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校園智能照明系統的設計

照明控制在樓宇控制中應用越來越廣泛，本文就是這樣一個設計事例。

校園智能照明系統樓宇控制

l引言

新校園的建設要適應網絡時代的發展，應引入智能化的概念。在傳統的樓宇自控系統中，一般只包括了綜合布線、計算機網絡、安防、消防、閉路電視監控等子系統。但近年來，隨著經濟的發展和科技的進步，人們對照明燈具節能和科學管理提出了更高的要求，使得照明控制在智能化領域的地位越來越重要。而在大學新校區的建設熱潮中，各大高校和他們的建設者也意識到了智能照明的重要性。相對商業樓宇而言，大學校園里的大功率動力和制冷設備比重較少，照明燈具則相對比重更多。使用照明控制系統，更能體現其在節能與管理方面的優勢，提高學校的科學管理水平。筆者以廣州大學城為參考，闡述自己的學校照明控制系統設計方案。

2智能照明控制系統的優越性

2．1達到良好的節能效果，延長燈具壽命

節能是照明控制系統的最大優勢。傳統的樓宇公共區域照明工作模式，只能是白天關燈，晚上開燈。而采用了智能照明控制系統后，我們可以根據不同場合、不同的人流量，進行時間段、工作模式的細分，把不必要的照明關掉，在需要時自動開啟。同時，系統還能充分利用自然光，自動調節室內照度。控制系統實現了不同工作場合的多種照明工作模式，在保證必要照明的同時，有效減少了燈具的工作時間，節省了不必要的能源開支，也延長了燈具的壽命。

2．2改善工作環境，提高工作效率

良好的工作環境是提高工作效率的一個必要條件。合理地選用光源、燈具及性能優越的照明控制系統，都能提高照明質量。智能照明控制系統具有開關和調光兩種控制方法，可以有效地控制各種照明場所的平均照度值，從而提高照度均勻性。同時，系統能根據不同的時間段，人們的不同需要，自動調節照度。

2．3實現多種的照明效果

多種照明控制方式，可以使同一建筑物具備多種藝術效果，為建筑增色不少。現代建筑物中，照明不單純地為滿足人們視覺上的明暗效果，更應具備多種的控制方案，使建筑物更加生動，藝術性更強，給人豐富的視覺效果和美感。一棟建筑物中，室外景觀照明、泛光照明可以預設為春夏秋冬四季變化，周末節假日場景，大型慶典場景；會客廳、會議室等可以預設會議、投影、會間休息等不同場景。在傳統的人工控制方式下，難以實現如此多種多樣的照明效果。

2．4提高管理水平

智能照明控制系統是以自動控制為主、人工控制為輔的系統。在一般的情況下，不需要有人的參與，照明系統自動實現開關和調光功能。既大大減少了管理人員的數量，也排除了由于人為因素而出現的不定時開關，影響學校的正常教學、生活秩序的情況出現。

2．5較好的投資收益效果

智能照明控制系統在節能和節省燈具使用的同時，有效節省了電費與管理費用的支出。根據一般的辦公大樓運營的經驗來看，節能效果能達到40％以上，一般的商場、酒店、地鐵站等節能效果也能達到25％~30％；學校在這方面還沒有得到具體的統計數據，但根據分析，效果還是令人滿意的。

3校園照明控制系統的基本組成部分

3．1主控中心

系統使甩通用計算機作為主控中心，通過RLINK通裝置與網絡實現通。計算機上可直接實現編程，監控，故障報警等功能。局域網上的計算機也可以通過主控中心實現監控功能。

3．2RLINK通裝置

主控中心與系統網絡各單元的通樞紐，實現RS485／RS232信號轉換，具備系統自診斷功能和自動故障報警功能。

3．3照明控制器

智能照明控制系統的核心部分，由控制模塊電路、驅動模塊電路、照明專用自鎖繼電器組成。每個照明控制器均可獨立工作，也可以由計算機中心控制。主控中心停止工作或通中斷不影響控制器的正常運行。控制器有多種規格，單個控制器最多可控制48個回路。一個系統內最多可連接500個控制器。

3．4可編程開關

智能的弱電開關，有1-8鍵等各種規格，開關本身使用24V安全電壓，不會有漏電的危險，開關操作時也不會出現打火和拉弧，確保安全。可編程開關上的每一個按鍵所控制的回路均由計算機編程設定，單鍵可控制多個回路，可根據情況變化隨意更改組合，使用起來靈活、方便。

3．5動態傳感器

利用紅外線或超聲波的原理，自動識別房間內是否有人存在而給控制器發送信號，實現“人來燈亮，人走燈滅”的動態控制功能。

3．6照度傳感器

核心部件是光電耦合器，通過感應外部自然光源的照度來調節室內照明的亮度，實現智能探測和智能調節的功能。

3．7電話通裝置

電話控制所需的附加設備。用戶直接撥打電話，根據提示音操作，控制照明開關。

4校園照明控制的特點

照明控制在樓宇自控、景觀照明領域已經在國內外有許多工程實踐。大學城的設計也參考了原來樓宇自控的設計原則和設計思路。設計的目標還是要突出照明控制系統智能化、科學管理和節省能源、節省運營費用的特點。合理細分控制回路，合理設置回路的控制方式和系統的運行方案。

照明控制系統可以與BA系統集成。提供與BA系統連接的接口協議和軟件協議，集成到BA系統中，便于樓宇智能化的集中管理和子系統間的聯動。照明控制系統也可以單獨建立一個系統，使用專門的通裝置和編程監控軟件，以便設置更理想、更靈活的控制方案。一般的商業樓宇，系統集成是一個不錯的選擇。但對學校而言，把照明控制系統獨立出來，一方面更便于整個校區各樓字照明控制的通和統一管理；另一方面，控制系統也可以把一些小功率用電設備的控制納入其中，簡化設計。

5各類建筑物的具體設計方案

5．1教學樓

廣州大學城各學校的教室，燈光照度設計標準為室內平均照度300lx，講臺點照度5001x，如此高的照度要求，如果沒有合理控制方案，能源上將造成巨大的浪費。因此，智能照明控制系統，不但用于控制公共樓道的燈光，普通教室、階梯教室、投影室的應用也具有相當的實際意義。對于學校而言，使用調光控制顯然造價過高，難以接受，而且教學樓的燈具大多選擇了日光燈，調光控制需要專用的調光鎮流器，比較煩瑣。因此，開關控制是主要的控制方式。

以350座位階梯教室為例，每個教室安裝一個照明控制器。教室內的燈具以區域和隔燈劃分回路，既可以根據教室的上課人數開部分區域的燈光，也可以實現整個教室1／3、2／3、3／3的照度。教室窗邊設置照度傳感器，控制窗邊燈光和電動窗簾，充分利用室外自然光。前后門口和講臺上都安裝可編程開關，任何一個開關都可以控制室內的所有燈具。同時，控制器也對教室內的其它電器進行開關觸電控制，并且與燈光聯動。例如投影聯動模式：事先設定一個情景模式，老師只需按一下按鈕，投影儀自動打開，投影幕自動放下來，電動窗簾關上，講臺的燈光關閉，座位席上方的大部分燈光關閉，保留一些必要的照明，以方便學生作筆記。通過這一系列的控制手段達到了最佳的節能效果，同時也提高了教學管理的質量。

5．2圖書館

大學城某學校圖書館，共六層，每層均分為A、B、C三個大區。首層是計算機中心、書庫，并有一個150座位報告廳；二至五層是圖書閱覽室，六層的A、B區是閱覽室，c區是資料庫。

大閱覽室照明使用三管日光燈，閱覽區平均照度3001x，藏書區照度200Ix。照明控制方式采用開關控制方式，根據區域和隔燈方式劃分回路。每個閱覽室設一個照明控制器，與照明配電箱一起安放在服務臺旁，以便管理。門口安裝可編程開關，開關控制的回路由編程確定，其中每個開關均設定其中一鍵控制整個閱覽室燈具。書庫和計算機中心考慮到書籍保護和計算機使用的要求，照度相對較低，控制方法與大閱覽室相同。

報告廳使用了兩種燈具，正常照明使用日光燈，投影和演示時使用筒燈，為人員進出提供方便。筒燈照明不計算正常照明的照度。日光燈和筒燈采用邏輯聯動控制方式，會議演講時使用正常照明，筒燈關閉。開啟投影演示時，系統自動關閉所有日光燈，開啟筒燈。照明控制箱和控制開關安裝在報告廳的控制室，控制開關上的指示燈實時指示回路的狀態。整個圖書館由大約20個控制器連成一個RS485控制網絡，由一臺主機控制。主機通過校園局域網與其它網絡聯系。

5．3體育館

體育館照明控制的主要目的不在于節能，而在于有效管理場館內的所有燈具，配合多種比賽的需要，實現自動控制。比賽場館燈具選用斜照型和深照型燈具，考慮到燈具的功率都較大，照明控制設計上采用一回路控制一個燈位的方式，一個控制回路的容量為4400W，確保了有足夠的余量。控制回路一般采用開關控制方式，部分采用調光。控制回路的組合聯動根據比賽項目、比賽場地大小和燈位的情況來設定。采用邏輯控制方式，通過編程設置籃球、排球等各種比賽模式，各種模式的開啟和切換均由一鍵完成。同時，照明控制系統應該與音響控制系統和消防系統聯動。當現場音樂響起。燈光馬上會出現一些變化效果作為配合。如開球、進球得分都會由不同的場景。消防聯動的作用是確保火警時應急照明啟動，方便人員的疏散。

5．4行政中心

行政中心會議室采用智能場景開關為控制方案。該場景開關內已含有控制電路，可獨立工作，無需照明控制器。一個開關可控制兩個開關回路和一個調光回路，每回路最大功率2000W。一個會議室可用多個場景開關，開關之間可通。場景模式直接在開關面板上設定，無需計算機編程。通過使用場景開關，可方便的實現各種場景，提供多種場合所需的照度。這種把控制芯片集成到開關的控制方式對一些小型的室內環境。需要指出的是，這種開關在布線上與傳開關有六線與其連接。可認為開關本身就是一個小功率用電器，市電和燈具均有N線與開關連接。

5．5學校園區

除了各種建筑物以外，學校戶外的景觀照明也是整個校園照明控制系統的重要部分。景觀照明的目的不光是夜間道路照明，也是美化學校環境，為各種節日和慶典活動增添色彩的需要。利用日志編程和特殊日設置的功能，可在一年內設置不同季節，不同月份，某個節日的照明效果。另外，由于一年四季有不同的日照時間，系統將具備自動識別功能。其識別功能通過傳感器和軟件兩種手段實現。照度傳感器可自動感應戶外光線，為控制器提供開關信號。但為了避免一些外界因素的影響，如陰雨天氣，或是傳感器的探頭被灰塵覆蓋，不能正確識別光強度等，系統軟件能根據當地的日出日落資料數據，自動調整開關時間。兩種形式相結合，達到了最佳的節能效果。

6結束語

以上談到的建筑和場景的照明控制系統，是各自獨立的系統。如果通過校園局域網把各自的系統主機聯系起來，就可以組成整個校園乃至整統開關有所不同，接線示意圖如下：

如圖，普通三鍵開關只有四線連接，而場景個大學城內的統一的控制系統。你只要是合法的管理員，就能在其中一臺主機上監控整個系統。智能照明控制系統廣泛應用在學校照明，大大提高了學校照明電力的管理水平，為校方節省了大量的電費支出，同時，也為學校師生提供了一個更舒適、明亮和高效的學習和工作環境。

參考文獻

1朱明海大學校園智能化系統設計

2《MRTLC-TotalIjgIldngControls照明控制系統》

3唐海主編《建筑電氣設計與施工》中國建筑工業出版社

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（責任編輯：xy）

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