮度來調節居住空間。比如由暗變明的過程適合 應用在臥室，這可以規避起夜時突然的強光直射眼睛引起的不適應；而在玄關處通過明暗的變化可以起到很好的過渡作用。

3.2.3家居空間的智能照明情景劃分

以臥室房間智能照明 節能控制系統設計為例，可以劃分為以下 3 種情景模式：居家模式、起床模式、睡眠模式。居家模式：當房間需要清潔或者會客時，可以使房間處于一個全亮狀態，提供高亮度的 照明。起床模式：當需要起床的時候，床周邊區域燈光逐漸變亮至 50%的亮度，讓人的眼睛更加舒適。睡眠模式：當智能感應探頭探測到有人起床上廁所的時候會自動開啟床邊的微弱燈光，如此一來，既保證了人的安全，又不會破壞人的睡眠環境。

4 安科瑞智能照明控制系統

4.1 概述

ALIBUS智能照明產品采用RS485總線技術，技術成熟可靠，安全穩定。開關驅動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，同時預留I/O口以及Modbus接口，還可以滿足與AcrelEMS企業微電網管理云平臺進行數據交換。

4.2 應用場所

適合于各類智能小區、醫院、學校、酒店，以及體育場所、機場、隧道、車站等大型公建項目的照明控制需求。

4.3 系統結構

4.4系統功能

1）實時檢測并顯示各個模塊的在線狀態，反饋現場受控回路的開關狀態，監控界面按照樓層各分區的布局和回路列表來瀏覽。

2）當發生模塊離線、網關設備掉線或者狀態反饋和下發控制命令不一致時會發生故障報警，并將故障報警信息記錄并顯示在界面中。

3）可以對單個照明回路實現開關控制；每個模塊、樓層都有相應的模塊控制開關和樓層控制開關，也可以一個模塊或者整個樓層實現開關控制。

4）開關驅動器支持過零觸發功能，負載（燈具）的分合操作僅在交流電過零時進行；可有效減少電磁干擾以及對電網的沖擊，延長燈具與控制裝置的壽命。

5）對每個照明回路可以預設掉電狀態，當照明電源掉電時，開關驅動器會自動切換到預設的掉電狀態；確保重新上電時燈具的開關狀態是確定與可控的。

6）拖動調光控件，照明設備從0%到100%進行調光，可以對單個照明回路實現調光控制，調光總控可以對一個模塊的照明回路實現調光控制，也可以對多個照明回路實現調光控制，通過圖標的亮滅狀態反饋現場開關的狀態。

7）點擊場景控件，打開或者關閉對應場景設置，軟件界面上顯示不同的場景模式和場景功能，通過圖標的亮滅顯示對應的場景狀態是打開還是關閉。

8）設置定時時間，確認時間點后，對該事件點執行的動作進行設置，設置燈在設定的時間點亮或者滅。

9）系統可以通過預設的當地經緯度信息，自動計算每天的日升日落時間；根據天文時鐘控制照明開關，實現日落開燈、日出關燈的功能。

10）所有定時控制計劃均可下發保存至驅動模塊；當上位機系統故障或模塊離線時，驅動模塊可以利用自帶的RTC時鐘維持定時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結構；系統內各元件不依賴于其他元件而能夠獨立工作；系統內各元件可以通過程序的設定實現功能的多樣性。

12）預留BA或第三方集成平臺接口，采用modbus、opc等方式。

4.5 設備選型

5 結束語

選擇綠色智能的照明方式，不僅能為人們創建出舒適節能的生活環境，還能夠促使建筑照明節能設計的水平不斷提升。綠色照明是今后節能設計工作的重點工作，也是照明領域未來 發展的趨勢，因此研究室內智能照明具有極大的現實意義照明。起床模式：當需要起床的時候，床周邊區域燈光逐漸變亮至 50%的亮度，讓人的眼睛更加舒適。睡眠模式：當智能感應探頭探測到有人起床上廁所的時候會自動開啟床邊的微弱燈光，如此一來，既保證了人的安全，又不會破壞人的睡眠環境。