基于智能照明系统在民用建筑中的可行性研究分析

摘要：智能照明系统是电气领域中的一项新技术，其可以摆脱人为控制照明的限制，从真正意义上实现照明系统的自动化、人性化，目前该技术已广泛应用于民用建筑工程中，并取得了良好的应用成果。基于此，本文以智能照明系统为主要探讨内容，着重阐述民用建筑电气中智能照明控制系统的工作模式及功能，并对智能照明控制系统的设计要点进行了分析，详细介绍了智能照明控制系统在民用建筑电气中的用。
关键词：民用建筑；电气；智能照明控制系统；应用研究

引言：智能照明控制系统目前广泛应用于民用建筑、商用建筑及室外照明中，该系统具有智能化的特点，而且相对于传统照明系统，智能照明控制系统所需能源更少，更能体现我国节能环保的发展理念。智能照明控制系统集成了多种高新技术，如传感技术、线控技术、无线网络技术、视频监控技术等。智能照明控制系统本身具备监测环境参数照明设备状态信息的功能，可以实现对照明设备的智能控制和调节，在照明均匀度和使用效率方面都有较好的应用成果。

1.智能照明控制系统的工作模式

在民用建筑中，智能照明控制系统的工作模式主要根据不同时间段要求、亮度要求、用途要求而制定。智能照明控制系统由中央处理器、编程器、系统电源、网关、智能传感器等诸多部件构成，其中 ,控制电源有系统电源、调光控制、开关控制，基础构件主要有网关、液晶显示触摸屏、时钟管理器、编程接口、控制面板、智能传感器等 [1]。中央处理器及各个控制区域都可以通过总线连接，然后通过智能传感器实时监测外部环境的变化，并据此自动进行智能照明系统的开关控制及亮度控制，从而为民用建筑 提 供 照 明。智 能 照 明 控 制 系 统 中 的 传 感 器 可 以摆 脱 人 为 限 制，自 动 调 节 开 关，实 现 智 能 照 明 控 制系统人性化管理，同时还具有较好的节能效果。灯光亮度控制主要靠调光模块完成，当调光模块接收到中央处理器发出的指令后，调光模块会对输出电压的平均幅度进行调节，以此来完成灯光的控制工作。开关模块主要由继电器组成，其作用是控制智能照明控制系统的开启与关闭。智能照明控制系统的工作模式及工作模块并不复杂，当下的技术水平已经满足民用建筑电气要求，但是智能照明控制系统仍有较大的发展空间，相关技术人员需要继续研究开发，创造出更加智能化、自动化、人性化的智能照明控制系统 [2]。

2.智能照明控制系统的功能

2.1 中央集中控制
中央集中控制功能是整个智能照明控制系统的中央枢纽，起到接收与发出命令的作用。中央集中控制带有监控软件，为操作人员提供清晰、简单、直观的操作界面，操作人员可通过操作界面来修改智能照明控制系统的参数，如照明持续时间、最大照明亮度等，以实现智能照明控制系统的监管控制功能。
2.2 灯光亮度自动调节
智能照明控制系统的灯光亮度调节分为 2 种：一种 是 固 定 亮 度，主 要 用 于 民 用 建 筑 楼 道 中，类 似 声控照明系统，这类照明控制系统不会特意调节照明亮度，大多以固定形式存在，人们对其要求也不高，大多数情况下能满足照明需求即可。另一种是智能家居中的灯光亮度调节，这种功能更加智能化、人性化，其会根据室内亮度的不同来调节智能照明控制系统的亮度，实现自动关闭与开启，并自动调节明暗
度，也可以在用户的指令下调节明暗度，其利用计算机技术及微处理器调光控制装置，可以满足用户的各种照明需求。
2.3 场景营造随心选择
智能照明控制系统在原有黑、白、灰 3 种颜色的照明系统中增设了多种氛围灯，这些氛围灯需要用户提前设定，根据用户实际需求来选择营造的场景类型。此外，在智能家居系统中，该智能照明控制系统可与其他智能设备连接，如幕布、投影仪等，进一步营造氛围，满足客户的不同需求 [3]。
2.4 照明时间表控制
不同用户对照明系统的需求是不同的，尤其表现在照明时间上，部分用户可能会因为忘记关闭电源而浪费过多电力，造成资源损耗。智能照明控制系统可以帮助用户解决这一烦恼，用户可以设置照明系统的固定开启时间和关闭时间，以此来满足人们日常生活中对照明系统的使用需求。

3.智能照明控制系统在民用建筑电气中的应用

3.1 提高工作效率
传统照明系统采用手工控制方式，大多为一个开关控制一个或一组灯具，这一控制方式不仅容易造成能源浪费，而且很难保证灯具在规定时间内工作，经常需要进行手动操作，效率低、劳动强度大。智能照明控制系统可以通过计算机对系统内的灯具进行集中控制，自动调节照明功率和亮度，从而降低能源消耗和人工操作成本，提高了工作效率。由于智能照明控制系统采用集中管理的方式，还能避免由于人员频繁操作带来的人为错误，当人员离开时，系统会自动关闭灯具电源，避免浪费能源。另外，智能照明控制系统还具有节能功能，可以根据环境变化自动调节照明亮度和灯具功率，从而减少照明用电量。
3.2 建筑节能
在民用建筑中使用智能照明控制系统可以实现以下节能效果：通过对建筑照明系统进行调光控制，达到节约电能的目的；利用计算机对整个建筑照明系统进行集中控制，实现智能化管理；通过采用节能产品、智能照明控制系统等，减少电力消耗，降低运营成本，提高经济效益。智能照明控制系统可以对光源进行精确控制，灯具中电子元件与光源的寿命往往不成正比，智能照明控制系统可以对电子元件的寿命进行
监测和预测，自动切换到与灯具寿命相匹配的光源。同时，还可以将其作为传感器应用于实际工程中，利用采集到的数据对灯具的通断进行精确控制。这种方式不仅可以延长照明设施的使用寿命，还能降低能源消耗，对于民用建筑电气具有重要意义。
3.3 合理分配能量
在传统照明控制系统的基础上，智能照明控制系统可根据建筑物内各个区域的实际使用情况，对特定区域的照度进行实时监控，从而实现对该区域的智能化控制。同时，智能照明控制系统可以根据不同的需求，对不同的照明方式进行控制，例如：在自然光较强时，可以采取自然光，较弱时采用调光方式；在非自然光较强时，可以采取人工控制方式。此外，还可以通过调整光源亮度和色温等参数实现对灯光的智能调
节。在实际操作中，可根据不同的使用需求和具体环境选择不同的照明方式，例如：用户在工作区域使用灯光时可选择采用强光模式，在休息时则可以使用暖光、弱光等模式 [4]。
3.4 便于维护管理
智能照明控制系统不仅可以通过与计算机相连接，实现远程控制和数据管理，还可以通过设置不同的场景模式，使照明系统变得更加灵活多变。传统照明系统一般采用人工操作方式进行控制，管理人员需要通过人力手动调节照明开关，而智能照明控制系统可以通过对照度、光通量、功率等参数的监测与控制，使用户能够根据实际需要实现自动调节，既节约能源又方便管理。此外，智能照明控制系统还能在一定程度上提高建筑物的智能化水平。当建筑物出现停电等紧急情况时，智能照明控制系统能够自动切断电源，并自动启动备用电源；当建筑物的负载率较高时，智能照明控制系统能够对用电设备进行分区管理，根据不同情况选择不同的照明方式和亮度等。
3.5 延长灯具寿命
灯 具 寿 命 直 接 影 响 到 照 明 效 果 和 灯 具 使 用 寿命，在民用建筑中，由于使用环境复杂，会有各种干扰信号产生，对灯具造成一定的损坏。同时，灯具在使用过程中也会产生大量热量，如果不及时对其进行散热或散热条件不佳，将导致灯具内部温度过高，
从而加速灯具老化 [5]。传统照明系统通常采用定期检查和维护的方式，不仅浪费人力物力，而且检查和维护的难度较大。在智能照明控制系统中，可以通过传感器对灯具内部温度进行检测和控制，并进行相应处理。通过设置不同的运行模式和参数，可以在较长时间内保持灯具温度不会过高，从而延长灯具寿命。此外，智能照明控制系统还可以对灯具温度进行精确控制和调整。

4.安科瑞智能照明控制系统

4.1概述

ALIBUS智能照明产品采用RS485总线技术，技术成熟可靠，安全稳定。开关驱动器具备独立工作的能力，适用于一些中小型的项目；模块化设计，可以任意拼接扩展，同时预留I/O口以及Modbus接口，还可以满足与AcrelEMS企业微电网管理云平台进行数据交换。

4.2应用场所

适合于各类智能小区、医院、学校、酒店，以及体育场所、机场、隧道、车站等大型公建项目的照明控制需求。

4.3系统功能

1）实时检测并显示各个模块的在线状态，反馈现场受控回路的开关状态，监控界面按照楼层各分区的布局和回路列表来浏览。

2）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。

3）可以对单个照明回路实现开关控制；每个模块、楼层都有相应的模块控制开关和楼层控制开关，也可以一个模块或者整个楼层实现开关控制。

4）开关驱动器支持过零触发功能，负载（灯具）的分合操作仅在交流电过零时进行；可有效减少电磁干扰以及对电网的冲击，延长灯具与控制装置的寿命。

5）对每个照明回路可以预设掉电状态，当照明电源掉电时，开关驱动器会自动切换到预设的掉电状态；确保重新上电时灯具的开关状态是确定与可控的。

6）拖动调光控件，照明设备从0%到100%进行调光，可以对单个照明回路实现调光控制，调光总控可以对一个模块的照明回路实现调光控制，也可以对多个照明回路实现调光控制，通过图标的亮灭状态反馈现场开关的状态。

7）点击场景控件，打开或者关闭对应场景设置，软件界面上显示不同的场景模式和场景功能，通过图标的亮灭显示对应的场景状态是打开还是关闭。

8）设置定时时间，确认时间点后，对该事件点执行的动作进行设置，设置灯在设定的时间点亮或者灭。

9）系统可以通过预设的当地经纬度信息，自动计算每天的日升日落时间；根据天文时钟控制照明开关，实现日落开灯、日出关灯的功能。

10）所有定时控制计划均可下发保存至驱动模块；当上位机系统故障或模块离线时，驱动模块可以利用自带的RTC时钟维持定时控制计划的正常执行，不影响日常的照明控制效果。

11）系统结构是分布式总线结构；系统内各元件不依赖于其他元件而能够独立工作；系统内各元件可以通过程序的设定实现功能的多样性。

12）预留BA或三方集成平台接口，采用modbus、opc等方式。

4.4 产品选型

5.结论

在科学技术不断发展的新时代背景下，智慧城市建设逐渐提上日程，智能照明控制系统的应用已得到民用建筑企业的广泛关注。为了促进智能照明系统长效发展，相关人员需要合理使用智能照明控制系统，积极做好检查、维护等工作，延长控制系统使用寿命。国家也需要积极推广智能照明控制系统，实现节能减排、环保等施工理念。智能照明控制系统的未来发展也值得技术人员关注，需要继续研发该系统，将更多科学技术融入其中，不断优化智能照明系统的功能，完善其性能，为民众创造良好的居住环境，同时也为建筑企业降低运行及维护成本等，促进民用建筑企业长久发展。

作者介绍：

曹华伟，男，现任职于安科瑞电气股份有限公司

Tel:137/7441/3253（V同号）

参考文献：
[1] 蒋琪 . 民用建筑电气中智能照明控制系统的应用[J]. 中国建筑装饰装修 ,2023(5):74-76.
[2] 王琳琳 . 智能照明控制系统在电气照明节能设计中的应用 [J]. 光源与照明 ,2022(11):41-43.
[3] 房晓峰 . 智能控制系统在园林景观照明工程中的应用 [J]. 工程建设与设计 ,2022(22):84-86.

[4] 杨萌 . 智能照明控制系统的应用现状及发展趋势[J]. 设备管理与维修 ,2021(S1):147-148.
[5] 姜振华 . 日光照明与智能控制一体化照明系统技术应用 [J]. 铁路技术创新 ,2020(5):79-82.

审核编辑 黄宇