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技術(shù)文章

KNX智能照明系統(tǒng)在大型建筑辦公樓的應(yīng)用

技術(shù)文章

淮亞利
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定  201801

 

摘要:簡(jiǎn)要介紹了KNX智能照明系統(tǒng)的組成,以某項(xiàng)目為例介紹了KNX智能照明系統(tǒng)的應(yīng)用,闡述了智能照明系統(tǒng)在辦公樓類(lèi)建筑應(yīng)用的便利性和節(jié)能性。 

 

關(guān)鍵詞:智能照明,便利性,節(jié)能

 

1、系統(tǒng)簡(jiǎn)介

        KNX照明管理控制系統(tǒng)主要應(yīng)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(shí)也能夠?qū)崿F(xiàn)一定的節(jié)能。

1.1系統(tǒng)組成

       a.開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器。安裝在照明配電箱內(nèi),適用于照明回路的通、斷控制,本系統(tǒng)采用的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)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(yīng)器。人體感應(yīng)器和照度感應(yīng)器安裝在燈具現(xiàn)場(chǎng),可壁裝亦可吸頂安裝。人體感應(yīng)器主要應(yīng)用于博物館、辦公樓走道等,當(dāng)有人經(jīng)過(guò)時(shí)點(diǎn)亮燈具;照度感應(yīng)器應(yīng)用于可調(diào)光場(chǎng)所,通過(guò)控制燈具照度值來(lái)實(shí)現(xiàn)不同場(chǎng)景及節(jié)能的需要。

      c.調(diào)光控制器。應(yīng)用于有調(diào)光要求的場(chǎng)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(yīng)的調(diào)光整流器。

1.2 系統(tǒng)功能

      通過(guò)程序設(shè)定能夠自動(dòng)控制現(xiàn)場(chǎng)燈具的開(kāi)關(guān)數(shù)量、照度標(biāo)準(zhǔn)、場(chǎng)景變化等。增加配件還能實(shí)現(xiàn)如:電動(dòng)窗簾、室內(nèi)恒溫、大門(mén)和路障等其它功能。

 

2、工程實(shí)例

      某項(xiàng)目建筑面積4萬(wàn)余㎡,地上10 層,地下l層,樓內(nèi)房間主要為辦公室和實(shí)驗(yàn)室。

在圖紙的初步設(shè)計(jì)階段,筆者采用的是傳統(tǒng)燈具加蹺板開(kāi)關(guān)的組合后參觀(guān)了某智能化大廈,對(duì)智能照明系統(tǒng)有了更形象、直觀(guān)的認(rèn)識(shí)。結(jié)合本項(xiàng)目特點(diǎn)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(bào)告廳分別設(shè)智能照明系統(tǒng)控制。

2.1 公共走道(走道平面布置見(jiàn)圖1)

圖1 走道面布置圖

        樓內(nèi)公共走道寬 2.3m,吊頂高2.6m,吊頂材料為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(zhǎng)度約 270m走道內(nèi)設(shè)照明配電箱7臺(tái),墻壁暗裝;應(yīng)急照明配電箱4臺(tái),分別設(shè)置在兩側(cè)4個(gè)強(qiáng)電豎井內(nèi)。走道內(nèi)普通照明燈具和應(yīng)急照明燈具間隔設(shè)置。

系統(tǒng)人體感應(yīng)器探測(cè)半徑為5-6m。感應(yīng)器在走道內(nèi)設(shè)置間距控制在 10-15m,電梯廳、每

層出入口另外設(shè)置感應(yīng)器。在走道照明相關(guān)照明配電箱和應(yīng)急照明配電箱內(nèi)設(shè)置開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器。走道照明配電系統(tǒng)見(jiàn)圖2。

圖2 走道照明配電系統(tǒng)圖

        本樓首層中控室內(nèi)(與消防控制室合用 )設(shè)中央控制器,在設(shè)備調(diào)試時(shí)可根據(jù)業(yè)主需求設(shè)定控制程序。早8點(diǎn)至晚8點(diǎn)為工作時(shí)間,人體感應(yīng)器休眠,一般設(shè)置半數(shù)日光燈長(zhǎng)明即能滿(mǎn)足13常需要,即日光燈間隔長(zhǎng)明;當(dāng)走道光線(xiàn)足夠充足時(shí),亦可點(diǎn)亮 1/3或關(guān)閉全部燈具。晚 8點(diǎn)下班以后和節(jié)假日,走道內(nèi)日光燈全部關(guān)閉,人體感應(yīng)器工作:當(dāng)有人經(jīng)過(guò)走廊

時(shí),局部普通照明燈具點(diǎn)亮,并延時(shí) 10s關(guān)閉。

樓梯間的燈具沒(méi)有納入智能控制系統(tǒng),基于以下考慮:辦公類(lèi)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(gè)樓梯間都設(shè)置感應(yīng)器,而且需要樓梯間的兩個(gè)燈具單獨(dú)設(shè)置回路。故樓梯間燈具采用了傳統(tǒng)聲光控延時(shí)開(kāi)關(guān)控制。

2.2 報(bào)告廳(報(bào)告廳平面布置見(jiàn)圖3)

圖3 報(bào)告廳平面布置圖

        本樓報(bào)告廳位2層,主開(kāi)間面積為600㎡,能夠同時(shí)容納400人進(jìn)行會(huì)議等活動(dòng)。報(bào)告廳照度按300lx計(jì)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(yīng)急照明燈具按列間隔布置,相應(yīng)配電箱設(shè)在報(bào)告廳控制室內(nèi)。

        報(bào)告廳內(nèi)燈具沒(méi)有調(diào)光要求,每列燈具單獨(dú)回路,由配電箱內(nèi)開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器控制。投影幕布共3塊,每塊幕布單獨(dú)回路供電,并納入開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器控制。

        報(bào)告廳能夠?qū)崿F(xiàn)會(huì)議時(shí)隔行點(diǎn)亮或全部點(diǎn)亮;當(dāng)有投影需求時(shí),投影幕布降下,幕布處燈具點(diǎn)亮,其它座位處燈具熄滅。

        如在報(bào)告廳頂棚增加照度感應(yīng)器,則可根據(jù)設(shè)定不同的照度標(biāo)準(zhǔn)來(lái)實(shí)現(xiàn)更多的場(chǎng)景。并可配備紅外遙控器現(xiàn)場(chǎng)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(shí)循環(huán)控制來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的燈光效果和場(chǎng)景控制。

 

3、節(jié)能分析

        通過(guò)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(nèi)照 明系統(tǒng)均采用傳統(tǒng)開(kāi)關(guān)就地控制方式,白天和夜間各樓內(nèi)走道燈具基本都處于長(zhǎng)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(chǎng)實(shí)際照度調(diào)整燈具的點(diǎn)亮數(shù)量,而夜間則實(shí)現(xiàn)走道有人時(shí)亮燈,無(wú)人時(shí)熄燈,基本杜絕了“人走燈不滅”的浪費(fèi)現(xiàn)象。樓內(nèi)走道沒(méi)有了蹺板開(kāi)關(guān),提升了建筑內(nèi)部的美觀(guān)性。下面以該辦公樓走道為例校驗(yàn)采用智能照明系統(tǒng)的節(jié)能性。

3.1  采用傳統(tǒng)燈具開(kāi)關(guān)

       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(jì)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(jì)算,則一年電費(fèi)為31.4*12*265*0.8=8萬(wàn)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(shí)可開(kāi)啟走道燈具的1 /2 或1/3即能滿(mǎn)足日常需要。按工 作時(shí)開(kāi)啟總燈具的1 /3,每年工作日為265天計(jì)算:8 *1 /3 =2 .4 萬(wàn)元,每年節(jié)省電費(fèi)5.6 萬(wàn)元。

該工程走道內(nèi)采用智能照明系統(tǒng)初期投資約為24萬(wàn)元。即在大樓運(yùn)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(shè)計(jì)要點(diǎn)

     a.首先明確具體實(shí)施部位,納入本智能照明系統(tǒng)的場(chǎng)所包括:地下車(chē)庫(kù)、首層大堂、開(kāi)放式大開(kāi)間辦公室、中大型會(huì)議室、多功能廳等。再根據(jù)各部位的特點(diǎn),逐一明確使用功能。

     b.智能照明系統(tǒng)通過(guò)一條2*2*0.8的EIB總線(xiàn)電纜將系統(tǒng)所有部件連通。在施工圖一次設(shè) 計(jì)中需要在平面圖中預(yù)留SC25鋼管,以備施工后期穿線(xiàn)用。

 

5、安科瑞智能照明控制系統(tǒng)

5.1系統(tǒng)簡(jiǎn)介

       Acrel-BUS智能照明控制系統(tǒng),是基于KNX總線(xiàn)技術(shù)設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)。KNX總線(xiàn)技術(shù)起源于歐洲,是在EIB,Batibus和EHS這三種住宅和樓宇的總線(xiàn)控制技術(shù)上發(fā)展起來(lái)的,其中EIB(European Installation Bus,歐洲安裝總線(xiàn))是該總線(xiàn)技術(shù)的主體。

       Acrel-BUS智能照明控制系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)的2*2*0.8EIB BUS總線(xiàn)(即KNX總線(xiàn))作為總線(xiàn)線(xiàn)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(shí)現(xiàn)照明燈具的遠(yuǎn)程集中控制,又可實(shí)現(xiàn)就近控制功能。該系統(tǒng)理論連接控制模塊數(shù)量達(dá)580000多個(gè)。

      安科瑞智能照明產(chǎn)品種類(lèi)齊全,方案完善。用戶(hù)可通過(guò)控制面板、人體感應(yīng)、照度感應(yīng)、微波感應(yīng)、上位機(jī)系統(tǒng)、觸摸屏、手機(jī)、平板端等多種控制終端實(shí)現(xiàn)靈活多樣的智能控制,特別適合于各類(lèi)智能小區(qū)、醫(yī)院、學(xué)校、酒店,以及體育場(chǎng)所、機(jī)場(chǎng)、隧道、車(chē)站等大型公建項(xiàng)目的照明系統(tǒng)。

5.2系統(tǒng)工作原理示意圖(見(jiàn)圖4)

 

 

圖4  系統(tǒng)工作原理示意圖

 

5.3產(chǎn)品選型

5.3.1開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器

 

 

5.3.2調(diào)光驅(qū)動(dòng)器

 

5.3.3可控硅調(diào)光模塊

 

 

5.3.4傳感器

5.3.5總線(xiàn)電源

 

 

5.3.6智能面板

5.3.7干接點(diǎn)、濕接點(diǎn)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(cè),對(duì)利用自然光照明區(qū)域,根據(jù)自然光照度變化,進(jìn)行照明控制和調(diào)節(jié),滿(mǎn)足照明和節(jié)能要求;

      2)公共區(qū)域、走廊、通道、門(mén)廳、電梯廳等的照明,應(yīng)設(shè)置紅外或微波類(lèi)人體感應(yīng)器,并結(jié)合智能控制面板,實(shí)現(xiàn)各種場(chǎng)景照明控制,盡可能較少燈具點(diǎn)亮?xí)r間;

      3)樓梯間照明采用人體感應(yīng)探測(cè)控制;

      4)設(shè)備房、設(shè)備房走道采用分組就地控制;

      5)室外路燈、景觀(guān)等照明采用光照度控制結(jié)合時(shí)控的集中控制方式;

      6)監(jiān)控系統(tǒng)界面友好,畫(huà)面美觀(guān),實(shí)時(shí)顯示各區(qū)照明工作狀態(tài);

      7)應(yīng)具有完善的用戶(hù)權(quán)限管理功能,避免越權(quán)操作;

 

5.5系統(tǒng)的控制優(yōu)勢(shì)

      1)系統(tǒng)可通過(guò)、觸摸屏、電腦對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的燈光、空調(diào)及窗簾等進(jìn)行遠(yuǎn)程集中控制,使得控制更加方便智能,用戶(hù)體驗(yàn)更舒服;

      2)系統(tǒng)中控制模塊均工作在直流30V安全電壓下,用戶(hù)操作更加可靠、舒服;

      3)系統(tǒng)在實(shí)施過(guò)程中,充分結(jié)合自然光及人員的活動(dòng)規(guī)律來(lái)自動(dòng)控制燈光,減少能源消耗,達(dá)到很好的節(jié)能效果;

      4)系統(tǒng)采用分布分布式KNX總線(xiàn)結(jié)構(gòu),搭建簡(jiǎn)單靈活,系統(tǒng)內(nèi)各模塊互不影響,可獨(dú)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(dòng)感應(yīng)控制,定時(shí)控制,場(chǎng)景控制和集中控制等,控制方式更靈活;

      6)系統(tǒng)的自動(dòng)控制、遠(yuǎn)程集中控制等功能,在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的同時(shí),大量減少了值班人員,提高了管理水平和工作效果;

      7)升級(jí)系統(tǒng)內(nèi)控制模塊或更改系統(tǒng)功能時(shí),無(wú)需增加連接線(xiàn),不需關(guān)閉整個(gè)系統(tǒng),只需更改設(shè)備參數(shù)即可實(shí)現(xiàn),維護(hù)方便,操作簡(jiǎn)單;

      8)系統(tǒng)可與消防系統(tǒng)聯(lián)動(dòng),在出現(xiàn)消防報(bào)警時(shí),強(qiáng)制打開(kāi)應(yīng)急回路,方便人員疏散,從而降低了人員傷亡的風(fēng)險(xiǎn),提高了建筑的安全性。

5.6安科瑞組網(wǎng)方案

      智能照明控制系統(tǒng)組網(wǎng)方式靈活,擴(kuò)展方便,當(dāng)系統(tǒng)模塊數(shù)量較少、距離較近、范圍較小時(shí),各設(shè)備以樹(shù)形枝狀延伸,構(gòu)成支路系統(tǒng)智能照明控制系統(tǒng);當(dāng)系統(tǒng)模塊數(shù)量較多、距離較遠(yuǎn)、范圍較大時(shí),用支線(xiàn)耦合器組成多條支路,構(gòu)成區(qū)域智能照明控制系統(tǒng);當(dāng)系統(tǒng)模塊數(shù)量很多、距離很遠(yuǎn)、范圍很大時(shí),用支線(xiàn)耦合器、區(qū)域耦合器等構(gòu)成樓群智能照明控制系統(tǒng)。(見(jiàn)圖5)

 

圖5 組網(wǎng)方案

 

6、結(jié)語(yǔ)

      智能照明系統(tǒng)初期投入高是業(yè)主選用的顧慮,以“性?xún)r(jià)比”概念來(lái)說(shuō)服業(yè)主選用是一個(gè)可行的方案。本項(xiàng)目只選擇報(bào)告廳和公共走道做了智能照明,選用簡(jiǎn)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(xiàn)】

[1]李家駒,instabus KNX智能照明系統(tǒng)在辦公樓中的應(yīng)用

[2]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè).2019.11版 

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