建筑工程中的智能照明控制系統研究展望

摘 要：建筑智能照明工程中智能照明控制系統發展迅速，具有舒適性和節能性兩方面優勢。智能照明控制系統已經處于模塊化高速發展階段，如今更好的控制方案成為制約系統發展的瓶頸。文章在研究了國內外智能照明系統的基礎上，從照明節能方面提出照明控制方案設計時的4點要求：自然光補償節能、上下班定時開關燈、午休時間燈光關閉N%和下班后紅外感應節能。

關鍵詞：智能照明；建筑工程；研究展望

1 研究意義

現代建筑的能耗相當大，據資料統計建筑的能耗達整個國家總能耗的30%，而建筑物的能耗通常體現在建筑設備的能耗上，建筑物的設備能耗中照明及辦公用電大概占建筑設備用電的39%。傳統的照明控制缺點非常明顯，很難達到由管理室對全體照明成批監控；現場控制也不夠靈活。智能照明控制系統可以更有效地利用能源，緩解能源危機。

2 國內外研究現狀

以前由于成本高、運行維護難等原因，智能照明系統僅在一些重點項目及道路[1]、蔬菜大棚[2]、舞臺和辦公大樓[3，4]等需要特定燈光場景的場合中得到應用。

根據辦公大樓的運營實例，節能效果能達到20～50%以上；一般的商場、酒店、地鐵站等地的節能效果也能達到25～30%，同時可將燈具使用壽命延長2～3倍[3，4]。如2012年，日本人Ono，Keiko等使用智能照明系統控制辦公室頂棚LED燈具，測得實際節能60～80%[5]。2013年，Byun等在實驗室內，用LED智能照明系統模擬控制住宅照明，最好的實驗節能數據為21.9%[6]。

國內的智能照明控制系統，控制對象絕大多數為商業照明，如：劇院、博物館、路燈等。2013年，李智華等設計了一種基于ZigBee的LED智能照明控制系統，該系統在恒照度自適應控制試驗中取得了5%的誤差，但是在LED驅動的效率以及模糊PID恒照度自適應控制在抗擾動和響應速度等方面，還需要改進[7]。

3 智能照明系統分析

3.1 智能照明發展分析

在智能照明控制系統模塊化的今天，各大廠商智能照明模塊最大的區別就在于各自對照明系統場景方案的設計。建筑類型多種多樣，業主需求五花八門，如何針對性的提取共性，設計出符合絕大多數業主需求的控制方案，盡可能的一樓一方案才能實現真正意義上的智能。以下為智能照明模塊方案中的幾點共性。

3.1.1 自然光補償節能

從節能的角度考慮，應盡可能最大程度地使用自然光。智能照明系統通過加裝在窗戶上的照度傳感器智能調節燈光強度，如圖1所示。

3.1.2 上下班定時開關燈

傳統模式中，每天需要管理人員提早出發，一片區域一片區域打開。智能控制系統按照預先設定的程序，準時、全自動運行，并無人工成本。

3.1.3 午休時間燈光關閉N%

午休時間，員工外出就餐，并不需要工作時的照度，可適當調整燈具光強或關閉部分燈具。若以午休時間燈光關閉50%為例，每天中午休息一小時，平均每個回路每天少運行0.5小時，每回路每天運行10小時計算，實際節省電力為5%。

3.1.4 下班后紅外感應節能

系統按照預先設置的程序，每隔一定時間電腦巡查所有燈光回路狀態，自動關閉無需使用的回路。

4 結束語

文章通過對當今智能照明系統研究分析的基礎上，從照明系統運行方案層面對照明系統進行了深入研究，通過分析多個廠家照明系統的各個方案，體現較高節能水平的同時，又注重照明質量。智能照明控制系統不僅僅對照明設計的發展具有前瞻性意義，更可以通過聯動，結合建筑設備自動化系統，提高建筑智能化進程。

參考文獻

[1]劉煒.住宅人工照明光環境智能控制研究[D].重慶大學，2003：23.

[2]Overa-Gonzalez Ernesto，Alaniz-Lumbreras Daniel，Lvanov-Tsonchev Rumen，etal Intelligent lighting system for plant growth and development [J]. Computers Electronics in Agriculture，2013，92（10）：48-53.

[3]張明.智能照明控制系統在辦公大樓中的應用[J].智能建筑與城市信息，2014（18）：84-85.

[4]黃天宏.LED照明技術的研究和設計實例[D].湖南大學，2009：5.

[5]Ono Keiko，Miki Mitsunori，Yoshimi Masato，etal.Development of an Intelligent Lighting System Using LED Ceiling Lights into an Actual Office[J]. Electronics Communications in Japan，2012，95（10）：54-63.

[6]Byun Jinsung，Hong Insung，Lee Byoungjoo，etal.Intelligent household LED lighting system considering energy efficiency and user satisfaction[J].IEEE Transactions on Consumer Electronics.，2013，59（1）：70-76.

[7]李智華，周峰，王元章，等. 基于ZigBee的LED智能照明控制系統[J].現代建筑電氣，2013（6）：9-12.

作者簡介：孫良（1982，2-），男，湖南人，碩士，講師，研究方向：智能照明。