建筑智能照明技術特點優勢及發展運用

秦少雷 王 靜 竇安華

中建八局第二建設有限公司

1 引言

智慧建筑與綠色建筑已經成為21 世紀公共建筑的發展方向，就目前來看，全國建筑自動化水平現狀調研中僅有7%左右的公共建筑，在建筑方面運用了自動化控制和建筑智能化管理，在不同程度上都呈現出某些功能的自動化智能控制。近幾年來，我國建筑領域不斷朝向智能化方向的發展，很多公共建筑都運用智能化的控制管理體系。在建筑照明系統建設過程中也完善了智能照明體系，設計理念具有新穎性，可以自動調節燈光亮度并支持多個場景，例如當房間光線較暗時，人工光源的亮度會根據實際場景合理增強，適度調節其他區域的燈光亮度。智能照明體系依托于無線傳感網絡進行的無線控制，能夠有效進行智能化調節，通過室內的照明采集和照明控制，給人們提供自然、舒適與和諧的辦公照明環境。

智能照明控制系統不僅可以實現多層次的控制以及不同的燈光效果，同時也可以延長燈具的使用壽命，在后續的維護中減少成本。因此在建筑中使用智能照明系統已經是當前人們生活方式中不可缺少的重要形式之一。本文將從以下幾個方面來闡述在建筑中使用智能照明系統的特點和優勢，以及在未來如何更好地運用智能照明技術來提高人們的整體生活水平。

2 建筑智能照明系統設計要求

2.1 建筑智能照明系統需求分析

我國頒布的《建筑照明設計標準》中，針對部分建筑明確提出了需要使用智能照明系統。智能照明系統從控制系統方面具有信息采集等多種控制方式，設置了相應的接口實時記錄，照明系統的相應信息并匯集成報表，有效促進人機交互信息頁面的保留。除此之外，大型公共建筑中也廣泛地采用了智能照明系統，對于建筑的所有照明系統進行了智能優化控制。建筑物的照明環境，基于可持續發展的原則下，既節省了耗電量，同時又有助于系統日后的維護和升級。智能照明系統能夠依據室外光線的強弱的感應，自動調節室內光線。還可以結合當天的天氣情況、以及周邊照明環境變化，隨時來實現個性化照明需求的設置。

智能照明系統的發展要滿足人們對照明效果的個性化需求，結合不同的建筑場景需求，設置多種情景模式。調光系統可以根據人們情景模式的需求變化進行自動調節。在軟件設計上要保證系統的先進性，在硬件實施中要保證使用成本較低，助于人們大規模的推廣，可靠性較高，不易損壞，而且具備一定的模式化和集成化，便于后期日常維修工作的開展。

2.2 智能照明控制系統

智能照明控制系統能夠結合照明燈光，從各個控制區域單個房間發展到多個建筑空間和整棟建筑。依據室內外的光環境進行智能性的調節和科學性的管理，建筑采用智能照明系統，不斷提高工作效率，具有一定的實用價值和商業價值。智能照明系統通常是由一定的傳感器模塊、執行模塊和輔助單元模塊組成。基于通信協議下的數據傳輸，結合不同的場景進行人工光源的控制，避免

了煩瑣的布線和成本的消耗，能夠有效達到節約能源的目的。智能照明系統中的LED 光的調光方式一般主要分為三種，分別為調整正向電流、脈沖寬度調制（PWM）和可控硅調光方式。調整正向電流是從改變電流負載出發，但是當前燈光的色溫和色譜會有所變化。脈沖寬度調制（PWM）是針對具體的PWM 信號占空比，對LED 亮度進行調節，快速做到LED 燈光的開關調節。調光過程中不會產生多種色譜變化，而且是結合數字控制進行的調光，即便在很大的調控范圍內也不會出現閃屏等問題，同時在調光環節中不會改變原有的電流量的工作狀態，不會產生過熱的反應。可控硅調光方式，結合交流和直流，在消波、斷續中進行LED 燈光的調節，但在可控處接觸過開關電流時不能過早，不然會出現LED 閃爍問題。

3 在建筑當中使用智能照明系統的特點和優勢

3.1 通過智能方案進行多種線路不同層次照明控制

傳統的照明系統只能進行開和關兩種控制，并且是通過人工進行操作，在實際的使用過程當中會有極大地不方便性；同時對于有著特殊照明需求的人來講，僅僅是一種燈光強度會造成生活上的不便[1]。這種智能動態的照明系統采用的是調光模式，在不同場合以及不同的室外光線要求之下來進行針對性的光線調節，從而達到最優質的室內燈光效果；照明控制的智能化可通過編程，使燈光控制不僅是單一的開和關兩個功能，而是采用計算機技術和網絡技術進行第二控制，這種控制方法較為靈活，自動化程度高而且功能較強，通過一臺電腦或者手機就可以對整個建筑物的燈光進行管理，極大程度地提升了管理水平。

3.2 智能自動化控制手段將人力從照明控制中解放出來

對于智能控制系統來講，多數采用全自動控制，不需要人工進行細致的操作。因此可以大大地將人力資源解放出來，投到其他方面的工作當中[2]。目前的智能照明系統會設置多種基本狀態，這些狀態根據建筑物及室外的光線或環境溫度變化，自動進行設置和切換，在每一個狀態之下都會有一個規定的標準值，使其調整更加合理。而用戶只需要攜帶一個相對應的移動終端，例如手機電腦，就可以對于室內外的燈光亮度進行隨時調節，增加了使用的便利性，符合當代人們生活、工作和學習上的高效便捷和個性化需求。

3.3 借助智能化控制技術和互聯網技術的不斷進步，人們更加趨向對照明設計多元化、空間自然化、地域人文化、綠色健康及節能化等方面的追求

利用調光調色、分時段調光等人性化控制開啟一個智能照明空間，滿足人們日益增長的需求。智能化照明設備可以通過預設及存儲不同的燈光場景，來調節房間內的燈光變化，迎合人們的不同需求。例如采用智能化照明，人們走進各種場景空間，聰明的燈光自動開啟，自動控制燈光的光色、照度和數量，將其調整到最合適的狀態。根據室外的自然光線的變化，室內的燈光也隨之自動調整。隨著科技的不斷發展，在一些路橋隧道內，用智能燈具代替傳統燈具，這種燈具不僅可以全天候亮燈，而且還能隨著自然光線的強弱而自動調節燈光的強弱。當今智能燈具設計和生產化發展趨勢也會向著智能化、一體化、多功能化等方向發展。比如一些智能燈桿等產品，在滿足功能性和美觀性的同時，還可以增加公共信息播報、天氣預報、交通現狀、路燈故障、一鍵報警、實時監控和WIFI 上網等多功能的智能化照明裝置，甚至還可以展示一些個性化的科技畫面。智能控制系統就可以實現遠程控制LED路燈，具備開關、調光、監測等單燈控制、回路控制以及情景照明功能。

3.4 采用的是二芯線進行智能照明系統中的燈光控制

智能照明系統中的燈光控制是運用二芯線的進行控制，結合總線的系統原件和端入口和端出口進行電纜的控制。智能開關不會直接和燈具連接，照明系統安裝上不需要思考控制關系，而是等整個照明系統安裝完畢之后，結合每個單元的地址編碼進行燈光照明系統的控制。這種安裝方式不僅極大地節約了安裝的成本，同時還節約了人力物力和時間，提高了安裝的效率，縮短了設備安裝時長，降低了安裝成本，用戶可以采取便捷的編程器，結合自身的需求，對于場景的變化進行自行設置，滿足不同用戶之間個性化的燈光需求。除此之外還可以預先設計不同場景，進行人工需求的控制，用戶可以通過可編程控制面板對于場景進行調節，適應不同程度的需求，實現智能照明系統的控制，還能減輕用戶供電的壓力。

4 建筑中智能照明系統的發展運用策略

4.1 智能化照明可采用互聯網+物聯網技術、通信技術、大數據技術、云端數據分析等技術手段來實現建筑物的整體照明控制

上文已經提到，智能化照明系統的最大特點是用全自動的工作狀態系統可以根據管理者已經設置好的模式來根據外界環境的變化進行自由切換[3]。依據智能照明控制中心的技術支撐，或依托云平臺為節點，智慧燈具可根據人流量自動調節亮度、遠程照明控制、故障主動報警、燈具線纜防盜、遠程抄表等功能，還可以進行冷暖光色溫調節、定時亮度調節，改善人居生態平衡。

目前針對人們對照明系統有多方位的要求，希望智能照明真正走進大眾化生活中來。智能化設備的應用，滿足了智能系統的智能化和高度化的發展。智能化設備可以幫助照明系統實現連接，保證線路的傳送，同時有效地實現目標的控制，降低能源的消耗。智能化技術可以對電器照明過程中的現場進行監控，可以采取集中監控、照明控制和火災控制等多種方式。先設置中央監控照明體系，然后保證整個系統和設備的運行之后，在內部安裝信息接收器，可以實時對現場進行控制。照明系統安可以安裝聲控或紅外線控制的燈具，方便住戶的照明還節省電能。對于一些高層和多層地區可以開自動啟動火災防控預警體系。通過計算機監控有效對火災事故進行防控。例如某小區建筑或園區內使用智能化照明系統后，可以根據白天和夜晚的不同光線變化自動開啟或關閉路燈，并且根據雨雪天等天氣狀況來調整燈光的強弱程度，由此更加方便居民的出行。通過智能化照明系統設置模式，能夠實現整個建筑物甚至是整個小區的照明控制智能調節，提升公共照明管理水平，節省維護成本，因此是未來的一個必然發展方向。

4.2 使用智能照明系統提高管理質量和效率

由于傳統的照明系統，尤其是大范圍建筑物的整體控制操作當中，鎮流器日光燈會存在著高頻的閃動現象。對于工作人員的眼睛及大腦工作來講有著極大地損害，對于健康是一個極大地危害，因此會給人們的工作生活帶來一定的負面影響。但是在智能化的照明系統當中，可調光電子鎮流器能夠克服頻繁閃動的情況，給相應的工作人員一個安全的工作場所，極大程度地提高了整體照明系統的管理質量和效率。同時電子自動化管理能夠減少人工操作的失誤或意外，保證整體智能照明系統在一個安全而有序的環境下運行。

4.3 智能化照明系統具有較強的節能作用

上文當中已經提到這個照明系統具有很強的節能功能，并且由于在使用的過程當中應用較為先進的互聯網和電力電子技術，對于市面上的大多數照明產品都能夠進行有效地控制。根據室外光線的強弱來調節建筑室內光線的狀況，這樣可以大大的節約電力成本[4]。智能化照明系統能夠有效在燈光的控制時采取先進的電子技術，針對市面上常見的一些光進行智能調控。例如針對水銀燈、日光燈、LED 燈等多種燈進行自然的調節，如果當室外的自然光較強的時候，系統會自動地對室內的光照進行調節。如果室外的光照不明朗時，室內會不斷地增大，對于光照亮度調節結合自然光的亮度，針對室內外不同氣候環境的變化進行光照明暗度的調節能夠有效達到節能的目的。同時由于自動化操作能夠減少人工操作對于機械設備的損害，因此在后續的維護與保養環境中也能減少不必要的支出，延長照明工具的使用壽命。在未來的發展過程當中，資源可持續是一個新的發展方向，尤其對于照明系統來講，電力和相關設備的節約是一個很好地經濟發展點。

4.4 智能化照明系統的實現了照明控制的智能化

智能化照明系統具有全自動的工作狀態系統，可以結合預先設定的若干工作狀態進行工作的切換，同時也可以根據時間進行調節。例如某智能小區在一天的工作日結束之后，智能系統會自動地切入到晚上的工作狀態，不斷調節小區內部的燈光，按照預先設置好的要求進行自動的關閉，并將所有燈光調節到晚上合適的光線亮度。同時小區的管理人員可以依據業主的要求，進行小區不同位置燈光的調節，滿足不同場景下人們對燈光亮度的需求。

4.5 提高燈光管理水平

運用智能照明系統可以有效地提高燈光的使用壽命，基于燈光控制方向上通過智能化的控制，改變以往傳統的手動控制的原則。極大地避免因為人為因素所帶來的資源浪費的問題。同時可以在樓宇內進行高效率、高質量的管理，在智能化的燈光控制下，減少維護燈光的次數。有效地通過系統化和模式化的建立提高燈具的使用壽命。

5 結束語

結合上文的分析不難看出，智能照明是未來一個發展的新方向，智能照明所具有的高科技等性能將得到人們廣泛地喜愛與應用。智能照明通過科學的規劃及服務管理，通過大數據、大系統共享等模式，實現全面感知、協同運行、高效管理、智能控制、綠色節能，最終實現城市照明可持續發展。

智能照明控制是一種社會人文價值觀的體現，它以智能化、人性化為出發點，實現高效運行與管理，在建筑智能照明系統使用過程當中，必須結合建筑本身的實際需要，并結合當地的人文自然環境特征設計一套合理的智能照明控制方案，做到照明效果個性化展現與資源節約同步實現。總而言之，智能照明系統是未來的一個重要發展方向，需要得到相關專業人員和設計人員的重視，并在實際的操作過程中不斷積累經驗，為我國人民現代化生活提供便利和服務。