安科瑞 陳聰

【摘要】：隨著(zhù)環(huán)保理念的深入及節能減排政策的推廣，綠色建筑工程逐漸受到市場(chǎng)的重視和認可。照明能耗是建筑能耗中的重要部分，其中智能照明系統作為一種有效的照明優(yōu)化方式，在綠色建筑工程中應用廣泛。本研究通過(guò)實(shí)地調研和系統優(yōu)化設計，對智能照明系統在綠色建筑工程中的應用與優(yōu)化進(jìn)行深入研究。研究結果表明，通過(guò)科學(xué)的采光計劃和智能控制技術(shù)，可以有效地提升照明系統的能效比，節能效果明顯，并且能夠改善光環(huán)境，提供舒適有效的工作和居住環(huán)境。同時(shí)，采用智能照明系統還能提供豐富的數據資源，為建筑能源管理和優(yōu)化提供依據。通過(guò)比較傳統照明系統和智能照明系統在同樣條件下的運行效果，本研究證實(shí)了智能照明系統在減少能耗、提升用戶(hù)舒適度以及促進(jìn)綠色建筑成效等方面的優(yōu)*性。因此，未來(lái)應該進(jìn)一步推廣智能照明系統在綠色建筑工程中的應用，以求達到更大程度的節能減排效果。

【關(guān)鍵字】：智能照明系統；綠色建筑工程；能效比；建筑能源管理；節能減排效果

0引言

在現代社會(huì )，環(huán)保以及節能減排已逐漸成為世界各國的共識。而在所有能源消耗領(lǐng)域中，建筑能耗占據了相當大的比重，其中就包括了照明能耗。然而，隨著(zhù)科技的不斷發(fā)展，智能照明系統不斷在綠色建筑工程中得到應用與優(yōu)化。智能照明系統，利用感應器技術(shù)和控制算法，自動(dòng)地根據環(huán)境狀況調節照明情況，這不僅可以提高能效比，節約能源，同時(shí)也可以改善光環(huán)境，為使用者提供舒適的工作和居住環(huán)境。此外，智能照明系統的智能化控制方式能提供豐富的數據資源，有助于建筑能源管理和優(yōu)化。過(guò)去的研究已經(jīng)證明了智能照明系統在節能和改善光環(huán)境方面的效果。但是，如何進(jìn)一步優(yōu)化智能照明系統的使用，提升其在綠色建筑工程中的應用效果，仍然需要更深入的研究。因此，本研究通過(guò)實(shí)地調研和系統優(yōu)化設計，對智能照明系統在綠色建筑工程中的應用與優(yōu)化進(jìn)行探討，將通過(guò)比較傳統照明系統和智能照明系統在同樣條件下的運行效果，從而展示出智能照明系統在綠色建筑工程中的優(yōu)*性。

1智能照明系統概述及其在綠色建筑工程中的應用

1.1智能照明系統的基本原理和組成

智能照明系統是近年來(lái)隨著(zhù)科技進(jìn)步以及綠色環(huán)保理念的普及逐漸發(fā)展起來(lái)的一種新型照明方式，其基本原理是通過(guò)部署各類(lèi)傳感器、控制器，并借助高精度的分析處理等科技手段，實(shí)現對照明設備的智能化控制，達到節能、降耗、提高照明質(zhì)量和人的舒適度等目的^[1]。智能照明系統主要由照明設備、傳感器、控制器、通信網(wǎng)絡(luò )和管理軟件五部分組成，每一部分都發(fā)揮著(zhù)極為重要的作用。照明設備是系統的核心，包括各類(lèi)照明燈具、調光設備以及供電裝置，其種類(lèi)和數量直接影響著(zhù)系統的照明質(zhì)量和能耗水平。傳感器是系統的"眼睛"，根據環(huán)境因素（如照度、色溫、時(shí)間、人體感應等）的變化，提供必要的控制信號?？刂破鲃t像"大腦"，接收傳感器的信號后進(jìn)行處理，并根據處理結果驅動(dòng)照明設備進(jìn)行相應的操作。在整個(gè)系統中，通信網(wǎng)絡(luò )和管理軟件主要負責對系統的數據進(jìn)行收集、處理、分析和傳輸，它們負責將設備、傳感器、控制器等各部分組合成一個(gè)高效、穩定、智能的整體^[2]。通信網(wǎng)絡(luò )采用無(wú)線(xiàn)或者有線(xiàn)的形式，使得系統可以進(jìn)行遠程管理，商用、辦公、家庭等各種環(huán)境均可應用。管理軟件則為照明系統提供了一個(gè)可視化的操作界面，通過(guò)簡(jiǎn)單的操作即可實(shí)現復雜的照明控制任務(wù)，大大提高了使用的便利性。智能照明系統的以上組成部分，使得其比傳統的照明方式擁有許多優(yōu)勢。例如，照明設備可以根據環(huán)境的實(shí)際需求，進(jìn)行更細致、更合理的調控，提高了照明質(zhì)量，節約了能源；傳感器和控制器的應用，使得整個(gè)照明系統具備了自動(dòng)控制和遠程控制的可能，以更高的智能化水平滿(mǎn)足用戶(hù)的個(gè)性化需求；通信網(wǎng)絡(luò )和管理軟件的配，使得照明系統的管理更加便捷、直觀(guān)，也使得系統的調校和維護變得更為容易?？偟膩?lái)說(shuō)，智能照明系統運用現代信息技術(shù)、通信技術(shù)和傳感技術(shù)，從多個(gè)角度去調控照明環(huán)境，使得能夠實(shí)現自動(dòng)調節光線(xiàn)強度、色溫等，提供更貼合個(gè)體需求和環(huán)境要求的照明體驗。智能照明系統對于照明設備的運行狀態(tài)和能耗等方面有著(zhù)準確地掌控，實(shí)現了對照明資源的高效利用，滿(mǎn)足了節能減排的社會(huì )需要。

1.2智能照明系統在綠色建筑工程中的應用現狀

智能照明系統在綠色建筑工程中的應用現狀被廣泛關(guān)注，其設計和實(shí)施涉及的領(lǐng)域十分廣泛，包括建筑設計、電重點(diǎn)氣工程、計算機科學(xué)、人機交互等^[3]。隨著(zhù)技術(shù)的不斷發(fā)展，智能照明系統在建筑行業(yè)中的應用已從傳統的基礎設施轉變?yōu)閺碗s的疏散系統，這不僅滿(mǎn)足了建筑物對光線(xiàn)的需求，也在節能和環(huán)境保護方面發(fā)揮了重要作用。近年來(lái)，綠色建筑的發(fā)展趨勢引起了大量研究，研究集中在如何使用新型照明技術(shù)來(lái)改善照明效率和人類(lèi)生活環(huán)境。綠色建筑工程中的智能照明系統則通過(guò)光源、照明器具、光控設備、通信技術(shù)、軟件編程等方面的技術(shù)集成，使照明系統從簡(jiǎn)單的手動(dòng)控制轉變?yōu)樽詣?dòng)化、智能化控制，以實(shí)現照明效果的可調性、節能以及對人體生理和心理的適應。在具體實(shí)施方面，智能照明系統已經(jīng)在很多大型商業(yè)，公共設施，住宅和辦公樓等環(huán)境中得到了廣泛應用。這些綠色建筑利用高效的傳感器技術(shù)，以準確控制照明設備的開(kāi)和關(guān)，以保證有效的能源使用。而智能照明系統不僅通過(guò)感應器實(shí)現自動(dòng)控制，還可通過(guò)用戶(hù)手動(dòng)設置，以適應不同的人群和環(huán)境需要?？晒澞苁侵悄苷彰飨到y的顯著(zhù)特點(diǎn)之一，智能照明系統通過(guò)熱感應器、光感應器等技術(shù)，能靈活地進(jìn)行照明控制，比如當環(huán)境光線(xiàn)足夠時(shí)，系統能自動(dòng)調整或關(guān)閉照明設備，避免能源浪費。通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與智能家居系統配合，智能照明不僅節能，還能提升生活的便利性^[4]。盡管智能照明系統在綠色建筑工程中的應用具有明顯優(yōu)勢，但仍面臨一些挑戰。例如，系統到底應該在何種程度上智能化，如何找到人類(lèi)與智能系統相處的*佳平衡點(diǎn)，這些都是未來(lái)研究和發(fā)展的重要方向。將現有建筑升級為以智能照明為核心的綠色建筑，也需要解決諸多技術(shù)和經(jīng)濟問(wèn)題，比如建筑布線(xiàn)、設備更新、控制策略制定、運營(yíng)維護等問(wèn)題?？偟膩?lái)說(shuō)，隨著(zhù)新技術(shù)的不斷創(chuàng )新和市場(chǎng)的重視，智能照明系統在綠色建筑工程中的應用不斷深入，其優(yōu)勢和價(jià)值日益凸顯，有望在不久的將來(lái)實(shí)現更大規模的推廣與應用。

1.3智能照明系統對綠色建筑的影響和價(jià)值

智能照明系統在綠色建筑工程中的應用，無(wú)疑對綠色建筑的研究和實(shí)施產(chǎn)生了巨大的影響和價(jià)值。智能照明系統通過(guò)節能和效能的優(yōu)化，實(shí)現了綠色建筑的能耗降低，有利于提升綠色建筑的整體能效。智能照明系統通過(guò)提供舒適、健康的光環(huán)境，提升了綠色建筑的工效和居住質(zhì)量。更重要的是，智能照明系統是實(shí)現綠色建筑的重要手段。它既可以實(shí)現綠色建筑的能源效率優(yōu)化，又可以?xún)?yōu)化室內外環(huán)境，從而創(chuàng )造出更為舒適佳的人居環(huán)境，而這正是綠色建筑追求的目標。在目前的環(huán)保倡導及綠色發(fā)展模式下，融合科技元素的智能照明系統在綠色建筑工程中的應用，實(shí)現了人與自然環(huán)境的和諧共生。

2智能照明系統在綠色建筑工程中的優(yōu)化方式及效果

2.1采光計劃與智能控制技術(shù)的關(guān)聯(lián)及其優(yōu)化

采光計劃是智能照明系統中的一項重要內容，其直接影響到整個(gè)系統的照明效果和能效。對于智能照明系統的采光計劃進(jìn)行優(yōu)化是提高系統效能的根本之舉。在優(yōu)化過(guò)程中，建筑工程師需要采用智能控制技術(shù)，通過(guò)靈活調整室內外光線(xiàn)照射的方式，以此控制光線(xiàn)的強度、色溫和色調，進(jìn)而提升照明質(zhì)量和節能效果[5]。智能控制技術(shù)可以與建筑物的每個(gè)窗戶(hù)、燈具和遮陽(yáng)裝置關(guān)聯(lián)，由此實(shí)現照度自動(dòng)調節，減少非必要的人工控制。通過(guò)搭配使用定位技術(shù)和人體檢測技術(shù)，可以實(shí)現定向、定位和節能的照明效果。比如，當檢測到用戶(hù)進(jìn)入某個(gè)區域時(shí)，照明設備能自動(dòng)亮起，并且調節至用戶(hù)喜歡的亮度和色溫。在優(yōu)化了用戶(hù)體驗的大大降低了能源消耗。

2.2優(yōu)化后的智能照明系統的節能效果分析

智能照明系統的主要優(yōu)勢在于節能，優(yōu)化后的智能照明系統更是將節能效果發(fā)揮到了*致。對比傳統照明系統，智能照明系統可以突破時(shí)間和空間的限制，通過(guò)感應設備檢測環(huán)境和人體的行為變化，并進(jìn)行智能算法處理，實(shí)現照明設備的自動(dòng)調控。這樣一來(lái)，既可以節省用戶(hù)手動(dòng)調節照明的時(shí)間和精力，又能減少無(wú)效的能源消耗。智能照明系統的優(yōu)化進(jìn)一步提高了照明效率。一是通過(guò)對照明設備的有序控制，消除了照明能源的浪費，二是通過(guò)智能算法對多個(gè)照明設備進(jìn)行協(xié)調和調度，實(shí)現各類(lèi)照明設備的協(xié)同工作，以提高整體系統的照明效率。

2.3智能照明系統在提升光環(huán)境和用戶(hù)舒適度方面的作用

智能照明系統不僅能優(yōu)化照明效果，節能減排，也能夠提升光環(huán)境質(zhì)量，改善用戶(hù)舒適度。通過(guò)智能照明系統，可以實(shí)施個(gè)性化照明策略，使照明與用戶(hù)需求、空間功能以及外部環(huán)境條件相匹配，切實(shí)改善用戶(hù)的視覺(jué)舒適度。具體來(lái)說(shuō)，智能照明系統可以實(shí)現光源的色溫、亮度和方向的智能調控，解決傳統照明方式下單一光源無(wú)法滿(mǎn)足的各類(lèi)照明需求，進(jìn)而提高照明環(huán)境的視覺(jué)效果。并且可以根據用戶(hù)的生理節律、閱讀、工作需要等進(jìn)行光照設置，從而實(shí)現人性化的照明環(huán)境。智能照明系統還可以通過(guò)聯(lián)網(wǎng)等信息交互功能，將照明系統與建筑的能源管理系統、空調系統等相結合，實(shí)現光環(huán)境與室內環(huán)境的整體優(yōu)化，提升用戶(hù)的照明舒適度，也為綠色建筑實(shí)現節能目標提供了強大的技術(shù)支持。通過(guò)以上這些優(yōu)化的實(shí)施，智能照明系統在綠色建筑工程中的功能優(yōu)勢得以充分展現，未來(lái)也必將有著(zhù)更廣闊的應用前景。

3智能照明系統在綠色建筑工程中的應用優(yōu)勢與發(fā)展前景

對智能照明系統與傳統照明系統進(jìn)行比較分析能更加深刻地揭示其區別和優(yōu)*性。傳統照明系統通常依賴(lài)于手動(dòng)或獨立的定時(shí)器進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制，其功能相對單一，無(wú)法根據環(huán)境變化進(jìn)行自適應調整，在能源效率和用戶(hù)體驗方面有較大的缺陷。而智能照明系統則依賴(lài)于信息采集和傳感器網(wǎng)絡(luò )，實(shí)現光照強度、顏色溫度等多維度的自動(dòng)化控制，能夠創(chuàng )造更優(yōu)的光環(huán)境，顯著(zhù)提高能源效率。具體來(lái)說(shuō)，智能照明系統的應用優(yōu)勢主要表現在以下幾個(gè)方面：是能源效率，通過(guò)準確控制可以實(shí)現更合理的光照分配，避免不必要的浪費，為綠色建筑工程帶來(lái)顯著(zhù)的能源節約效果；是改善用戶(hù)體驗，通過(guò)調整光照強度和顏色溫度，可以滿(mǎn)足不同用戶(hù)和環(huán)境的個(gè)性化需求，提供更舒適的光環(huán)境；是對建筑性能的提升，以智能化的方式來(lái)優(yōu)化照明，可以進(jìn)一步提升建筑的智能化水平，提高使用效率和價(jià)值。智能照明系統在綠色建筑工程中的發(fā)展趨勢和前景可以從兩個(gè)方面進(jìn)行闡述：一是技術(shù)發(fā)展方面，隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)、大數據、云計算等技術(shù)的快速發(fā)展，智能照明系統的技術(shù)基礎得到了進(jìn)一步的提升，其自適應調控、感知反饋、遠程控制等能力將更上一層樓；二是應用推廣方面，綠色建筑工程的推廣與實(shí)施為智能照明系統提供了廣闊的應用場(chǎng)景，特別是針對公共設施和大型商業(yè)設施的智能改造需求，將推動(dòng)智能照明系統的進(jìn)一步發(fā)展?？梢灶A見(jiàn)，未來(lái)的智能照明系統將在技術(shù)和應用兩方面進(jìn)行深度融合，從而更好地服務(wù)于綠色建筑工程的持續發(fā)展。智能照明系統能夠利用信息技術(shù)，實(shí)現光照控制的準確與個(gè)性化，通過(guò)能源管理實(shí)現節能的目標，對于推動(dòng)綠色建筑工程走向高效、節能、環(huán)保、舒適的發(fā)展路徑具有重要意義?？偟膩?lái)說(shuō)，智能照明系統在綠色建筑工程中有著(zhù)廣闊的應用前景和巨大的市場(chǎng)潛力。

4安科瑞智能照明控制系統

4.1概述

ALIBUS智能照明產(chǎn)品采用RS485總線(xiàn)技術(shù)，技術(shù)成熟可靠，安全穩定。開(kāi)關(guān)驅動(dòng)器具備獨立工作的能力，適用于一些中小型的項目；模塊化設計，可以任意拼接擴展，同時(shí)預留I/O口以及Modbus接口，還可以滿(mǎn)足與AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)管理云平臺進(jìn)行數據交換。

4.2應用場(chǎng)所

適合于各類(lèi)智能小區、醫院、學(xué)校、酒店，以及體育場(chǎng)所、機場(chǎng)、隧道、車(chē)站等大型公建項目的照明控制需求。

4.3系統結構

4.4系統功能

1）實(shí)時(shí)檢測并顯示各個(gè)模塊的在線(xiàn)狀態(tài)，反饋現場(chǎng)受控回路的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，監控界面按照樓層各分區的布局和回路列表來(lái)瀏覽。

2）當發(fā)生模塊離線(xiàn)、網(wǎng)關(guān)設備掉線(xiàn)或者狀態(tài)反饋和下發(fā)控制命令不一致時(shí)會(huì )發(fā)生故障報警，并將故障報警信息記錄并顯示在界面中。

3）可以對單個(gè)照明回路實(shí)現開(kāi)關(guān)控制；每個(gè)模塊、樓層都有相應的模塊控制開(kāi)關(guān)和樓層控制開(kāi)關(guān)，也可以一個(gè)模塊或者整個(gè)樓層實(shí)現開(kāi)關(guān)控制。

4）開(kāi)關(guān)驅動(dòng)器支持過(guò)零觸發(fā)功能，負載（燈具）的分合操作僅在交流電過(guò)零時(shí)進(jìn)行；可有效減少電磁干擾以及對電網(wǎng)的沖擊，延長(cháng)燈具與控制裝置的壽命。

5）對每個(gè)照明回路可以預設掉電狀態(tài)，當照明電源掉電時(shí)，開(kāi)關(guān)驅動(dòng)器會(huì )自動(dòng)切換到預設的掉電狀態(tài)；確保重新上電時(shí)燈具的開(kāi)關(guān)狀態(tài)是確定與可控的。

6）拖動(dòng)調光控件，照明設備從0%到100%進(jìn)行調光，可以對單個(gè)照明回路實(shí)現調光控制，調光總控可以對一個(gè)模塊的照明回路實(shí)現調光控制，也可以對多個(gè)照明回路實(shí)現調光控制，通過(guò)圖標的亮滅狀態(tài)反饋現場(chǎng)開(kāi)關(guān)的狀態(tài)。

7）點(diǎn)擊場(chǎng)景控件，打開(kāi)或者關(guān)閉對應場(chǎng)景設置，軟件界面上顯示不同的場(chǎng)景模式和場(chǎng)景功能，通過(guò)圖標的亮滅顯示對應的場(chǎng)景狀態(tài)是打開(kāi)還是關(guān)閉。

8）設置定時(shí)時(shí)間，確認時(shí)間點(diǎn)后，對該事件點(diǎn)執行的動(dòng)作進(jìn)行設置，設置燈在設定的時(shí)間點(diǎn)亮或者滅。

9）系統可以通過(guò)預設的當地經(jīng)緯度信息，自動(dòng)計算每天的日升日落時(shí)間；根據天文時(shí)鐘控制照明開(kāi)關(guān)，實(shí)現日落開(kāi)燈、日出關(guān)燈的功能。

10）所有定時(shí)控制計劃均可下發(fā)保存至驅動(dòng)模塊；當上位機系統故障或模塊離線(xiàn)時(shí)，驅動(dòng)模塊可以利用自帶的RTC時(shí)鐘維持定時(shí)控制計劃的正常執行，不影響日常的照明控制效果。

11）系統結構是分布式總線(xiàn)結構；系統內各元件不依賴(lài)于其他元件而能夠獨立工作；系統內各元件可以通過(guò)程序的設定實(shí)現功能的多樣性。

12）預留BA或三方集成平臺接口，采用modbus、opc等方式。

4.5設備選型

5結束語(yǔ)

本研究通過(guò)實(shí)證研究方法對智能照明系統在綠色建筑工程中的應用與優(yōu)化進(jìn)行了深入研究。結果顯示，智能照明系統在節能、提升用戶(hù)舒適度以及促進(jìn)綠色建筑效果方面均展現出優(yōu)異的性能，表明其應用在綠色建筑工程中具有重要的實(shí)際意義。然而，本研究同時(shí)也暴露出幾個(gè)問(wèn)題：諸如系統的成本投入、兼容性以及用戶(hù)習慣等問(wèn)題可能成為智能照明系統在實(shí)際操作中的難點(diǎn)，需要進(jìn)一步研究。另外，雖然我們驗證了智能照明系統在照明質(zhì)量和節能效果上的優(yōu)點(diǎn)，但其在具體實(shí)施過(guò)程中，如何結合建筑的實(shí)際情況，如何進(jìn)行創(chuàng )新設計，以及如何提高系統暢通性和穩定性等都需要我們在未來(lái)的研究中解決。展望未來(lái)，我們應進(jìn)一步推廣智能照明系統在綠色建筑工程中的應用，并對其實(shí)際操作性和實(shí)施中可能遇到的問(wèn)題進(jìn)行更深入的研究和探討，以期在智能照明的技術(shù)涵蓋范圍和應用場(chǎng)景上有更廣泛的拓展，以更好地服務(wù)于綠色建筑的普及和發(fā)展。

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