淺談建筑電氣工程智能照明系統設計

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：在現代建筑工程中，為了起到裝飾或照明效果，在電氣工程中安裝了大量的照明設施，但是照明設施規模龐大，不但會造成資源浪費，而且在出現故障問題時會影響整體建筑工程美觀，阻礙建筑工程自身功能發揮，在這種情況下，相關部門研發出了智能照明系統。通過數據調查，在建筑電氣工程中應用智能照明系統后，不但保證了建筑整體照明效果，也能節省資源，幫助企業控制成本。文章在闡述智能照明基本內涵及應用優勢的基礎上，進一步探討了如何在建筑電氣工程中實現智能照明系統的整體設計。

關鍵詞：建筑電氣工程；智能照明系統；供電設備

0引言

現代建筑工程風格多、功能多樣，其中電氣工程內容更加復雜。近幾年，照明系統在建筑電氣工程中應用非常廣泛，且照明系統技術發展水平不斷提高，發展步伐加快。同時，在建筑行業發展中，照明系統設計功能由之前的采光需求漸漸轉變為裝飾需求。因此，在照明系統設計中，應從整體角度入手，在保證照明系統基本功能的同時還要滿足建筑整體美學要求。

此外，在建筑電氣工程中，智能化已經是照明系統改革發展的主要方向，故通過在建筑電氣工程照明系統設計中從智能化角度入手，實現智能照明系統優化設計，可以為建筑電氣工程的智能化發展提供條件。

1 智能照明系統的基本內涵

智能照明系統指的是可結合不同時間段和應用場所，實現照明照度靈活調節的照明系統。其不僅實現了能源的集中化管理，也能讓系統監控變得更具集約化。通過對智能照明系統組成成分的分析可得，在建筑電氣工程中，智能照明系統的基本內涵包括以下幾點。

1. 智能控制工作原理。

當前，智能照明系統主要以集中控制為主，其在執行方面呈現出分散性，從物理層面來說也就是電路并聯。并聯電路和串聯電路不同，基于串聯電路的照明系統中如果某一個燈具出現

故障問題或電源故障，整個照明系統都將會陷入癱瘓狀態，而這種分散執行的方式即便照明系統中某部分燈具出現故障問題，也不會影響其他燈具的正常運行。實現分散執行的基本原理在于，智能照明控制系統在每個燈具內部安裝了獨立的CPU處理器及EEPROM數據存儲器。

在智能照明系統中，各項數據分別被保存在對應的燈具系統中，即便系統出現故障問題，也不會給其他 燈具正常運行造成影響。對于控制器，其作用就是 利用主控計算機和主控通信系統實現對照明系統宏觀 管控，把對應指令傳遞給通信系統，由通信系統將指令 分布在每個燈具中。該系統包含控制器、輸入單元和 輸出單元，其中輸入單元也就是開關、傳感器等。這些 設備可以根據建筑內部環境科學判斷，把亮度信息反 饋給輸出單元，即智能調光器，之后在計算機系統和通 信設備配合下反饋并處理相關信息。整個運行過程由 電源提供，而在斷電情況下無法正常運行。

1. 智能照明功能。智能照明系統能實現對白熾 燈、節能燈、日光燈等燈具亮度的智能化調節，滿足在 不同環境下（如大型商場、演出廳等）對照明系統的使 用要求，且根據每個區域照明需求控制亮度和照明時 間。智能照明系統也可以根據燈具使用場景進行燈光 切換，其主要由控制面板和調光系統實現，也可以讓 照明區域的燈光亮度進行自由切換。另外，在智能照 明系統中，還可以安裝自動開關并根據相關指令控制 照明系統，如在有聲音的情況下啟動照明系統，在無聲音的環境下關閉燈具。

2. 安科瑞智能照明控制解決方案ALIBUS（Acrel Lighting intelligent Bus）系統基于成熟的RS485通訊控制技術，同時創新地引入了載波偵聽和沖突碰撞檢測機制，多機間實現了實時雙向通訊，線材使用普通的屏蔽網線，一次性解決通訊與供電問題。由于其滿足相關標準，已經在建筑行業中得到了廣泛應用。在該系統初步發展階段，只能實現對燈具進行智能化控制，隨著時代發展，其控制功能變得強大，可以對建筑內各個電氣設備（如空調、電動窗簾、洗衣機、照明系統等）進行智能化控制。之前分散式控制系統功能得到了優化，如遠程控制、定時控制、延時控制等，且也具備氣象控制、感應控制等功能，給人們的工作和生活提供了便利條件。安科瑞ALBUS智能建筑控制系統在操作方面也比較方便，可以讓智能設備得到更好的維護和檢修，即只要一臺計算機系統就能實現整個系統的智能化控制。通過采用一體化控制方式，不但節省了資源，也促進了工程智能化管理水平提升，從而為我國智能照明系統改革發展提供了新方向。

2 智能照明系統的應用優勢

2.1 保證工程節能性

智能照明系統的出現滿足了提出的節能發展要求。20世紀90年代，西方為了實現節能環保發展目標，提出了綠色照明的概念，并在其他推廣，之后我國也提出滿足中國改革發展要求的綠色工程項目。在智能照明系統中，涉及和傳統照明系統相關的組成部分，如光源、燈具、電路等，與傳統照明系統相比，不同在于運行方式和管理方法。在智能照明系統中，引進了現代化技術，如通信技術、計算機技術，并在各種控制元件和控制要求下，實現了對照明系統的靈活設計，以此達到節能效果。這種照明方式借助自然光，根據對應場景調節照明設施亮度，在保證照明質量的同時，減少了資源消耗，且節電。另外，在照明系統中使用濾波技術，能夠控制諧波數量，保證照明質量，進一步提高節能效果。

2.2 延長燈具使用期限

在照明系統中，光源是比較常見的部件，如在人們生活中比較常見的光源為白熾燈和熒光燈。如果可以延長光源配件的使用期限，不僅能節約照明成本，也能減輕相關人員工作壓力，避免頻繁更換光源，從而更好地控制維修管理成本。在建筑工程中，如果電網電壓不太穩定，也可能會對光源配件的使用期限產生影響。

根據發光原理對光源進行分類，光源主要包括氣體放電光源及熱輻射光源。氣體放電光源是氣體放電產生的電源，給其使用期限產生影響的因素是電網電壓變化。如果電壓比較高，則會造成電極溫度升高，電壓下降，不利于電源正常運行，從而影響電源使用壽命。由此可知，控制電壓變化。可以延長光源使用時間。熱輻射光源則是將電能轉變為熱能的過程，即物體熱量將會達到白熾狀態而不斷發光，從而產生熱輻射光源，給其使用期限產生影響的因素在于電網電壓。隨著電壓上升，光源使用期限將不斷下降。基于此，為了延長光源使用期限，比較常見的方式在于控制照明供電電壓。

2.3 提升工作效率

為了取得良好的工作效果，保證工作效率，需要創造良好的工作環境。當前，人們生活節奏較快，忙于生計，每天從事各種活動，而工作環境的氛圍將會對人們的工作效率產生直接影響。照明是工作環境中重要的一部分，在營造工作氛圍方面發揮著重要意義。在辦公場所內，合理使用光源燈具，不但能夠起到美化工作環境的效果，也能保證照明質量，營造舒適且安逸的工作氛圍。例如，傳統鎮流器熒光燈在運行中，其工作電源閃動頻率一般在100 kHz，該頻率容易造成人的視覺疲勞，從而影響工作效率和質量。通過使用智能照明系統，能夠將該問題科學處理，因為其內部安裝的電子鎮流器可以對閃動頻率進行科學把控，讓其控制在70 kHz之內，不僅可以減輕人的視覺疲勞，也能讓人的視覺體驗更加舒適。除了上述優勢，智能照明系統還具備其他優勢。例如，讓照明效果更具多樣化，不僅能滿足照明要求，也能發揮裝飾作用，讓建筑內部環境變得更加靈動和多樣，且讓人們從中獲得良好的體驗。智能照明控制系統中重要的部件為計算機，其內部保存了大量信息，程序在運行中不會發生錯誤，能夠有效規避傳統照明系統人工變換操作問題，且讓操作更加穩定與安全。同時，其所有電路控制都在控制箱內，有效規避了人工操作產生的觸電風險。

3安科瑞智能照明控制系統

3.1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。

3.2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。

3.3系統結構

3.4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或三方集成平臺接口，采用modbus、opc等方式。

3.5設備選型

4 結語

在建筑電氣工程中，相關人員應靈活掌握智能照明系統設計思路和方法，對智能照明系統進行科學規劃。在實際設計中，除了要保證建筑電氣工程設計合理，還要結合智能照明系統設計要求和具體標準，從各環節入手進行質量控制，保證智能照明系統安裝質量。與此同時，規范智能照明系統設計流程，確定線路安裝思路，實現每個環節相互對接，并在智能化技術作用下，對照明系統智能化調控，減少設備維護成本，以達到更好的節能效果。

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