探讨绿色照明与智能照明节能控制系统应用

探讨绿色照明与智能照明节能控制系统应用

张颖姣

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801

【摘 要】随着社会经济的不断发展，人们对生活质量、环境品质越发重视。积极推广绿色智能照明，提高城市照明质量，对于改善人们居住环境意义重大。文章简要介绍了绿色照

明的基本要求、室内智能照明节能控制系统研究的基本思路，以及智能照明节能控制系统

在室内空间中的应用。

【关键字】：绿色照明；智能照明；节能控制系统。

0 引言

绿色照明指在确保建筑照明质量的前提下同时兼顾能源节约和环境保护的照明方式。目前，很多室内空间在照明设计和使用中依旧存在许多不合理现象，因此需要通过对绿色照明的普及和对智能照明节能系统进行设计，在充分满足人们对高质量光环境要求的基础上，*大限度地节约能源，并降低照明设备在生产和使用等各个环节的能源消耗。

1 绿色照明的基本要求

（1）利用高效光源。绿色照明工程范围十分广泛，除了获取高效光源外，还包括研发和推广应用优质高效的照明器材及与灯具、光源配套的电器附件等。

（2）重视环保节能。节能降耗是绿色照明的重要方面，通过照明节电和基于资源的有效循环利用才能减少电能消耗，减少燃煤燃气消耗，并减少有害气体的排放。

（3）统筹兼顾。节能降耗在绿色照明工程，是在传统意义上减少用量的基础之上，进行更高层次的改善，*大限度地提高照明质量和视觉环境，这就要求在照明系统设计、设施器材制造、运行维护管理等方面进行统筹兼顾，充分运用现代科技手段提高照明工程水平。比如，制订出科学合理的整体方案，根据实际情况选择合适的照度和照明方式；择优选择光源和灯具；制订对应的运行维护方案和管理措施，尽可能地将绿色照明系统的作用发挥出来。

2 室内智能照明节能控制系统研究的基本思路

2.1 室内空间照明节能系统概念。

所谓室内空间照明系统，是依据不同建筑室内空间环境中所需照度，正确选用照明方式与灯具类型来为人们提供良好的光照条件，使人们能够获得*佳的视觉效果，同时还能够获得某种气氛和意境，增强室内空间表现效果及审美感的一种设计处理手法。

2.2 智能照明节能控制系统的技术特点。

传统控制采用手动开关，而智能照明控制通常是采用低压二次小信号控制，与传统控制相比智能照明节能控制系统具有强大的控制功能、多种不同的方式、广阔的范围、高度的自动化及先进的记忆功能，通过对实现场景预设置后，系统便可以产生记忆，在操作时只需轻触控制面板上相应的按钮，即可启动相应场景的灯光模式，返回键即可将各照明回路切回初始的自动变换的状态。

智能照明节能控制系统中的调光功能，可以随着人们生活场景的变化智能调节光源的光通量大小及色温范围，为人们提供更加灵活的光环境。

智能照明节能控制系统可实现能源管理自动化，减少浪费。现阶段，大部分人的节能环保意识比较差，人为造成的电能大量浪费的现象依然普遍存在，一些人没有养成随手关灯的好习惯，房间没人的时候灯依旧长亮，而智能照明节能控制系统可以利用分布式网络的手段，通过一台计算机控制一栋楼的电源，如此一来该系统既能分散控制又能集中管理的优点被充分发挥出来。

2.3 智能照明节能控制系统的分析。

室内空间自然光线强度的变化。室内空间应该将自然光充分地利用起来，这样既能够达到节能灯减耗的目的，又能够创造相对稳定的视觉环境，将光线感应装置应用到智能照明节能控制系统开关中，将测定工作面的照度和设定值进行比较制成照明开关，便可以充分利用室内空间的自然光，并且不会受季节、气候等外部因素的影响。值得注意的是，虽然靠近窗户的地方自然光照强度比较高，人工照明提供的照度相对比较低，但是合成的照度还是应该维持在设计照度的范围内。智能照明节能控制系统的情景模式中可以根据不同的视觉需求转换，但是亮度空间维持在预设的设计照度值水平内。

空间光效的衰减。传统的空间光效初始照度一般设置得比较高，因为在对建筑物照明进行设计时，设计师一般都会优先考虑灯具的效率及房间墙面反射率是否会随着时间的推移出现衰减及衰减程度。这种设计常常会导致建筑照明在使用过程中照度出现不一致的现象，另外设计的照度偏高会直接导致能耗增加。采用智能照明节能控制系统后，系统根据不同自然光源环境开启预先设置好的标准亮度，维持照明区域恒定的光照度，而且还不会因为灯具效率的降低、墙面反射率的衰减而出现明显差异。

空间活动内容的转换。空间活动内容的转换是一个动态的过程，要求同样的一套照明装置需要在不同的时刻有着不同的表现，作业的照明条件会随着不同场景、不同活动内容而发生变化。因此，采用智能照明节能控制系统既可以满足控制简便、灯光氛围与活动内容搭配达到*佳的要求，又可以实现 20%～50%的节能及延长灯具寿命 2～4 倍的效果。传统照明需要大量的配电控制设备，这些配电设备大部分在智能照明节能控制系统中都被节省下来，简化和节省了大量的穿管布线的工作，在一定程度上降低了施工成本。除此之外，智能照明系统的情境预设功能，可以为人们在不同场景中都可以处在*舒适的照明状态，不仅保证了人的身心健康，还能够获得提高工作效率的潜在价值回报。

3 智能照明节能控制系统在室内空间中的应用

3.1 智能照明节能控制系统设计、安装流程图如图 1 所示。

3.2 住宅空间智能照明节能控制系统设计举例。

3.2.1灯光的选择

建筑照明系统在选择光源的环节，结合建筑物的采光情况及实际需求进行科学合理的规划，保证既可以满足照明需求，还能够*大限度地实现节能效果。LED 作为一种绿色照明光源，具有效率高、能耗低、寿命长、光色丰富、响应快的优点，在全球范围内得到推广应用，因此智能照明节能控制系统尽量选择使用LED节能光源。

3.2.2 灯光线路设计与智能控制灯

光线路设计需与智能照明节能控制系统相关联，可以根据平常的使用习惯配置灯光的控制，比如可以在客厅、卧室等经常活动的空间配置总控面板，这样方便全屋灯光的设置和控制。还可以在手机上装上相应的远程控制系统，实现对灯光或场景的远程控制。在室内空间的一些特殊部位如过道、楼梯，可以通过采用人体感应、声控、光控及智能化控制等手段，减少照明灯具的开启时间，合理地采用照明控制技术，可以比传统照明技术降低 40%～80%的能耗[6]。智能照明节能控制系统还能够实现对灯光的灵活调节，淡入淡出是*常见的调光输出功能。可通过设定淡入淡出时间，实现 0～100%不同程度的灯光亮度来调节居住空间。比如由暗变明的过程适合 应用在卧室，这可以规避起夜时突然的强光直射眼睛引起的不适应；而在玄关处通过明暗的变化可以起到很好的过渡作用。

3.2.3家居空间的智能照明情景划分

以卧室房间智能照明 节能控制系统设计为例，可以划分为以下 3 种情景模式：居家模式、起床模式、睡眠模式。居家模式：当房间需要清洁或者会客时，可以使房间处于一个全亮状态，提供高亮度的 照明。起床模式：当需要起床的时候，床周边区域灯光逐渐变亮至 50%的亮度，让人的眼睛更加舒适。睡眠模式：当智能感应探头探测到有人起床上厕所的时候会自动开启床边的微弱灯光，如此一来，既保证了人的安全，又不会破坏人的睡眠环境。

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 系统结构

4.4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或第三方集成平台接口，采用modbus、opc等方式。

4.5 设备选型

名称	型号	功能			备注
安科瑞智能照明控制系统	ALIBUS	可通过控制面板、人体感应、照度感应、微波感应、上位机系统、触摸屏、手机、平板端等多种控制终端实现灵活多样的智能化控制
名称	型号	上行	下行	外形尺寸	备注
智能通信管理机	Anet-1E1S1	1路以太网	1路RS485	140*90*50
智能通信管理机	Anet-1E2S1	1路以太网	1路RS485	140*90*50
智能通信管理机	Anet-2E4S1	2路以太网	4路RS485	168*113*54
智能通信管理机	Anet-2E8S1	2路以太网	8路RS485	168*113*54

名称	型号	负载电流	安装方式	外形尺寸	备注
4路开关驱动器	ASL220Z-S4/16	16A	导轨式	144*90*70	1.控制火线 2.每回路额定电流16A 3.磁保持继电器 4.延时控制 5.电流检测 6.定时控制
8路开关驱动器	AS220Z-S8/16	16A	导轨式	216*90*70	1.控制火线 2.每回路额定电流16A 3.磁保持继电器 4.延时控制 5.电流检测 6.定时控制
12路开关驱动器	ASL220Z-S12/16	16A	导轨式	288*90*70	1.控制火线 2.每回路额定电流16A 3.磁保持继电器 4.延时控制 5.电流检测 6.定时控制
16路开关驱动器	ASL220Z-S16/16	16A	导轨式	360*90*70	1.控制火线 2.每回路额定电流16A 3.磁保持继电器 4.延时控制 5.电流检测 6.定时控制
8路调光驱动器	ASL220Z-SD8/16	16A	导轨式	360*90*70	1.控制火线 2.每回路额定电流16A 3.磁保持继电器 4.延时控制 5.0-10V调光

名称	型号	性能	安装方式	外形尺寸	备注
红外感应传感器	ASL220-PM/T	3-5m 120°	嵌入式吸顶	φ80	开孔55mm
微波感应传感器	ASL220-RM/T	5-7m 120°	嵌入式吸顶	φ80	开孔55mm
微动感应传感器	ASL220-PR/T	5-7m 120°	嵌入式吸顶	φ80	开孔55mm
IP网关	ASL200-485-IP	ALIBUS net/IP	导轨式	14*28*39	系统组网元件 监控软件接口设备
1联2键智能面板	ASL220-F1/2	2组控制指令	86盒	86*24*86	开关 调光 场景
2联4键智能面板	ASL220-F2/4	4组控制指令	86盒	86*24*86
3联6键智能面板	ASL220-F3/6	6组控制指令	86盒	86*24*86
4联8键智能面板	ASL220-F4/8	8组控制指令	86盒	86*24*86

5 结束语

选择绿色智能的照明方式，不仅能为人们创建出舒适节能的生活环境，还能够促使建筑照明节能设计的水平不断提升。绿色照明是今后节能设计工作的重点工作，也是照明领域未来 发展的趋势，因此研究室内智能照明具有极大的现实意义照明。起床模式：当需要起床的时候，床周边区域灯光逐渐变亮至 50%的亮度，让人的眼睛更加舒适。睡眠模式：当智能感应探头探测到有人起床上厕所的时候会自动开启床边的微弱灯光，如此一来，既保证了人的安全，又不会破坏人的睡眠环境。

参考文献:

［1］.杜异．照明系统设计［M］．北京：中国建筑工业出版社，2002．

［2］.彭妙顾．现代灯光设备与系统工程［M］．北京：人民邮电出版社，2006．

［3］.张绍纲．绿色照明工程实施手册［M］．北京：中国建筑工业出版社，2003．

［4］.李化东，吴明光．具有远程和本地控制功能的 DALI 智能照明控制系统［J］．

现建筑电气，2010（1）：18-22.

［5］.李起伟．浅析智能照明控制系统的优势及其应用［J］．才智，2010（4）：42．

［6］.高飞，郑炳松．中国绿色照明工程发展与实施回顾［J］. 照明工程学报，2016，27（4）：1-7

［7］.安科瑞企业微电网设计与应用手册.2022.05．

［8］杨鑫泉，丁杨.浅谈绿色照明与智能照明节能控制系统

审核编辑 黄宇