KNX智能照明系統(tǒng)在大型建筑辦公樓的應用

     李茫茫
    安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定  201801

     
    摘要:簡要介紹了KNX智能照明系統(tǒng)的組成,以某項目為例介紹了KNX智能照明系統(tǒng)的應用,闡述了智能照明系統(tǒng)在辦公樓類建筑應用的便利性和節(jié)能性。 
     
    關鍵詞:智能照明,便利性,節(jié)能
     
    1、系統(tǒng)簡介
            KNX照明管理控制系統(tǒng)主要應用于辦公大樓、酒店等建筑,在打造現(xiàn)代化的辦公環(huán)境的同時也能夠實現(xiàn)一定的節(jié)能。
    1.1系統(tǒng)組成
           a.開關驅動器。安裝在照明配電箱內,適用于照明回路的通、斷控制,本系統(tǒng)采用的開關驅動器分為4 路執(zhí)行器和8路執(zhí)行器,即可控制4路或8路照明回路,每回路電流為16A 或20A 。
           b.感應器。人體感應器和照度感應器安裝在燈具現(xiàn)場,可壁裝亦可吸安裝。人體感應器主要應用于博物館、辦公樓走道等,當有人經過時點亮燈具;照度感應器應用于可調光場所,通過控制燈具照度值來實現(xiàn)不同場景及節(jié)能的需要。
          c.調光控制器。應用于有調光要求的場所的照度控制,節(jié)能燈、熒光燈、LED燈等適用,燈具需配置相應的調光整流器。
    1.2 系統(tǒng)功能
          通過程序設定能夠自動控制現(xiàn)場燈具的開關數(shù)量、照度標準、場景變化等。增加配件還能實現(xiàn)如:電動窗簾、室內恒溫、大門和路障等其它功能。
     
    2、工程實例
          某項目建筑面積4萬余㎡,地上10 層,地下l層,樓內房間主要為辦公室和實驗室。
    在圖紙的初步設計階段,筆者采用的是傳統(tǒng)燈具加蹺板開關的組合后參觀了某智能化大廈,對智能照明系統(tǒng)有了形象、直觀的認識。結合本項目特點和業(yè)主協(xié)商后確定,在本樓每層公共走道和2層400人報告廳分別設智能照明系統(tǒng)控制。
    2.1 公共走道(走道平面布置見圖1)
    圖1 走道面布置圖
            樓內公共走道寬 2.3m,吊高2.6m,吊材料為600*600方格鋁塑板。燈具均選用尺寸為 600*600mm三管格柵日光燈組,燈管選用T5日光燈配電子鎮(zhèn)流器,燈具間隔為4.2m。走道為U 型 ,總長度約 270m走道內設照明配電箱7臺,墻壁暗裝;應急照明配電箱4臺,分別設置在兩側4個強電豎井內。走道內普通照明燈具和應急照明燈具間隔設置。
    系統(tǒng)人體感應器探測半徑為5-6m。感應器在走道內設置間距控制在 10-15m,電梯廳、每
    層出入口另外設置感應器。在走道照明相關照明配電箱和應急照明配電箱內設置開關驅動器。走道照明配電系統(tǒng)見圖2。
    圖2 走道照明配電系統(tǒng)圖
            本樓首層中控室內(與消防控制室合用 )設控制器,在設備調試時可根據(jù)業(yè)主需求設定控制程序。早8點至晚8點為工作時間,人體感應器休眠,一般設置半數(shù)日光燈長明即能滿足13常需要,即日光燈間隔長明;當走道光線足夠充足時,亦可點亮 1/3或關閉全部燈具。晚 8點下班以后和節(jié)假日,走道內日光燈全部關閉,人體感應器工作:當有人經過走廊
    時,局部普通照明燈具點亮,并延時 10s關閉。
    樓梯間的燈具沒有納入智能控制系統(tǒng),基于以下考慮:辦公類建筑在有電梯的情況下,樓梯的使用率不高,如果納入智能照明系統(tǒng),則需要每個樓梯間都設置感應器,而且需要樓梯間的兩個燈具單設置回路。故樓梯間燈具采用了傳統(tǒng)聲光控延時開關控制。
    2.2 報告廳(報告廳平面布置見圖3)
    圖3 報告廳平面布置圖
            本樓報告廳位2層,主開間面積為600㎡,能夠同時容納400人進行會議等活動。報告廳照度按300lx計算,采用雙管格柵日光燈矩形布置,7行*12列。燈具選用T5燈管。普通照明和應急照明燈具按列間隔布置,相應配電箱設在報告廳控制室內。
            報告廳內燈具沒有調光要求,每列燈具單回路,由配電箱內開關驅動器控制。投影幕布共3塊,每塊幕布單回路供電,并納入開關驅動器控制。
            報告廳能夠實現(xiàn)會議時隔行點亮或全部點亮;當有投影需求時,投影幕布降下,幕布處燈具點亮,其它座位處燈具熄滅。
            如在報告廳棚增加照度感應器,則可根據(jù)設定不同的照度標準來實現(xiàn)多的場景。并可配備紅外遙控器現(xiàn)場控制。
    2.3 室外照明
            本樓外立面照明和大樓周 圍室外照明納入智能照明系統(tǒng),由中控室統(tǒng)一管理。采用定時循環(huán)控制來實現(xiàn)不同的燈光效果和場景控制。
     
    3、節(jié)能分析
            通過與業(yè)主交流了解到,該單位科研人員夜間加班情況非常頻繁,現(xiàn)有科研樓內照 明系統(tǒng)均采用傳統(tǒng)開關就地控制方式,白天和夜間各樓內走道燈具基本都處于長明狀態(tài)。
    以公共走道為例,若采用智能照明系統(tǒng),白天可根據(jù)現(xiàn)場實際照度調整燈具的點亮數(shù)量,而夜間則實現(xiàn)走道有人時亮燈,無人時熄燈,基本杜絕了“人走燈不滅”的浪費現(xiàn)象。樓內走道沒有了蹺板開關,提升了建筑內部的美觀性。下面以該辦公樓走道為例校驗采用智能照明系統(tǒng)的節(jié)能性。
    3.1  采用傳統(tǒng)燈具開關
           每層走道三管格柵燈72 套,共10層,每套燈具功率3*14W =42W,電子鎮(zhèn)流器功率損耗按 4%計算,總功率為72*10*42*1.04=31.4kW。
    按一天工作12h,一 年工作日265天,科研辦公樓照明用電按0.8元/kW h計算,則一年電費為31.4*12*265*0.8=8萬元 。
    3.2  采用智能照明系統(tǒng)
           采用智能照明系統(tǒng)后,白天工作時可開啟走道燈具的1 /2 或1/3即能滿足日常需要。按工 作時開啟總燈具的1 /3,每年工作日為265天計算:8 *1 /3 =2 .4 萬元,每年節(jié)省電費5.6 萬元。
    該工程走道內采用智能照明系統(tǒng)初期投資約為24萬元。即在大樓運行4-5年后即可收回智能照明系統(tǒng)初期投資。
     
    4、智能照明系統(tǒng)設計要點
         a.首先明確具體實施部位,納入本智能照明系統(tǒng)的場所包括:地下車庫、首層大堂、開放式大開間辦公室、*型會議室、多功能廳等。再根據(jù)各部位的特點,逐一明確使用功能。
         b.智能照明系統(tǒng)通過一條2*2*0.8的EIB總線電纜將系統(tǒng)所有部件連通。在施工圖一次設 計中需要在平面圖中預留SC25鋼管,以備施工后期穿線用。
     
    5、安科瑞智能照明控制系統(tǒng)
    5.1系統(tǒng)簡介
           Acrel-BUS智能照明控制系統(tǒng),是基于KNX總線技術設計的控制系統(tǒng)。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(fā)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(tǒng)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(tǒng),既可實現(xiàn)照明燈具的遠程集中控制,又可實現(xiàn)就近控制功能。該系統(tǒng)理論連接控制模塊數(shù)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(tǒng)、觸摸屏、手機、平板端等多種控制終端實現(xiàn)靈活多樣的智能控制,特別適合于各類智能小區(qū)、醫(yī)院、學校、酒店,以及體育場所、機場、隧道、車站等大型公建項目的照明系統(tǒng)。
    5.2系統(tǒng)工作原理示意圖(見圖4)
     
     
    圖4  系統(tǒng)工作原理示意圖
     
    5.3產品選型
    5.3.1開關驅動器
     
     
    5.3.2調光驅動器
     
    5.3.3可控硅調光模塊
     
     
    5.3.4傳感器
    5.3.5總線電源
     
     
    5.3.6智能面板
    5.3.7干接點、濕接點輸入模塊
     
    5.4系統(tǒng)功能
          1)光照度(需要配照度傳感器)監(jiān)測,對利用自然光照明區(qū)域,根據(jù)自然光照度變化,進行照明控制和調節(jié),滿足照明和節(jié)能要求;
          2)公共區(qū)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(xiàn)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(jiān)控系統(tǒng)界面友好,畫面美觀,實時顯示各區(qū)照明工作狀態(tài);
          7)應具有完善的用戶權限管理功能,避免越權操作;
     
    5.5系統(tǒng)的控制優(yōu)勢
          1)系統(tǒng)可通過、觸摸屏、電腦對現(xiàn)場的燈光、空調及窗簾等進行遠程集中控制,使得控制加方便智能,用戶體驗舒服;
          2)系統(tǒng)中控制模塊均工作在直流30V安全電壓下,用戶操作加可靠、舒服;
          3)系統(tǒng)在實施過程中,充分結合自然光及人員的活動規(guī)律來自動控制燈光,減少能源消耗,達到很好的節(jié)能效果;
          4)系統(tǒng)采用分布分布式KNX總線結構,搭建簡單靈活,系統(tǒng)內各模塊互不影響,可立工作,可靠性高;
          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,控制方式靈活;
          6)系統(tǒng)的自動控制、遠程集中控制等功能,在實現(xiàn)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(tǒng)內控制模塊或改系統(tǒng)功能時,*增加連接線,不需關閉整個系統(tǒng),只需改設備參數(shù)即可實現(xiàn),維護方便,操作簡單;
          8)系統(tǒng)可與消防系統(tǒng)聯(lián)動,在出現(xiàn)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。
    5.6安科瑞組網方案
          智能照明控制系統(tǒng)組網方式靈活,擴展方便,當系統(tǒng)模塊數(shù)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(tǒng)智能照明控制系統(tǒng);當系統(tǒng)模塊數(shù)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(qū)域智能照明控制系統(tǒng);當系統(tǒng)模塊數(shù)量很多、距離很遠、范圍很大時,用支線耦合器、區(qū)域耦合器等構成樓群智能照明控制系統(tǒng)。(見圖5)
     
    圖5 組網方案
     
    6、結語
          智能照明系統(tǒng)初期投入高是業(yè)主選用的顧慮,以“性價比”概念來說服業(yè)主選用是一個可行的方案。本項目**擇報告廳和公共走道做了智能照明,選用簡單的系統(tǒng)附件和功能,既提升了建筑的整體檔次,也在一定程度上控制了初期投資。還大大提高了日后業(yè)主使用的便利性和節(jié)能性。
     
    【參考文獻】
    [1]李家駒,instabus KNX智能照明系統(tǒng)在辦公樓中的應用
    [2]安科瑞企業(yè)微電網設計與應用手冊.2019.11版 

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