杭州市建筑设计研究院    李炜

    随着现代建筑科学技术的不断进步和发展，以及人们物质文化和精神生活水平的迅速提高，人们对于照明的要求越来越高，他们已不仅仅满足于传统照明设计提供的照明效果，他们更希望在一个舒适、明亮、灵活、高效的照明环境中工作和生活。二十世纪八十年代以来，为了适应和满足人们的这一需要，智能照明控制技术在建筑各个领域中的应用越来越广。

一．智能照明控制系统的工作原理和基本结构

智能照明控制系统是为了适应各种建筑的结构布局以及不同灯具的选配，从而实现照明的多样化控制。现有的智能照明控制系统主要分为中央集中控制系统及分布式控制系统两种。两种控制系统的结构框图详下图：

从上图中我们可以看出，智能照明控制系统的工作原理是采用主电源经调光模块后分为多路可调光的输出回路供照明灯用电，灯的开/关和调亮调暗由可编程多功能控制面板控制，所有调光器和面板都可通过编程实现对每路灯的各种控制，由此可产生不同的灯光场景和灯光效果。而中央集中控制系统由于将控制功能集中在中央处理器上，相对于分布式控制系统将控制功能分散给系统每一个模块而言，系统的灵活性和可靠性要略差一些。下面本文以Dynalite分布式控制系统为例介绍一下智能照明控制系统的基本结构。从系统的结构框图可以看出，调光模块、控制面板、智能探头以及时钟管理器、PC机是智能照明控制系统的主要部件。

调光模块：它的主要功能是对不同灯具进行调光或开关控制。它的基本工作原理是由CPU控制可控硅的开启角大小，从而控制电压的平均幅值去调节灯具的亮度。灯具的亮度一般与灯具的输入电压幅值成正比关系。它应该具备的基本功能有：a)能对各类灯具进行无级连续调光或开关；b)能对灯具起保护作用，包括适应电源电压频率的变化，限制输出电压范围，抑制电网上的各种干扰，防止高启动电流和热冲击以及通过软启动特性和软关断技术来保护灯具，延长灯具的寿命；c)能对预置的调光场景进行记忆，不因停电而破坏；d)能抑制电磁干扰。

开关模块：一种用继电器开关输出的控制模块，主要用于实现对照明的智能开关管理。

控制面板：是供人直观操作控制灯光场景的部件。它是由CPU来控制的。它具有的功能包括有：启动或改变一个灯光场景；临时改变灯光亮度；更改场景设置；区域分割或合并；可编程时序和逻辑控制。

智能传感器：它主要由动静探测红外跟踪器、光度检测光电管和用于遥控的接收器组成，它能识别有无人进入房间或检测环境的光照度；可按日照自动调整室内灯光的亮度。可实现照明智能管理所需的各种感应探测功能。

时钟管理器：用于提供一周或一年内各种复杂的照明控制事件和任务的时序设定。

PC机：可在监控室实现对大楼整个照明控制系统的管理。

二．智能照明控制系统的应用

本文以智能办公大楼为例介绍一下智能照明控制系统的应用。

一个现代化的智能办公大楼，不仅要有足够的工作照明，更应营造一个舒适的视觉环境，使员工在其中工作保持心情舒畅，提高办公效率。据国内外有关资料介绍，办公照明用电量约占整个大楼能耗的1/3。因此，做好照明设计，选择合理的照明方案，配置先进的控制系统，加强照明控制设计，已成为智能办公楼的一个重要设计内容。它不仅能有效节约能源，降低用户运行费用，还可提高大楼管理水准。

我们知道办公大楼按照功能区域划分，通常会有办公区、门厅、会议室、多功能厅等，各个功能区域的照明具有不同的特点。办公区域照明使用的光源主要是荧光灯与白炽灯，其中荧光灯多用于一般照明，白炽灯多用于局部照明，照度水平的设计主要取决于视觉作业的需要及经济条件的状况。办公区域的工作时间主要是在白天，可以考虑利用窗外入射的大量自然光进行照度补偿，不仅能节约能源，更能维持室内舒适的视觉环境。在现有的一些智能办公楼的设计中，照明控制设计往往被归入BA系统中。出于经济性方面的考虑，许多弱电设计单位在这一方面的设计往往局限在对办公楼的公共区域照明（其中大多数又集中在对走道灯的照明控制）控制上。最常规的做法是在强电设计时将走道灯相邻灯具分别接入不同的照明灯具回路中，同时在各照明控制回路中相应增加交流接触器，这样BA控制系统仅需通过BA接口控制交流接触器触点的打开和闭合就能实现对照明回路的开关控制，从而实现节能的目的。但笔者认为这不是真正意义上的智能照明控制，它仅仅实现的是对照明回路的开关控制，灯具只有开和关，没有亮和暗，从而无法形成各种灯光亮度组合的灯光场景。对于一个完整的办公楼智能照明控制系统来说，办公区是办公楼的主要组成部分，采用智能照明控制系统，可使其照明系统工作在全自动状态。通过配置的“智能时钟管理器”可预先设置若干基本工作状态，通常分为白天、晚上、清扫、安全、午饭等，根据预先设定的时间段可自动的在各种状态之间进行转换。比如：上班时间来临时，系统自动将灯打开，并将光照度自动调节在预先设定的水平。在靠窗的房间，系统能智能地利用室外自然光，当天气晴朗，室内灯自动调暗；天气阴暗，室内灯会自动调亮，以始终保持室内恒定的亮度。午餐时间，灯将自动变换到一个舒适、柔和的灯光场景，使工作人员能够很好地休息和放松。当一个工作日结束时，在智能时钟管理器的作用下，系统将自动地调暗各区域的灯光，进入晚上工作状态。同时智能传感器的动静探测功能将自动生效。系统处于清扫状态时，该区域的灯保持基本的亮度，当清扫人员扫到该区域时，智能传感器的动静探测功能自动生效，点亮该区域的灯，当清扫人员扫完该区域离开后，延时数分钟后将灯关掉。安全状态和清扫状态的工作原理相似。智能照明控制系统还能保证办公区域和公共区域协调的工作。如：办公区域有员工加班时，电梯厅、走廊等公共区域的灯就保持基本的亮度，只有当办公区域的人走完后，才将灯降低到安全状态或关掉，避免不必要的能源浪费。

会议室是办公楼的重要组成部分，采用智能照明控制系统可对室内各照明回路进行调光控制，可预先设置多种灯光场景在控制面板中，使会议室在准备、报告、研讨、休息等不同的使用场合都能有不同的灯光效果。同时会议室的灯光控制系统还可以和投影仪等各种演示设备相连，当需要播放投影时，会议室的灯能自动缓慢的调暗；关掉投影仪，灯又会自动的调亮。另外，当使用移动搁板将一个大房间分隔成几个小房间时，只需将控制面板的链接功能打到OFF档，各房间就可实现单独控制；而当需要一个大会议室时，只需将控制面板的链接功能打到ON档，各房间灯光就可实现联动控制，使用及其灵活、方便。

三．智能照明控制系统的优点

智能照明控制系统与传统照明控制系统相比，在控制方式、照明方式、管理方式以及节能方面等均有不少优点。

首先在控制方式和照明方式上，传统照明控制采用手动开关，只有开和关，而且只能一路一路地开和关。而智能照明控制采用调光模块，通过灯光的调光在不同使用场合产生不同的灯光效果，营造出不同的舒适的视觉氛围。在控制上采用低压二次小信号控制，控制方式多，功能强，范围广，自动化程度高。其次，智能照明控制系统由于使用了自动化照明控制，智能利用光照以及通过网络，只需一台计算机就可对整个大楼的照明实现合理的能源管理自动化，不仅减少了不必要的耗电开支，同时也降低了用户的运行维护费用，在节能方面可比传统照明控制节电20%以上。另外，在智能照明控制系统中，由于可通过系统人为地设置电压限制，可以避免或降低电网电压以及浪涌电压对灯具的冲击，从而起到保护灯具，延长灯具使用寿命的作用。而更值得一提的是智能照明控制系统是一个开放式的系统，通过标准网络接口可方便地与BAS系统联接，实现智能大楼的计算机系统集成。

四．智能照明控制系统的设计方法和步骤

智能照明控制系统的设计一般都是在灯光设计和照明电气设计部分完成之后来进行的。其设计一般可分为：

第一步：编制照明回路负载清单。

在这过程中应注意：首先每条照明回路的灯具应该为同类型的灯具，这样才便于调光模块的选择和配置。而且每条照明回路的灯具控制性质应该是相同的，是普通供电或同为应急供电。其次，应核对每条照明回路的最大负载功率是否在需要选择的调光器允许的额定负载容量之内。最后，还要对一些照明回路的划分作适当的调整，使其更适合场景配置的需要，使各路灯光可组合构成一个优美的照明艺术环境。

第二步：按照明回路的性能选择相关的调光器

调光器是智能照明控制系统的主要部件，而对于不同类型的灯具应该选用不同适合他们的调光器。比如对于冷阴极灯（发光、霓虹、充气），这类灯采用电压变压器工作，所以应采用前沿相控调光器。而对于包括金属卤化物灯在类的各种气体放电灯则应该选用正炫波电压调光器。

第三步：按照明控制要求选择控制面板和其他相关控制部件。

第四步：选择附件和集成方式。

第五步：编制系统设备配置表。

从以上对智能照明控制系统的介绍，我们知道智能照明控制系统不仅可以满足和实现不同的灯光效果要求，实现照明的高层次智能管理，改善工作环境，提高工作效率，还可节约能源，延长灯具寿命，减少用户维护费用。随着建筑和照明技术的进步，照明和建筑融为一体，照明已成为建筑艺术的一部分，让我们大家共同努力，将更多、更好的智能照明控制系统应用到智能建筑的设计中去，营造出艺术、智能化的光环境，赋建筑与生命。