．大樓智慧照明系統控制技術的應用【精選案例】

Lighting system for office and commercial buildings - POSEIDON Office

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來源：《建筑电气》作者：方耿华

1、項目簡介

本佔地面積逾1.8萬㎡，建築總面積約達46萬㎡，建築總高度為600m；由一棟超甲級商務塔樓和綜合性商業裙樓組成，其中塔樓總層數118層，商業裙樓為地上10層、地下5層，B1層為商業、B2~-5層為停車庫、設備房、戰時人防區等功能性區域。

對於建築體量如此龐大，商業功能多業態、人流量繁多的建築而言，其公共區域照明的能耗，是照明節能必須關注的環節，而單純依靠傳統的樓宇BA控制系統，實現簡單的區域照明，和定時開關功能，顯然很難滿足照明節能的需求。

因此，引入智慧照明控制系統勢在必行。

　　

在倡導節能減碳、綠色建築的大環境下，作為耗電大戶的建築照明，是節能設計中優化的對象。

照明節能是一個系統工程，其中涉及照明燈具的選擇、智慧控制的設計等幾個方面，而光源是這個系統裡面，不可或缺的組成部分，選擇節能型光源是一種簡便、有效的節能措施，大型公共建築物或大型綜合體建築，照明面積大、功能區域複雜、光源類型眾多，涉及螢光燈、HID燈、LED燈、光纖照明等不同類型的光源，不但要滿足基本的照度要求，還要能提供舒適的燈光環境。

這時，僅採用節能型光源，對於節能的作用，就顯得微不足道了。

因此，在大型公共建築的運行及管理中，引入智慧照明控制系統十分必要，採用智慧照明控制系統後，可以不受光源及燈具的限制，對整座大樓的公共區域根據天氣變化、日晝輪轉進行控制，達到節約大樓電能的效果。

　　

2、智慧照明控制系統管理分析

智慧照明控制系統基於BMS平台，通過OPC標準（OLE for Process Control），與智慧照明控制系統中央監控電腦通信，結合ETS整合管理系統，在智慧照明控制系統主控室的電腦操作平台上，完成照明系統日常的運轉與管理工作。

在實施過程中，根據整合管理軟體設定的「控制方式、場景區分、功能區域區分」各種方式，按預定的時間表、每年的預定日程表以及假期、特定日期的安排等，進行時間程序編程、提供全年的照明計劃，實現對照明系統的管理及監控。

智慧照明控制系統，透過整合管理平台，實現對各照明分區、功能區域、場景照明迴路的自動控制，可自動調節室內照度，並維持在設定值上。

並可透過電腦介面，控制各照明迴路的開關和照度的調節，結合軟體統計照明燈具的運行時間、照度水平、預置的工作循環程序表，自動切換各照明迴路燈具的運行。

智慧照明控制系統，主要採用總線控制的監控管理系統，主要包括照明監控工作站、網路連接控制器、單元控制繼電器、就地開關、各類傳感器等。

單元控制器採用KNX/EIB現場總線連接，控制面板及各類傳感器，透過地址編碼控制EIB總線，接入單元控制器，或就近接入單元控制器，實現整個鏈路的連通。

3、智慧照明控制系統的實施運用

某大樓的智能照明控制系統，採用分布式集散控制系統，主要控制範圍分三大區域，即「地下車庫、裙樓、塔樓」，分別對應-2F~-5F地下停車場；B1F商業公共區域照明、裙樓公共通道、中庭公共走廊等區域；塔樓的辦公大堂、電梯廳、核心筒公共走道照明，及預留的景觀泛光照明。

整棟大樓的照明系統，採用「集中監控、分區控制、管理分級」的管理思想進行設計，共有14個子網，子網之間透過大樓綜合布線通訊專網，在TCP/IP協議基礎上進行互聯，並透過網路，將分布在各現場的控制器連接起來，軟體與硬體分散配置。

該項目引入西門子，GAMMA instabus KNX/EIB總線控制智慧照明系統，該系統基於KNX技術標準，KNX技術標準是建築控制領域，唯一的開放式國際標準，透過KNX總線系統，對大廈內的公共區域照明、遮光/百葉窗、泛光照明等進行控制，本項目智慧照明控制系統如圖2所示。

　　

在系統設備、輸出設備、輸入設備安裝方面，透過設計深化後，將各功能模組，分別安裝在各樓層相應控制區域內的，照明配電箱或配電櫃內，傳感器則安裝在相關控制的區域，用UTP5分支線通過KNX/EIB專用電纜連接起來，再由KNX/IP路由器，連接至本項目管理網路的就近點，形成自成一體的管理網路，並分別在B1層消防監控中心和BMS機房，安裝可視化控制主副電腦，透過電腦顯示所有設備的工作狀態，和進行操作控制。

在控制上各個區域相互獨立，既可以集中監控，也可分區自主控制；當總控中心停止工作，或某個分區停止工作時，不影響其他各區域的控制、設備運行和網路通訊。

系統中任意設備的故障或損壞，也不會影響本區，和整個系統的功能、運行和信號傳輸。任何一個迴路，透過ETS管理軟體給予的編碼，可以完成對區域或區域外的單一迴路照明、多迴路開關、調光控制、場景控制。

（1）區域功能設計控制分析

地下車庫

地下停車場屬於無自然光的環境，需要提供全天候照明，採用分迴路開關控制，平時在中央KNX/EIB圖形監控軟體的作用下，車庫照明處於自動控制狀態，在上班工作時間開啓全部燈光，其餘時間分迴路關閉，滿足基本的照度要求；

另外，再根據工作時段的實際照明照度要求，及車輛的使用情況，對一天中的「上午、中午、下午、晚上、深夜」時段，透過ETS軟體的時段設定，自動控制迴路燈具開閉的數量，達到控制區域照度的要求，以有效利用燈光照明的利用率，減少電能浪費，延長燈具的使用壽命，節約資源。

地下車庫的主要功能，就是滿足車輛停放的需要，在提倡節能的同時，項目引入了DALI數位可尋址照明控制系統，來智慧控制開啓照明，與地下車庫停車系統，形成整合關聯。

當有車刷卡進入後，系統接收反饋數據，自動開啓或自動調亮對應車道照明，指引汽車到指定停車位；並在車道設置動態探測裝置，當人員停完車離開該地點後，探測感應裝置檢測不到任何動靜時，系統將自動關閉或調暗該區域的照明。

DALI數位可尋址照明控制如圖3所示。

　　

由於本項目地下車庫B2F~-5F為停車場，區域大、範圍廣，為方便物業管理人員的管理，智慧照明控制系統既考慮，在車庫入口管理處安裝手動開關，實現現場手動控制。還在系統照明迴路控制中，採用帶電流檢測的智慧開關負載輸出器，用於提示或報警照明迴路中，個別燈具故障或損壞的情況，以便管理人員及時發現並維護。

門廳大堂

門廳大堂是進入大樓的必經之地，其燈具的選用、照度的要求，已不僅僅是為滿足大堂的照明需要，更考慮照明的氣氛、場景以及與大堂整體裝潢的協調一致。

本項目門廳大堂在KNX/EIB系統中，也採用分迴路控制，對門廳大堂走道照明設置「白天模式、上班模式、下班模式、晚上模式」開啓不同迴路燈具及數量，來滿足各個模式的照度要求及燈光效果。

由於大堂在白天有自然光照射，本項目採用了室內恆照度控制方式，充分利用自然光，在保證照度及照明效果的前提下，根據自然光調節燈具的亮度，並開啓部分裝飾燈光，來點綴大堂燈光效果，以減少能耗，節省能源。

在夜間至午夜開啓部分燈具，配合室外泛光照明，形成相映襯的夜間景觀，而午夜至凌晨在滿足基本照度的前提下，關閉大部分燈具。另外在現場控制方面，可以在門廳服務台處，配置控制面板，現場手動控制就地燈具的開關。

公共活動區域

核心筒電梯廳、公共走道、商業裙樓，及中庭走道，屬於敞開的公共活動空間，本項目有10層商業裙樓、115個電梯廳及走道、8個主要電梯大堂分區。

大樓開業後將有大量的上班人員活動，這些區域的照明設置，必須考慮工作日上下班、節假日、早晚高峰期等影響因素，因此，在深化設計過程中運用KNX/EIB系統，透過時間控制器和分迴路設置，實現對照明的自動管理控制，時間控制器分時間控制的不同運行模式，可分為高峰模式、普通模式、檢修模式、清潔模式等，一個按鍵即可開啓不同的燈組，既符合使用要求，又節省能源。

還可以設定時間表控制，根據工作日和節假日的特點，設置不同的照明工作時間表，自動開啓/關閉相應的區域或者燈組，如對於節假日模式，可以設定無人時只亮少量燈具，以滿足視頻監控的足夠照度。

另外，本項目還在洗手間、個別不常用的走道，設置一定數量的紅外線人體感應器，以實現「人在燈亮，人走燈暗」的自動控制。

泛光照明

為實現某項目在景觀、外牆泛光照明方面的科學合理使用，突出建築物本身的美學，及凸顯城市地標的景觀效果，在智慧照明控制系統的KNX/EIB總線系統中，特別預留了景觀，及泛光照明端口的接入，將景觀泛光照明各照明迴路，根據某項目大廈在不同時段需要的燈光效果，進行組合控制，如設定晚間、夜間、節假日等場景，以營造不同的氛圍。

（2）本項目智慧照明控制系統控制模式分析

智慧照明控制系統，主要的控制方式有時間自動控制、現場手動控制、場景自動控制、可視化集中控制、整合控制等，由於本項目是一個具備多個功能區域、燈光控制繁雜的地標建築，在深化設計的過程中，充分糅合上述各種控制方式，有單一採用，也存在多種方式結合併用。

a.時間控制，主要是利用時鐘資訊，透過時間控制器，或中央監控的ETS軟體系統，按照物業管理公司，實際統計的大樓公共區域營運管理情況，來制定智慧照明管理系統，相對應的時刻表，針對不同時刻，制定典型區域的自動控制方式，如核心筒的電梯廳、公共走道、中庭走道、商業區域等部分，並在KNX/EIB系統中進行充分深化設計。

b.現場手動控制，是一種輔助的管理控制手段，採用可編程的控制面板，物業管理人員可根據現場情況，或特殊節日，來操作控制面板控制照明迴路的開啓、關閉等，一般在地庫的管理室、門廳大堂的服務台，都設置有相關的現場手動控制開關。

c.場景自動控制，是根據公共區域或商業區域的照明方式，預先設定為各種場景，如正常白天營運場景、晚上下班場景、清潔場景，或根據物業管理公司設定的各種場景，分配照明控制迴路，充分利用DALI可尋址數位調光照明等，進行開關狀態、明暗程度的控制，來調節場景照明。

d.圖形可視化集中控制，採用網路可視化instabus @EIB軟體管理和監控整個系統，透過可視化介面，將所有EIB控制的對象顯示在螢幕上，各照明迴路燈具均可按實際位置，顯示於區域平面上，照明迴路的即時開關狀態，也可同時顯示在圖形上，方便觀察、控制，並可點擊各迴路，或各區域控制的圖形，來開啓或關閉，相應迴路的照明燈具。

e.整合控制，是透過與上一級建築樓宇控制系統BMS的EIBOPC連接，具有在圖形畫面上集中監視、控制所有設備的功能，並設有用戶安全及使用權限管理。

4、智慧照明控制系統對能源的利用、效益、價值的評估

任何先進技術的設計引入及投資，都是在體現智慧人性、環保節能的理念。某項目選用智慧照明控制系統的目的，也是為了節省能源、優化設備運行、提供舒適環境、提高物業管理效率、減少長期費用等。

根據採用KNX/EIB的理論評估，某項目採用該系統可以使照明能源合理使用、節省不必要的能源消耗，每年可比傳統照明控制系統，節約電能20%~30%（預估）；

另外，利用KNX/EIB智慧控制技術，對系統設備可以進行一體化控制，不但可以對設備運行進行，有效的監控管理，還可大大減少大樓物業，設備管理人員的人力物力，避免因人為錯誤操作，而造成的設備損害。

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