芻議室外智能照明系統節能措施

劉建敏

摘要：由于城市照明系統的高速發展，造成電力系統供應不足，從而在二者之間出現嚴重的矛盾，而節約能源方式的出現能夠緩解這些矛盾。文章針對城市室外照明一些常用的節能方法，并結合實際情況歸納概括，提出了積極的建議。

關鍵詞：室外照明 節能 措施

概述

近年來， 隨著經濟的快速發展， 能源需求大大增加， 能源供需矛盾愈加突出， 能源短缺已嚴重制約我國國民經濟的發展。與此同時， 建筑業迅猛發展， 照明能耗比例增大， 照明節能已成為人們必須思考的問題。本文就公共建筑、居住小區類建筑的庭院照明、道路照明、景觀照明、立面照明等室外照明的節能措施方面加以研究， 以達到在保證照度標準和照明質量的前提下， 最大限度地節能。

1 智能照明控制系統的構成

智能照明控制系統僅僅是大樓控制系統中的一個部分。在工程中， 樓宇智能管理系統采用了分布式、集散型方式，即各個控制子系統相對獨立， 自成一體， 實施具體的控制，樓宇智能管理系統對各控制子系統只是起一個信號收集和監測作用。

智能照明控制主系統是一個由集中管理器、主干線和信息接口等元件構成的， 對各區域實施相同的控制和信號采樣的網絡； 其子系統應是一個由各類調光模塊、控制面板、照度動態檢測器及動靜探測器等元件構成的， 對各區域分別實施不同的具體控制的網絡， 主系統和子系統之間通過信息接口等元件來連接， 實現數據的傳輸。

智能照明控制系統按網絡的拓撲結構分為總線式和以星形結構為主的混合式。總線式靈活性較強一些， 易于擴充，控制相對獨立， 成本較低； 混合式可靠性較高一些， 故障的診斷和排除簡單， 存取協議簡單， 傳輸速率較高。

2 如何選用智能照明控制系統

2. 1 照明控制系統的可靠性

控制系統結構隨著電子技術特別是計算機通信技術的發展變化而不斷提高， 已從70 年代第3代的中央控制方式經80年代第4 代的集散控制方式發展到如今的第5 代的分布式控制方式。分布式控制的特點是控制器構造上高度模塊化， 布局上可以高度分散， 控制器性能具有獨立運行功能，并具有自我診斷和容錯功能， 信息通過一條簡單的總線按標準協議進行傳輸， 因此分布式系統結構十分可靠簡單， 設計、安裝、運行、維護、檢修也十分方便， 是當今比較好的系統結構。

照明控制器的可靠性也是選用系統的一個條件， 控制器的關鍵器件、電路設計和保護措施質量的可靠與否， 會直接影響照明燈運行的安全性和穩定性。

2. 2 系統的開放性和互連性

現代控制系統已趨向開放， 系統開放意味著有統一標準的接口， 這樣不同廠商的產品可以互連， 具有互操作性。

2. 3 系統的經濟性

系統的經濟性反映在系統的初始投資和系統運行后的節省電能， 降低維護運行費。系統投入運行后由于照明控制器的控制性能特點改善了照明燈的運行工作條件， 從而延長了燈的使用壽命， 減少換燈量， 降低維護費用， 另一方面通過對照明燈的工作狀態科學的管理和控制可節省電能。

2. 4 照明控制系統的實用性

照明控制系統是否實用是評價一個系統的真正價值所在， 照明控制系統的實用性體現在如下幾個方面：

（ 1） 控制器能對不同類型的光源燈調光， 而且有良好的性能。

（ 2） 有滿足現場操作控制的各種控制界面

（ 3） 有與其它設備進行互連的各種輸入/輸出接口

3 節能措施

目前對城市室外照明進行控制最常見的方法為通過降低電壓、減少電流量及使用功率對單個燈具進行控制從而到達節能的方法。

3.1 集中控制節能

一般情況下，在城市照明系統線路中，我們可以對路燈控制箱中的控制信號及功率控制器進行相關設計從而使照明設備達到節能的目標。根據對不同路段中時間及相應車輛數進行統計，從而核算出相應的調整率，根據該數據在凌晨對某路段的路燈進行降壓、穩壓及光照的調整，進而使路燈延長使用壽命并達到節能的效果。

3.2 調壓節能器的使用

該措施可采用多種技術進行，且具有安裝方便、便于控制及維護的優點。但由于其成本不低，對節電量也無決定權，在后半夜受城市電網的影響，會隨城市電網電壓的變化而變化，當城市電網的供電負荷下降時，調壓節能器降壓越多，從而提高接點率。但對于一些老城區而言，受原本照明設備電壓的影響，在后半夜體現不出很好的節能效果。所以我們建議該措施在使用時應盡量選擇新建工程中，或對老城進行改造后再使用。

3.3 單燈控制措施的使用

有些光源在工作中若減少經過它的工作電流仍然可以正常運行，我們可以充分利用這項原理，對每個電燈裝載控制器，在不同時間段內調節光源線路中鎮流器的功率，從而達到節能的效果。一般情況下我們可以設立兩到四個時間段，令照明燈具在四個時間段內具有不同的功率，在保障交通安全的情況下達到節能減排的目的。

目前常見有以下兩種類型：第一類是通過使用對時間進行預置變換的電路從而降低鎮流器的損耗率的時間預置變換功率鎮流器。用這種設施對不同時間段的電流進行變換控制，電源中的功率也會發生變化，從而提供能源利用率。該設施適用于新建立的工程項目中，節能系統運行穩定，可靠性好，雖然在投資上相比傳統照明設備高，但能實現節能效果的同時，還能保護設備延長使用壽命。第二類是沿用以前設備中的鎮流器，把節能型的限流設備串聯到線路中，該限流設備什么時間接入由時間預置轉換器來決定。在上半夜該設備不與限流抗電器相連，下半夜再由時間轉換開關決定。這種方式適用于老城區的照明系統中，對道路進行改造時，無需更換原來的燈具，既為施工提供方便，又能降低成本。

針對目前流行的單燈節能產品而言，由于內部結構的制約，使得節能發生結束時間相對固定，不能根據季節及環境的改變而調整，并且對一些傳統的燈具而言，如果加載節能器，其內部進行轉換的同時沖擊力強易對設備造成損害，對設備進行聯網控制的技術尚未成熟。

4 科學地使用智能照明控制系統，注重日常維護與管理

4.1 智能照明控制裝置

設置具有聲、光感應器、人體感應器、動靜感應器、時鐘管理器等功能的智能照明控制裝置，真正做到根據場所不同、季節不同、時段不同，按照各個功能區域的運行情況預先進行光照度的設置，根據需要開燈、關燈，確保電能的有效利用。

4.2 智能照明控制系統

利用先進的微電腦控制的電磁調壓技術，對照明系統實時動態跟蹤，將輸出、輸入電壓信號與最佳照明電壓相比較，通過計算進行自動調節，并確保工作電壓的穩定輸出不受電網電壓波動的影響，既可有效節約電能，又可有效延長燈具壽命。再通過系統中的時鐘管理器、自動探測設備感測諸如人體運動波、周圍環境照度、溫度等信號的變化，根據不同的環境要求自動控制燈的開/關及調光。

4.3 日常維護與管理

公建、居住小區類建筑的庭院照明、道路照明，在下半夜時無論是交通流量還是人流量都會大量減少，基于這一特點可以實行半夜照明控制，即0點之后關閉一半數量的燈具。做到需要照明時確保開燈，不需要照明時確保關燈。設計時要考慮到此種需求，還要兼顧照度的均勻性。定期清掃燈具，提高燈具維護系數，從而提高光源的光通量利用率。

5 結語

室外照明節能措施的具體實施， 實際上是通過建筑電氣設計與照明裝置節能產品的使用兩個重要環節來完成的， 而智能化控制方式的開發又為照明設計提供了廣闊的選擇空間。

參考文獻

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