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      智能照明控制系統(tǒng)在高校圖書館照明節(jié)能設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

      2017年04月20日 11:15:19人氣:7146來源:安科瑞電氣股份有限公司

      摘  要: 簡(jiǎn)要介紹了種新型的智能照明控制系統(tǒng),論述了其系統(tǒng)特點(diǎn)和系統(tǒng)組成;結(jié)合該系統(tǒng)對(duì)某高校圖書館進(jìn)行了照明節(jié)能設(shè)計(jì)。工程應(yīng)用表明,該系統(tǒng)在公共建筑節(jié)能中*。

       

      關(guān)鍵詞: 高校;圖書館;智能照明控制系統(tǒng);照明節(jié)能

       

      0  引言

          照明耗電在各總發(fā)電量中都占有很大的比例,根據(jù)2004年家*的統(tǒng)計(jì),我照明耗電約占全發(fā)電總量的10%~12%。對(duì)些照明時(shí)間較長(zhǎng)、照明場(chǎng)所較多的機(jī)構(gòu),如高等學(xué)校,其照明耗電占本單位所有耗電的約40%。因此,在保證照明質(zhì)量的提下,實(shí)施照明節(jié)能措施,可節(jié)約能源,產(chǎn)生明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

          照明節(jié)能設(shè)計(jì)是在保證不降低作業(yè)面視覺要求、不降低照明質(zhì)量的提下,減少照明系統(tǒng)中光能的損失,zui大限度地利用光能。通常使用的節(jié)能措施有以下幾種:

      (1)按照GB/T50034—2004《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的各種場(chǎng)所的照度標(biāo)準(zhǔn)、照明功率密度值。

      (2)充分利用自然光。

      (3)選用高光效、顯色性好的光源,擇配光合理、安全的燈具,推廣低能耗、性能的光源用電附件。

      (4)合理選擇照明控制方式,如采用智能照明控制系統(tǒng)等。

          目的設(shè)計(jì)中,*種和三種方法般都能達(dá)到,二種方法需要電氣設(shè)計(jì)人員和建筑專業(yè)協(xié)調(diào),并且需要考慮建筑的立面效果,實(shí)際執(zhí)行中有定難度。四種方法僅需合理采用新技術(shù),合理布置系統(tǒng),即能達(dá)到理想效果。

          目,我高校圖書館大部分仍采用傳統(tǒng)的控制方式,即在配電箱內(nèi)由開關(guān)斷路器完成。圖書館的性質(zhì)決定了其人流量較集中時(shí)間段為9:00~11:00、14:00~17:00、19:00~22:00,其余時(shí)間人數(shù)較少。圖書館的閱覽室管理員和電氣管理人員通常是分開的,因此在圖書館使用人數(shù)較少時(shí),便造成巨大的能源浪費(fèi)。2008年我南方的大雪暴露了我在能源上存在的缺陷,因此有必要進(jìn)行照明的節(jié)能設(shè)計(jì)。

         本次設(shè)計(jì)以某高校圖書館的照明設(shè)計(jì)為例,來介紹智能照明控制系統(tǒng)的應(yīng)用

       

      1 Acrel-Bus智能照明控制系統(tǒng)

      1.1 系統(tǒng)簡(jiǎn)介

      1.1.1 系統(tǒng)概述

          (1)智能照明控制系統(tǒng)根據(jù)某區(qū)域的功能、每天不同的時(shí)間、室外光亮度及本區(qū)域的用途來自動(dòng)控制照明??蓪?shí)現(xiàn)場(chǎng)景預(yù)設(shè),自動(dòng)控制、手動(dòng)控制、系統(tǒng)集中控制等功能。

          (2)照明控制系統(tǒng)是總線式控制系統(tǒng)。在系統(tǒng)中,開關(guān)、調(diào)光模塊安裝在電氣柜中,傳感器和控制面板在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行控制。聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)可多點(diǎn)控制不同的房間或區(qū)域。

          (3)智能照明控制系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)KNX協(xié)議,易地集中到*控制器。*控制器可請(qǐng)求開關(guān)、調(diào)光等功能來實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的統(tǒng)控制。

      1.1.2 系統(tǒng)的特點(diǎn)

          系統(tǒng)所采用的KNX總線標(biāo)準(zhǔn)有多家制造商支持,產(chǎn)品只要符合KNX標(biāo)準(zhǔn),就可實(shí)現(xiàn)互換性,可做到不同廠商不同產(chǎn)品間無縫兼容,便于將來的維護(hù)。

          系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是分布總線式結(jié)構(gòu),系統(tǒng)內(nèi)各智能模塊不依賴于其他模塊而能夠獨(dú)立工作,模塊之間應(yīng)是對(duì)等關(guān)系,所以系統(tǒng)可靠性高。

          實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)共同控制時(shí),不需要增加連接線的數(shù)量,系統(tǒng)內(nèi)任何點(diǎn)的控制方式,只需通過設(shè)備參數(shù)設(shè)置實(shí)現(xiàn)。

          可在iPad上實(shí)現(xiàn)智能控制,控制界面可選擇語言,可加入圖片,控制便捷人性化。

          智能照明控制系統(tǒng)可自成體系,也可通過OPC方式與BA系統(tǒng)互聯(lián)。

         系統(tǒng)維護(hù)方便,換或升級(jí)系統(tǒng)內(nèi)元件時(shí),不需要關(guān)閉整個(gè)系統(tǒng)。

         該系統(tǒng)有多種控制方式,例如可以實(shí)現(xiàn)就地智能面板控制、人體感應(yīng)控制、光線感應(yīng)控制、定時(shí)控制、場(chǎng)景預(yù)設(shè)控制及集中控制。

         該系統(tǒng)能與消防系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動(dòng),在出現(xiàn)消防報(bào)警時(shí),可由系統(tǒng)強(qiáng)制打開所有回路,方便人員疏散。

         總線元件及現(xiàn)場(chǎng)控制面板運(yùn)行在30VDC安全低電壓下。

         該系統(tǒng)中多種控制方式可靈活結(jié)合使用,使得管理方便人性化。

      1.2 系統(tǒng)的組成:

          各個(gè)控制模板通過Acrel-BUS總     線以樹形、星形或線形的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)靈活組網(wǎng)。系統(tǒng)部件從功能上可以分為:驅(qū)動(dòng)器、傳感器和系統(tǒng)元件。所有的傳感器和驅(qū)動(dòng)器都是通過總線相互連接在起。

          驅(qū)動(dòng)器:負(fù)責(zé)接收和處理傳感器傳送的信號(hào),并執(zhí)行相應(yīng)的操作,如開/關(guān)燈、調(diào)節(jié)燈的亮度。

         傳感器:負(fù)責(zé)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)操作,或探測(cè)光線、溫度等的變化,向驅(qū)動(dòng)器發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)。

          系統(tǒng)元件:系統(tǒng)元件主要負(fù)責(zé)搭建系統(tǒng)平臺(tái),如系統(tǒng)電源、線路耦合器、傳輸介質(zhì)等

       

      2 系統(tǒng)的功能

          該工程為某高校圖書館,建筑高度為42m,共7層,每層4個(gè)閱覽室,每個(gè)閱覽室面積為1000㎡,連廊面積近1500㎡,連通4個(gè)閱覽室。圖書館藏書量為200萬冊(cè)。按GB 50045-1995《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(2005年版)規(guī)定,該圖書館的負(fù)荷等級(jí)為級(jí)。閱覽室的普通照明用電按三級(jí)負(fù)荷供電,應(yīng)急照明按級(jí)負(fù)荷供電。公共走道應(yīng)急照明按級(jí)負(fù)荷供電,普通照明按二級(jí)負(fù)荷供電。因此,在智能照明設(shè)計(jì)中按不同負(fù)荷等級(jí)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

      2.1 閱覽室的照明設(shè)計(jì)

          閱覽區(qū)通常是大開間的場(chǎng)所,在實(shí)際應(yīng)用中用T5熒光燈,配用電子鎮(zhèn)流器,在燈具上做到了節(jié)能。回路劃分按以下原則進(jìn)行:

         (1)盡量按區(qū)域劃分回路,通常將個(gè)柱內(nèi)空間作個(gè)回路處理。

         (2)與窗平行的燈具盡量分為個(gè)回路,使控制系統(tǒng)可按室外照亮度情況自動(dòng)開關(guān)切換。

         (3)出入口處盡量單獨(dú)回路。

         (4)應(yīng)急照明盡量單獨(dú)回路處理。

         (5)劃分回路時(shí)盡量多,以充分利用智能控制系統(tǒng)的功能。

           閱覽室配電箱系統(tǒng)圖如圖1所示。閱覽室應(yīng)急照明應(yīng)屬于級(jí)負(fù)荷,因此采用雙回路供電,另加燈具自帶蓄電池滿足規(guī)范的要求。應(yīng)急照明設(shè)計(jì)與公共走道的應(yīng)急照明相同。

       

      圖1  閱覽室配電箱系統(tǒng)圖

       

      2.2 公共走道的照明設(shè)計(jì)

         公共走道的照明采用雙回路供電。應(yīng)急照明回路采用燈具自帶蓄電池來滿足規(guī)范的要求,蓄電池充電線在斷路器后端取得,不通過該模塊,既起到對(duì)該線路的保護(hù)作用,又滿足了蓄電池的充電線。

         由于應(yīng)急照明在火災(zāi)時(shí)需要強(qiáng)行點(diǎn)亮,因此在設(shè)計(jì)時(shí)將應(yīng)急照明和普通照明分別由兩個(gè)模塊來控制。應(yīng)急照明模塊帶AUX接口,火災(zāi)時(shí)能通過火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)傳送的消防干接點(diǎn)信號(hào)強(qiáng)行點(diǎn)亮該模塊所帶的燈具。

       

      圖2 公共走道配電箱系統(tǒng)圖

       

      2.3 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

         控制系統(tǒng)采用總線式控制布線,采用4芯屏蔽雙絞線進(jìn)行系統(tǒng)搭建。系統(tǒng)連接示意圖如圖3所示。

      圖3  燈光控制模塊連接示意圖

        

          圖例為KNX總線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D,該組網(wǎng)方式適用于樓層平面內(nèi)配電箱分散的建筑如:辦公樓、商場(chǎng)、圖書館、會(huì)展中心等。

          設(shè)計(jì)解析:

          每層的設(shè)備通過手拉手相連形成條總線。

          各樓層配電箱中的各個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊與現(xiàn)場(chǎng)智能面板和傳感器通過控制總線相連形成線路。

          驅(qū)動(dòng)模塊采用標(biāo)準(zhǔn)DIN導(dǎo)軌安裝方式;智能面板采用標(biāo)準(zhǔn)86盒安裝;傳感器采用嵌入式安裝。

          不同支線通過線路耦合器連接形成個(gè)系統(tǒng),系統(tǒng)可集中控制所有設(shè)備。

          采用智能照明控制系統(tǒng)后,系統(tǒng)可達(dá)到定的效果:

        (1)可使照明系統(tǒng)工作在全自動(dòng)狀態(tài)。通過配置“智能時(shí)鐘管理器”可預(yù)先設(shè)置若干基本工作狀態(tài),通常為白天、晚上、清掃、安全、周末、午飯等,根據(jù)預(yù)設(shè)定的時(shí)間自動(dòng)在各狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換。

      (2)每個(gè)區(qū)域都配置手動(dòng)控制面板,可隨時(shí)調(diào)節(jié)房間的工作狀態(tài)及滿意的燈光效果。照明控制系統(tǒng)可保證辦公區(qū)域和公共區(qū)域的協(xié)調(diào)工作。

       

      3 產(chǎn)品的類型

      3.1 開關(guān)驅(qū)動(dòng)器

       

       

      3.2  0-10v調(diào)光驅(qū)動(dòng)器

       

       

       

      3.3  傳感器

       

       

       

      3.4  總線電源

       

       

       

      3.5  智能面板

       

       

      3.6  干接點(diǎn)輸入模塊

       

       

       

      4  結(jié)語

          采用智能照明控制系統(tǒng)后,可使系統(tǒng)根據(jù)不同時(shí)間工作在不同的狀態(tài),達(dá)到了照明節(jié)能的目的。該系統(tǒng)可用于酒店、辦公樓等公共建筑中。目,家正在大力推進(jìn)建筑節(jié)能減排的任務(wù),相信隨著系統(tǒng)的應(yīng)用和推廣定能使建筑節(jié)能達(dá)到理想效果。

       

      參考文獻(xiàn)

      1. 中建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院.電氣照明節(jié)能設(shè)計(jì)[M].北京:中計(jì)劃出版社,2007.
      2. GB50054—2004  建筑照明設(shè)計(jì)規(guī)范[S].
      3. 安科瑞電氣股份有限公司智能照明選型手冊(cè)
      關(guān)鍵詞:控制系統(tǒng)配電箱
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