智能化建筑中的照明监控系统

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  摘 要:电气照明是建筑物的重要组成部分。照明还可以烘托建筑造型、美化环境的效果。工作场所照明质量的好坏直接影响人们的工作效率和视力保护。另外,据统计,建筑照明的耗能量占建筑总耗能的20%左右,如何做到 既保证照明质量又节约能源,是照明控制的重要内容。照明的智能控制,能够实现既能满足人们的需要又能达到节能的目的。本文从照明控制原理,智能建筑对照明系统的要求、照明监控系统组成、照明系统监控功能等四个方面对智能建筑中的照明监控系统进行了简单分析阐述。
  一、照明控制原理
  正确的控制方式是实现舒适照明的有效手段,也是节能的有效措施。目前设计中常用的控制方式有跷板开关控制方式、断路器控制方式、定时控制方式、光电感应开关控制方式和智能控制方式,下面对各种控制方式逐一加以介绍。
  (1)跷板开关控制方式
  该方式就是以跷板开关控制一套或几套灯具的控制方式,这是采用最多的控制方式。该控制方式线路繁琐、维护量大、线路损耗多,很难实现舒适照明。
  (2)断路器控制开关
  该方式是以断路器控制一组灯具的控制方式。此方式控制简单,投资小,但由于控制的灯具较多,造成大量灯具同时开关,在节能方面效果很差,又很难满足特定环境下的照明需求,因此在智能楼宇中应谨慎采用该方式,尽可能避免使用。
  (3)定时控制方式
  该方式是以定时控制灯具的控制方式。该方式可利用BAS的接口,通过控制中心来实现,但该方式灵活性较差,遇到天气变化或临时更改作息时间,就比较难以适应,一定要通过改变设定值才能实现,显得非常麻烦。
  还有一类延时开关,特别适合用在一些短暂使用照明或人们容易忘记关灯的场所,使照明点亮后经过预定的延时时间后,自动熄灭。
  (4)光电感应开关控制
  光电感应开关通过测定工作面的照度与设定值比较,来控制照明开关,这样可以最大限度地利用自然光,达到更节能的目的。也可提供一个不受季节与外部气候影响的相对稳定的视觉环境。特别适合一些采光条件好的场所,当检测的照度低于设定值的极限值时开灯,高于极限值时关灯。
  (5)智能控制方式
  在智能楼宇中照明控制系统将对整个楼宇的照明系统进行集中控制和管理。本小节重点讲智能控制方式。
  二、智能建筑对照明系统的要求
  智能建筑中,照明监控系统的任务可以分为两个方面,一是为了保证建筑物内各区域的照度及视觉环境而对灯光进行的控制,即环境照度控制;二是以节能为目的的对照设备进行的控制,以期实现最大限度的节能,即照明节能控制。
  (一)环境照度控制
  智能建筑中的视觉环境必须与建筑师的总体构思相符合,应当与室内的色彩、家具环境相协调。除了在设计时确定灯具及布置和照明方式外,还必须对光源(灯具)进行控制。在智能化照明系统中,通常采用以下方法对环境照度进行控制:
  (1)定时控制
  这种方式是事先设定好各照明灯具的开启和关闭时间,以满足不同阶段的照度需要。由于采用计算机系统作为监控装置,通过在监控站设定,所以很容易实现这种方式。但是,这种方式灵活性较差,如遇到天气变化或临时更改作息时间,则必须修改时间设定程序,不够方便。
  (2)合成照度控制
  这种方式根据自然光的强弱,对照明灯具的发光亮度进行调节,既可充分利用自然光,达到节能的目的,又可提供一个基本不受季节和外部气候影响的、相对稳定的视觉环境。
  (二)照明节能控制
  从节约能源角度出发,需要根据一定的外界情况及预定的控制规律对照明灯具进行开启/关断控制,有下面三种方式:
  (1)区域控制
  将照明范围划分为若干个区域,在照明配电盘上对应于每个区域均设有开关装置,这些开光装置接收照明控制DDC系统得控制。这样,就可根据不同区域的使用情况合理地开启、关闭该区域的照明灯具,对于那些未使用的区域可以用指令及时地进行关断控制,以达到节能的目的。
  (2)定时控制
  对于那些有规律的使用场所,以一天为单位,设定照明控制程序,自动地定时开启、关断照明灯具,防止灯具长期点亮带来的能源浪费。
  (3)室内检测控制
  利用光电、红外等传感器,检测照明区域的人员活动情况,一旦人员离开该区域,照明监控DDC系统则依照程序中预先设定的时间延时,待人员离开该区域一段时间后,自动切断照明配电盘中相应的开关装置,达到节能的目的。
  三、照明监控系统组成
  照明监控系统原理图如图1所示。
  (a)照明监控原理示意图(b)照明控制箱接线原理示意图
  其中,室外天然光传感器等检测元件将各部位检测的相关值送到DDC的模拟输入点(AI),各照明开关的状态送到DDC的数字输入点(DI),而DDC的输出信号(DO) 控制照明开关。
  在照明控制电路图3-20(b)中,通过交流接触器1KM~nKM控制照明回路的关断,如庭院照明回路、走廊照明回路等,在控制方式上,可以通过手动和自动两种方式控制回路的供电。在自动方式下,现场控制器DDC根据上位计算机的指令或DDC本身控制规律(如定时控制)的结果,通过中间继电器KA1~Kan的控制,来实现照明回路的供电控制;另一方面,通过将操作开关1WM~nWM的辅助触点接入DDC,对控制柜中操作开关1WM~nWM 的状态进行监测,同样,通过将控制照明回路的接触器1WM~nWM的辅助点接入DDC,对照明回路的供电状态进行监测。DDC的监控示意图如图3-20(a)所示。
  四、照明系统监控功能
  通常,对照明系统的监控包含以下三方面:
  (一)监控对象
  (1)室内照明:大厅、走廊、会议室等处的照明。
  (2)户外照明:泛光照明、广告灯、喷泉灯、庭院灯、航空障碍灯等照明。
  (二)监控内容
  监控内容包括供电回路状态、累计各种照明的工作时间。
  (三)控制方法
  (1)按照预先设定的时间表,自动监控室内、户外照明开关的开启和关闭。
  (2)室内照明在人流高峰期时,打开全部灯光,晚间打开部分灯光,夜间打开少量灯光,紧急情况下打开事故照明灯光。
  (3)室外照明可根据室外照度自动控制其调光器,调整室外照明度。
  (4)泛光照明、广告灯可根据要求分组控制,产生特殊效果。
  (5)障碍灯应根据要求进行闪烁控制。
  (6)报警,供电回路故障报警。
  (7)显示、打印、状态报警,并列出设备保养及维修报告。
  
  参考文献
  [1]姚虹华主编.物业管理实务.重庆:重庆大学出版社,2005
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  [5]王友华,王一翌.物业管理创优考评指南.广州:中山大学出版社,2002
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