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      淺談智能照明控制系統在大型會展建筑的應用

      發表時間:2020-09-10  |  點擊率:188
        程志芳
       
        安科瑞電氣股份有限公司  上海嘉定  201801
       
        【摘要】本文結合福州海峽會展中心的建筑及功能特點,簡述EIB/KNX智能燈光環境控制系統在該會展中心的設計應用,并在方案中實現智能照明控制與消防聯動。
       
        【關鍵詞】EIB/KNX;智能燈光控制;照明控制;大型會展建筑
       
        1 項目概況
       
        福州海峽會展中心由兩個展館和會議中心組成,建筑綜合體布局呈“V”字形??偨ㄖ娣e約38萬平方米,其中地上23萬平方米,地下15萬平方米。設置有展館、洽談、辦公、餐飲、服務辦公等區域。會展中心區范圍大,功能區域多,不同區域對燈光控制需求差別大,但對照明智能化要求高,本方案分會議樓、東展館、西展館、廣場景觀四部分進行燈光控制設計。
       
        2 控制區域功能及實現方式描述
       
        2.1 會議樓
       
        2.1.1 公共走道區域
       
        本區域采用定時、光線感應的聯動控制和中控電腦集中控制相配合的方式。公區走道,在上班期間關閉所有燈光,并利用光感探測在光線變暗時可自動將設定部分燈光打開。在下班時間2h內,借助時間控制系統定時打開30%的照明,并結合與光線亮度值的邏輯判斷,提前或推遲適宜數量的燈具開啟,既滿足人們視覺照度的要求又實現節能的人性化控制。其余時段系統自動調用無人模式,將燈光全部關閉,免去工作人員因忘記關燈而引起的不必要浪費。在現場配電間安裝控制面板,可在特殊情況出現或檢修時進行手動控制。
       
        2.1.2 貴賓電梯廳
       
        在貴賓電梯廳安裝智能移動探測器。當移動探測器檢測到有人來到電梯廳時,通過與光感的邏輯判斷,如果光感不能滿足視覺的照度需求,則自動將調光燈逐漸亮至80%。當人們離開時,延時關閉調光燈,并計算此處電梯廳人流量的大小,決定燈光延時開閉時間。上班期間,由于人流量頻繁,在照度值不夠的情況下調光燈不關閉。下班期間,若半小時內都無人經過,則關閉調光燈,直至下次有人時再次開啟。移動感應探測器,還可以根據人員走的方向,開啟相應的燈光。比如當人們出了電梯廳向右走,那么移動感應探測器,就可以開啟電梯廳右邊走道的燈光。
       
        2.1.3 貴賓休息室
       
        貴賓休息室是辦公樓中的重要區域。貴賓接待室的智能燈光控制,要體現典雅、高檔、富于個性的特點;設計中還要與裝潢設計相結合,并需考慮環保、智能、節能的需要。貴賓接待室通過智能面板開關,根據預設的燈光效果,組成不同的燈光場景。接待模式:當有貴客白天到來時,按下接待模式,燈光打開30%的照明;接待人員與貴客相談甚歡,天氣漸晚,光線感應探測器探測到光線逐漸變暗,自動將調光燈緩慢調至60%的照明,當室外完全變黑時,調光燈自動調至高80%的照明,其他燈光打開60%的照明;清掃模式:保潔人員進行清掃前,只需打開基本的照明既可,按下清掃模式按鈕,自動打開一路節能照明燈。全關模式:當人們離去時,按下全關模式,此時所有的燈光關閉。當保潔人員傍晚進入房間清掃,按下清掃模式,燈光自動打開30%的照度?,F場面板:可單獨開閉或調光,也可以就地進行場景變換,方便工作人員操作。并具有防誤按功能,避免在重要時刻人為誤碰導致突然改變現場的燈光場景。智能面板:可預設4種燈光效果,組合成不同的燈光場景。當需要改變燈光場景時,只需按一下按鍵就可以實現。
       
        2.1.4 會議室
       
        會議室主要用于舉辦各種大型會議和重要的對外活動的場所,通過場景預置來控制和組合會議室內的燈光。會議進場模式根據設計要求在來賓進場的時候開啟全部燈光,營造熱烈隆重的氣氛。會議模式:在開啟會議模式后,程序關閉周邊的光源和開啟主席臺一側的射燈調光燈,本過程時間可以根按需求進行調整,目的是通過燈光的變化引導與會人員把注意力集中在主席臺上,在周邊燈光緩緩變暗的同時,與會人員也結束了會前的交談。這兩個場景的變換過程是漸進式的,避免傳統方式下人工關閉的時間不統一會造成忽明忽暗帶來的不適感,進而影響會議的質量,而本方案正好避免這種缺陷。
       
        退場模式:退場時首先開啟調光燈,待亮度達到75%以上時依次開啟其他燈光,這樣的過程讓在場人員很舒適地度過明適應。全場的燈光和氣氛很熱烈,大家仍舊可以討論這會議內容或交談或攝影留念。全關模式:為方便管理者使用在退場后確認場內無人后,一鍵可以關閉所有的控制設備,包括室內的燈光、調光燈。
       
        2.2 東、西展館區
       
        2.2.1 車庫照明
       
        白天在上下班車流高峰期,打開60%的照明,能緩解視覺疲勞;當車流量較小時,只打開30%的照明。晚上車流量處于一天中很小的時候,只打開15%的照明。繁忙使用時期,開動排氣扇;非繁忙時,間歇性開動排氣扇,以達到節能的效果。在停車場的出路口,設置光線感應探測,室外光線強烈時,打開60%的照度。室外光線不太強烈時,打開路口出處30%照度以緩解駕駛人員對室內外光線變化的適應,車庫管理員可根據現場面板進行分區控制。并安裝移動感應探測器,當有車輛駛入、駛出車庫時,相應區域的燈光打開。當車輛停泊或駛離適當時間后,燈光自動關掉,使燈光的控制更為人性化。與消防系統聯動:出現消防報警時,強行打開全部抽風機,關閉正常照明,啟動緊急照明控制,顯示逃生路線。
       
        2.2.2 餐廳
       
        餐廳在中午時段人流量大,此時自動打開30%照明。設置光線感應探測器聯動控制,遇到中午出現下大雨或是陰天的情況下,如果探測到光亮度低于200Lux時,打開餐廳內60%的照明。這樣通過智能化的控制,讓就餐者不會因為天氣的突變帶來不舒適的感覺。13:30到17:00只開一路或全部關閉照明,節省能源。20:00到21:00自動調用清掃模式,打開30%照明,保證保潔人員的清掃工作。23:00到此07:00只開一路或兩路照明。當有展會時運營時間延長時,可通過現場面板對燈光進行手動控制。
       
        2.2.3 公共走道區域
       
        公共走道區域,采用定時、光線感應的聯動控制和中控電腦的集中控制相配合的方式。公區走道,在白天上班期間關閉所有燈光。此期間通過光感探測自動控制燈光,當光線變暗時可自動將部分燈光打開。在下班后2h內,通過時間控制定時打開30%的照明。并通過與光線亮度值的邏輯判斷,提前或推遲燈光開啟的數量,既滿足人們視覺照度又達到節能的人性化控制。其余時間系統自動調用無人模式,燈光全部關閉。免去工作人員因忘記關燈而引起的不必要浪費?,F場配電間安裝控制面板,可在特殊情況或檢修時進行手動控制。
       
        2.3 室外景觀/路燈照明
       
        根據實際需求,通過集中控制實現建筑物的景觀照明。夜幕降臨時,打開建筑物的景觀照明。深夜定時關閉大部分照明,只留下少量基本照明、路徑照明等,拂曉時分系統自動關閉剩余的燈光。景觀照明的控制時間可以由使用者自由修改。平時景觀照明通過集中控制的定時設置進行自動控制,也可采用現場面板進行手動控制。如在上半夜期間(即19:00至23:00),自動打開全部景觀照明;在下半夜期間(即23:00至5:30),自動打開 20% 的景觀照明;節假日期間,在18:00至02:00時段,景觀照明全開;在02:00 至 05:00 時段,自動打開40%的景觀照明。
       
        3 方案分析
       
        該工程對整個智能燈光控制系統的舒適性、節能性、靈活性、經濟性、安全性要求比較高,除了滿足現場直接控制燈光的需求外,還需要將會議樓與兩個展館綜合成在一個系統內,對系統的穩定性,擴展性、先進性要求特別高。所以選用KNX智能建筑控制系統,該系統匯集了技術前身為歐洲安裝總線(EIB)、歐洲住宅系統(EHS)及BatiBUS 20年的知識經驗。系統為分布式控制系統,采用模塊化結構及標準化組織 ISO 的標準 OSI 模型通信協議,其使用的內部協議全部公開,并且可在網上進行下載,可與各種樓宇系統進行連接,并適合各種建筑結構的特點,只需一條總線(2*2*0.8的雙絞線)即可將每個區域的照明配電箱聯在一起來實現智能控制。每個樓層可以獨自運行,不需要控制主機進行干預,也可以將總線拉到設備房與 BMS系統進行連接,即可對照明系統進行集中監視和遠程控制,也可以查看整個會展中心的大廳、大會議室、電梯廳、公共通道、展館、景觀等區域的燈光的運行情況,并可在電腦上進行各種操作控制。也可以不接入電腦,僅在設備房放置的智能面板即能實現集中遠程控制。同時在每個控制區域設置就地控制智能面板,可實現就地控制和操作。
       
        4 安科瑞智能照明控制系統
       
        4.1系統簡介
       
        Acrel-BUS智能照明控制系統,是基于KNX總線技術設計的控制系統。KNX總線技術起源于歐洲,是在EIB,Batibus和EHS這三種住宅和樓宇的總線控制技術上發展起來的,其中EIB(European Installation Bus,歐洲安裝總線)是該總線技術的主體。
       
        Acrel-BUS智能照明控制系統采用標準的2*2*0.8EIB BUS總線(即KNX總線)作為總線線纜,將所有的智能照明控制模塊連接到一起并組成一套完整的控制系統,既可實現照明燈具的遠程集中控制,又可實現就近控制功能。該系統理論可連接控制模塊數量達580000多個。
       
        安科瑞智能照明產品種類齊全,方案完善。用戶可通過控制面板、人體感應、照度感應、微波感應、上位機系統、觸摸屏、平板端等多種控制終端實現靈活多樣的智能控制,特別適合于各類智能小區、醫院、學校,以及體育場所、機場、隧道、車站等大型公建項目的照明系統。
       
        4.2系統工作原理示意圖
       
      4.3產品選型
       
        4.3.1開關驅動器
       
        用于對設備進行開關控制的驅動器,具有延時、預設、邏輯控制、場景、閾值開關等功能,電氣參數如下:
       
      4.3.2調光驅動器
       
        2路0-10V調光器,可對每路進行回路開關控制并輸出 0-10V 調光信號對具有 0-10V 調光接口的燈具進行調光,具有開關、場景、狀態反饋等功能,電氣參數如下:
       
      4.3.3傳感器
       
        傳感器是一種能感受外界信號、物理條件(如光、移動)的設備裝置,并將感應的信息傳遞給其它設備裝置(如調光器、開關驅動器),電氣參數如下:
       
      4.3.4總線電源
       
        KNX/EIB 系統標準供電電源,為總線提供電壓640mA 輸出電流,至多可以為 64 個設備供電,帶總線復位、 過流指示和短路保護。標準導軌安裝,電氣參數如下:
       
      4.3.5智能面板
       
        用于接受按鍵觸動信號,可通過區分短按與長按并結合不同參數配置實現開關、調光、場景、窗簾控制、調溫、報警等功能,電氣參數如下:
       
      4.3.6干接點輸入模塊
       
        用于接受外部干接點信號輸入,可通過不同參數配置實現開關、調光、場景、窗簾控制、調溫、報警等功能,電氣參數如下:
       
      4.4系統功能
       
        (1)光照度(需要配照度傳感器)監測,對利用自然光照明區域,根據自然光照度變化,進行照明控制和調節,滿足照明和節能要求;
       
        (2)公共區域、走廊、通道、門廳、電梯廳等的照明,應設置紅外或微波類人體感應器,并結合智能控制面板,實現各種場景照明控制,盡可能較少燈具點亮時間;
       
        (3)樓梯間照明采用人體感應探測控制;
       
        (4)設備房、設備房走道采用分組就地控制;
       
        (5)室外路燈、景觀等照明采用光照度控制結合時控的集中控制方式;
       
        (6)監控系統界面友好,畫面美觀,實時顯示各區照明工作狀態;
       
        (7)應具有完善的用戶權限管理功能,避免越權操作;
       
        4.5系統應用領域
       
      4.6系統的控制優勢
       
        (1)系統可通過、觸摸屏、電腦對現場的燈光、空調及窗簾等進行遠程集中控制,使得控制更加方便智能,用戶體驗更好;
       
        (2)系統中控制模塊均工作在直流30V安全電壓下,用戶操作更加安全、舒適;
       
        (3)系統在實施過程中,充分結合自然光及人員的活動規律來自動控制燈光,減少能源消耗,達到很好的節能效果;
       
        (4)系統采用分布分布式KNX總線結構,搭建簡單靈活,系統內各模塊互不影響,可獨立工作,可靠性更高;
       
        (5)多種控制方式可供選擇,如本地控制,自動感應控制,定時控制,場景控制和集中控制等,控制方式更靈活;
       
        (6)系統的自動控制、遠程集中控制等功能,在實現自動化的同時,大量減少了值班人員,提高了管理水平和工作效果;
       
        (7)升級系統內控制模塊或更改系統功能時,無需增加連接線,不需關閉整個系統,只需更改設備參數即可實現,維護方便,操作簡單;
       
        (8)系統可與消防系統聯動,在出現消防報警時,強制打開應急回路,方便人員疏散,從而降低了人員傷亡的風險,提高了建筑的安全性。
       
        4.7安科瑞組網方案
       
        智能照明控制系統組網方式靈活,擴展方便,當系統模塊數量較少、距離較近、范圍較小時,各設備以樹形枝狀延伸,構成支路系統智能照明控制系統;當系統模塊數量較多、距離較遠、范圍較大時,用支線耦合器組成多條支路,構成區域智能照明控制系統;當系統模塊數量很多、距離很遠、范圍很大時,用支線耦合器、區域耦合器等構成樓群智能照明控制系統。
       
      5 結語
       
        福州海峽會展中心的照明控制采用技術成熟的監控管理系統,充分體現了全分布式建筑現場總線控制系統的優勢。通過綜合布線網絡,控制主干線解決了展館區域較大、控制點較多、配電間分散及控制要求復雜的問題;通過照度傳感器、時間控制等各種控制元素,更大程度地節約了照明用電量,降低了會展中心的維護運營成本,真正做到了科學管理和有效節能,為高大空間的照明控制系統提供了一個很好的案例。
       
        參考文獻
       
        [1]馬少華.樓宇設備自動化控制[M],北京:中國水利水電出版社.
       
        [2]閆波,楊林場,彭建軍,楊國冰.淺談EIB/KNX智能燈光控制系統在大型會展建筑的應用.
       
        [3]安科瑞企業微電網設計與應用手冊2019.11版.
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