摘 要:從電氣照明系統節(jié)能在綠色建筑節(jié)能中的重要性出發(fā)，結合電氣照明節(jié)能控制系統的控制方式，對高層樓宇電氣照明節(jié)能控制系統的結構和功能進行了詳細分析研究。基于智能開關模塊、人體移動傳感器、定時開關模塊、場景控制器等功能模塊的照明節(jié)能控制系統，能夠根據照明場所照度的實際值和預設值間的偏差，動態(tài)調節(jié)照明燈具的照度和組合方式，可以確保系統按預設照度需求智能調節(jié)，達到節(jié)能降耗和提高人性化服務水平的目的。
關鍵詞:高層樓宇 電氣照明 節(jié)能控制
國民經濟的迅速發(fā)展，對能源需求量不斷增加，相應能源供需矛盾也在不斷擴大，如何進行合理的調配，有效提高能源利用效率已成為各行各業(yè)普遍關注的重點�！秶窠洕蜕鐣l(fā)展第十二個五年規(guī)劃綱要》中明確提出，節(jié)能降耗已成為我國能源發(fā)展的重要舉措，到2015年單位國內生產總值能耗要達到比2010年降低16%以上的效果，同時主要污染物排放總量也要降低10%以上。建筑是能源大戶，同時也是資源高消耗、節(jié)能潛力較大的行業(yè)。據一些統計資料表明：建筑行業(yè)其在建材生產環(huán)節(jié)中的耗能占比約為20%，而在建造環(huán)節(jié)其耗能占比約為1.5%，使用環(huán)節(jié)耗能占比約為29%。而建筑電氣又是建筑使用環(huán)節(jié)中的主要能源大戶，而照明又是建筑電氣中的能源大戶。因此，對于綠色建筑而言，建筑照明系統的節(jié)能，對整個建筑的節(jié)能尤為重要。受常規(guī)建設理念和綜合投資資金的影響，我國高層樓宇建筑電氣照明系統存在能源利用效率低下、能源結構陳舊、實時服務水平較低等問題。而采用先進的節(jié)能調控技術，根據用戶實際需求，合理調節(jié)照明系統的照度、運行方式等，其綜合節(jié)電效率可以大大35%～50%左右。因此，在綠色節(jié)能高層樓宇建筑中，充分重視電氣照明系統的節(jié)能，積極探索照明節(jié)能途徑和方法，研究滿足用戶需求的智能節(jié)能照明控制系統，就顯得非常有工程實踐應用研究意義。
1 電氣照明節(jié)能控制系統的控制方式
1.1 場景控制方式
按照現代化家居環(huán)境，要從客廳、臥室、書房、廚房、衛(wèi)浴室、陽臺等功能區(qū)域，結合控制開關模板、智能調光控制模板、智能運算決策控制面板、以及各種智能傳感器，按照照明環(huán)境的光照要求、光照效果、燈光場景等功能需求，滿足人工切換和智能分析切換的功能需求。根據不同場景需求隨機切換。例如對于客廳而言：客廳是一個多功能的場所，其對照明的功能要求較高，除了要求照明控制方式的靈活性外，還需要照明功能和效果的多樣化。在客廳控制模塊中，要求其具備一個帶多場景控制模式的智能控制器，通過人工手動或智能調節(jié)，實現多種不同照度和光照效果燈具的相互匹配組合，達到所需要的場景控制功能效果。用戶可以根據實際需求，隨心所欲地通過遙控器、手持式智能終端等完成對客廳照明場景的切換和選擇，以給客人營造一個具有溫馨、浪漫、高雅等燈光環(huán)境。
1.2 多種控制方式的自動切換和搭配
根據用戶的實際需求，在照明控制系統中根據客廳、臥室、書房等照明場所的實際需求，自動切換照明場景的控制方式，達到節(jié)能降耗的結果。如：根據需求設置早晨、上午、下午、夜晚、雨天、陰天、晴天、節(jié)假日、工作日、周末、生日、結婚紀念日等控制模式，通過傳感器自動感應照明場所的照度完成自動調節(jié)控制。另外，還可以根據控制模塊中的DSP數據處理器和智能運算分析軟件，獲得自然光和人工照明的最優(yōu)配合。通過傳輸調控系統，配合窗簾電機、空調等智能控制模塊，實現自然光與人工照明的搭配，為客戶營造一個最適宜的環(huán)境，即滿足各種功能場景的照度、溫度、濕度需求，同時還能充分利用自然光源達到節(jié)能降耗的目的。
1.3 具有良好的兼容拓展性能
電氣照明節(jié)能控制系統要具有良好的兼容拓展性能，要具備單片機控制、DSP數據信號處理、LED顯示系統、以及照明燈具電源驅動功能模塊等。同時，電氣照明節(jié)能控制系統，還應具備良好的兼容拓展性能，能夠將各種智能IED電子設備接入系統，實現對照明場所的某一個或多個燈具按照用戶需求合理調配，實現智能化管理、調節(jié)和控制，充分滿足房間內部用戶的實際需求。另外，該系統還應具備先進的集成模塊化設計，配置要靈活，以便與高層樓宇家居遠程控制系統實現數據信息資源的交互共享和互操作。即可以通過計算機、互聯網實現對照明系統的遠程控制，提高系統的任性化服務水平。
2 高層樓宇電氣照明節(jié)能控制系統
采用電氣照明節(jié)能控制系統的目的，在于延長照明燈具綜合使用壽命、提高燈具電能利用效率、節(jié)約電能能源、降低照明系統運行維護成本、減少環(huán)境污染、滿足用戶對照明場所場景的人工照明光環(huán)境需求，體現人性化服務需求。利用傳感器、計算機技術、總線通信技術、無線通信技術等，通過先進技術的集成整合，實現按用戶需求對照明場所各種技術參數、數據的采集、傳輸、運算分析和決策，實現對照明燈具、照明系統的智能自動化控制，以達到高層樓宇建筑生產、工作、會客、學習、生活等功能需求。
2.1 系統邏輯組成結構
高層樓宇電氣照明節(jié)能控制系統，是一個用于智能自動調節(jié)照明燈具運行方式的照度自動控制系統，主要包括照明燈具（吊燈、水晶燈、落地燈、熒光燈、壁燈、射燈、筒燈等）、智能開關模塊、人體移動傳感器、定時開關模塊、場景控制器等功能模塊，其整體結構如圖1所示。
2.2 智能調節(jié)節(jié)能功能
智能開關模塊中的照度傳感器，自動檢測運行環(huán)境周圍的實際照度值，然后將采集的照度值同用戶預先設定的照度值進行實時比較分析，并經模糊PID控制器運算分析形成對應的調控方案。如果存在偏差，則需求通過智能開關發(fā)出調節(jié)信號，調節(jié)照明電路的運行方式或燈具組合，直到滿足預先設定的照度值為止。紅外人體移動傳感器在運行過程中，會自動檢測運行環(huán)境的溫感特性，如果沒有人在，則不管周圍環(huán)境照度如何，通過控制器關閉所有燈具，達到節(jié)能效果；如果有人在，而外界自然光照的照度能夠滿足場所功能需求時，則關閉燈具節(jié)約電能；如果有人在且自然光照照度不滿足照明場所需求時，則通過運算分析形成對應的調控策略調節(jié)照明燈具的亮度或開啟相應數量燈具組合，以滿足照明場所照度要求，提高系統人性化服務水平。
2.3 自然光互補節(jié)能功能
為了提高高層樓宇建筑照明系統節(jié)能降耗潛力，充分利用自然光與人工照明間的匹配，利用自然光和人工照明的相互組合，通過自動檢測和智能分析，獲得最優(yōu)調配策略，達到節(jié)能降耗的效果。當自然光能夠滿足照明場所照度需求時，關閉人工照明系統；當自然光不能滿足需求時，則需求自動開啟照明系統，并根據照度實時變化調節(jié)人工照明燈具的照度，以維持照明場所的正常照度需求。由于自然光照度存在實時變化特性，為了提高照明系統運行的安全可靠性，同時滿足人性化智能服務需求，此處引入照度閥值或閾值，即當照明場所實際照度值超過關閉或打開閾值或閥值，并持續(xù)15min以上時，人工照明系統自動關閉或打開，以滿足照明系統節(jié)能調控需求�？刂颇K可以根據場所照度變化，在定時管理、人員移動探測、自然光匹配利用等控制模塊功能整合下，通過圖像數據、連續(xù)數字化調節(jié)控制技術，控制執(zhí)行機構完成無縫智能調節(jié)，達到節(jié)能降耗和提高人性化服務水平的功能需求。
3 結束語
建筑電氣照明系統節(jié)能優(yōu)化，是綠色建筑節(jié)能研究的重點。選擇節(jié)能高效且滿足照明場所功能需求的光源，是照明系統節(jié)能控制設計的基礎。并通過定時管理、人員移動探測、自然光匹配組合等智能控制功能模塊的合理設計和利用，確保節(jié)能照明燈具功能作用的高效穩(wěn)定發(fā)揮。合理、高效、節(jié)能、經濟、用戶滿足的智能照明控制系統，是高層樓宇電氣系統節(jié)能研究的重點。在實踐工作應用中，專業(yè)技術人員要重視照明節(jié)能潛力，合理采用先進的節(jié)能燈具和照明控制系統，將節(jié)能技術措施運用到高層樓宇建筑中，提高系統能源的綜合利用效率，推動綠色節(jié)能建筑的高效穩(wěn)定、節(jié)能經濟的建設發(fā)展。
參考文獻
[1]付繼銘.建筑電氣設計中的節(jié)能措施[J].福建建設科技，2005，27：29-50.
[2]劉家英.建筑照明節(jié)能設計綜述[C].中國西部建筑電氣與智能建筑展覽會暨城市與建筑照明高峰論壇論文集，2011.
[3]徐華.淺談照明控制節(jié)能[J].智能建筑與城市信息，2007，（10）：94-97.
關鍵詞:高層樓宇 電氣照明 節(jié)能控制
國民經濟的迅速發(fā)展，對能源需求量不斷增加，相應能源供需矛盾也在不斷擴大，如何進行合理的調配，有效提高能源利用效率已成為各行各業(yè)普遍關注的重點�！秶窠洕蜕鐣l(fā)展第十二個五年規(guī)劃綱要》中明確提出，節(jié)能降耗已成為我國能源發(fā)展的重要舉措，到2015年單位國內生產總值能耗要達到比2010年降低16%以上的效果，同時主要污染物排放總量也要降低10%以上。建筑是能源大戶，同時也是資源高消耗、節(jié)能潛力較大的行業(yè)。據一些統計資料表明：建筑行業(yè)其在建材生產環(huán)節(jié)中的耗能占比約為20%，而在建造環(huán)節(jié)其耗能占比約為1.5%，使用環(huán)節(jié)耗能占比約為29%。而建筑電氣又是建筑使用環(huán)節(jié)中的主要能源大戶，而照明又是建筑電氣中的能源大戶。因此，對于綠色建筑而言，建筑照明系統的節(jié)能，對整個建筑的節(jié)能尤為重要。受常規(guī)建設理念和綜合投資資金的影響，我國高層樓宇建筑電氣照明系統存在能源利用效率低下、能源結構陳舊、實時服務水平較低等問題。而采用先進的節(jié)能調控技術，根據用戶實際需求，合理調節(jié)照明系統的照度、運行方式等，其綜合節(jié)電效率可以大大35%～50%左右。因此，在綠色節(jié)能高層樓宇建筑中，充分重視電氣照明系統的節(jié)能，積極探索照明節(jié)能途徑和方法，研究滿足用戶需求的智能節(jié)能照明控制系統，就顯得非常有工程實踐應用研究意義。
1 電氣照明節(jié)能控制系統的控制方式
1.1 場景控制方式
按照現代化家居環(huán)境，要從客廳、臥室、書房、廚房、衛(wèi)浴室、陽臺等功能區(qū)域，結合控制開關模板、智能調光控制模板、智能運算決策控制面板、以及各種智能傳感器，按照照明環(huán)境的光照要求、光照效果、燈光場景等功能需求，滿足人工切換和智能分析切換的功能需求。根據不同場景需求隨機切換。例如對于客廳而言：客廳是一個多功能的場所，其對照明的功能要求較高，除了要求照明控制方式的靈活性外，還需要照明功能和效果的多樣化。在客廳控制模塊中，要求其具備一個帶多場景控制模式的智能控制器，通過人工手動或智能調節(jié)，實現多種不同照度和光照效果燈具的相互匹配組合，達到所需要的場景控制功能效果。用戶可以根據實際需求，隨心所欲地通過遙控器、手持式智能終端等完成對客廳照明場景的切換和選擇，以給客人營造一個具有溫馨、浪漫、高雅等燈光環(huán)境。
1.2 多種控制方式的自動切換和搭配
根據用戶的實際需求，在照明控制系統中根據客廳、臥室、書房等照明場所的實際需求，自動切換照明場景的控制方式，達到節(jié)能降耗的結果。如：根據需求設置早晨、上午、下午、夜晚、雨天、陰天、晴天、節(jié)假日、工作日、周末、生日、結婚紀念日等控制模式，通過傳感器自動感應照明場所的照度完成自動調節(jié)控制。另外，還可以根據控制模塊中的DSP數據處理器和智能運算分析軟件，獲得自然光和人工照明的最優(yōu)配合。通過傳輸調控系統，配合窗簾電機、空調等智能控制模塊，實現自然光與人工照明的搭配，為客戶營造一個最適宜的環(huán)境，即滿足各種功能場景的照度、溫度、濕度需求，同時還能充分利用自然光源達到節(jié)能降耗的目的。
1.3 具有良好的兼容拓展性能
電氣照明節(jié)能控制系統要具有良好的兼容拓展性能，要具備單片機控制、DSP數據信號處理、LED顯示系統、以及照明燈具電源驅動功能模塊等。同時，電氣照明節(jié)能控制系統，還應具備良好的兼容拓展性能，能夠將各種智能IED電子設備接入系統，實現對照明場所的某一個或多個燈具按照用戶需求合理調配，實現智能化管理、調節(jié)和控制，充分滿足房間內部用戶的實際需求。另外，該系統還應具備先進的集成模塊化設計，配置要靈活，以便與高層樓宇家居遠程控制系統實現數據信息資源的交互共享和互操作。即可以通過計算機、互聯網實現對照明系統的遠程控制，提高系統的任性化服務水平。
2 高層樓宇電氣照明節(jié)能控制系統
采用電氣照明節(jié)能控制系統的目的，在于延長照明燈具綜合使用壽命、提高燈具電能利用效率、節(jié)約電能能源、降低照明系統運行維護成本、減少環(huán)境污染、滿足用戶對照明場所場景的人工照明光環(huán)境需求，體現人性化服務需求。利用傳感器、計算機技術、總線通信技術、無線通信技術等，通過先進技術的集成整合，實現按用戶需求對照明場所各種技術參數、數據的采集、傳輸、運算分析和決策，實現對照明燈具、照明系統的智能自動化控制，以達到高層樓宇建筑生產、工作、會客、學習、生活等功能需求。
2.1 系統邏輯組成結構
高層樓宇電氣照明節(jié)能控制系統，是一個用于智能自動調節(jié)照明燈具運行方式的照度自動控制系統，主要包括照明燈具（吊燈、水晶燈、落地燈、熒光燈、壁燈、射燈、筒燈等）、智能開關模塊、人體移動傳感器、定時開關模塊、場景控制器等功能模塊，其整體結構如圖1所示。
2.2 智能調節(jié)節(jié)能功能
智能開關模塊中的照度傳感器，自動檢測運行環(huán)境周圍的實際照度值，然后將采集的照度值同用戶預先設定的照度值進行實時比較分析，并經模糊PID控制器運算分析形成對應的調控方案。如果存在偏差，則需求通過智能開關發(fā)出調節(jié)信號，調節(jié)照明電路的運行方式或燈具組合，直到滿足預先設定的照度值為止。紅外人體移動傳感器在運行過程中，會自動檢測運行環(huán)境的溫感特性，如果沒有人在，則不管周圍環(huán)境照度如何，通過控制器關閉所有燈具，達到節(jié)能效果；如果有人在，而外界自然光照的照度能夠滿足場所功能需求時，則關閉燈具節(jié)約電能；如果有人在且自然光照照度不滿足照明場所需求時，則通過運算分析形成對應的調控策略調節(jié)照明燈具的亮度或開啟相應數量燈具組合，以滿足照明場所照度要求，提高系統人性化服務水平。
2.3 自然光互補節(jié)能功能
為了提高高層樓宇建筑照明系統節(jié)能降耗潛力，充分利用自然光與人工照明間的匹配，利用自然光和人工照明的相互組合，通過自動檢測和智能分析，獲得最優(yōu)調配策略，達到節(jié)能降耗的效果。當自然光能夠滿足照明場所照度需求時，關閉人工照明系統；當自然光不能滿足需求時，則需求自動開啟照明系統，并根據照度實時變化調節(jié)人工照明燈具的照度，以維持照明場所的正常照度需求。由于自然光照度存在實時變化特性，為了提高照明系統運行的安全可靠性，同時滿足人性化智能服務需求，此處引入照度閥值或閾值，即當照明場所實際照度值超過關閉或打開閾值或閥值，并持續(xù)15min以上時，人工照明系統自動關閉或打開，以滿足照明系統節(jié)能調控需求�？刂颇K可以根據場所照度變化，在定時管理、人員移動探測、自然光匹配利用等控制模塊功能整合下，通過圖像數據、連續(xù)數字化調節(jié)控制技術，控制執(zhí)行機構完成無縫智能調節(jié)，達到節(jié)能降耗和提高人性化服務水平的功能需求。
3 結束語
建筑電氣照明系統節(jié)能優(yōu)化，是綠色建筑節(jié)能研究的重點。選擇節(jié)能高效且滿足照明場所功能需求的光源，是照明系統節(jié)能控制設計的基礎。并通過定時管理、人員移動探測、自然光匹配組合等智能控制功能模塊的合理設計和利用，確保節(jié)能照明燈具功能作用的高效穩(wěn)定發(fā)揮。合理、高效、節(jié)能、經濟、用戶滿足的智能照明控制系統，是高層樓宇電氣系統節(jié)能研究的重點。在實踐工作應用中，專業(yè)技術人員要重視照明節(jié)能潛力，合理采用先進的節(jié)能燈具和照明控制系統，將節(jié)能技術措施運用到高層樓宇建筑中，提高系統能源的綜合利用效率，推動綠色節(jié)能建筑的高效穩(wěn)定、節(jié)能經濟的建設發(fā)展。
參考文獻
[1]付繼銘.建筑電氣設計中的節(jié)能措施[J].福建建設科技，2005，27：29-50.
[2]劉家英.建筑照明節(jié)能設計綜述[C].中國西部建筑電氣與智能建筑展覽會暨城市與建筑照明高峰論壇論文集，2011.
[3]徐華.淺談照明控制節(jié)能[J].智能建筑與城市信息，2007，（10）：94-97.
