現代辦公大樓照明控制方案


一、前言

   辦公環境不僅要有足夠的工作照明,更應營造一個舒適的視覺環境,減少光污染?,F代辦公樓的照明已經成為直接影響辦公效率的主要因素之一,因此,越來越引起人們的高度重視。做好照明設計,加強照明控制設計,已成為現代智能辦公大樓的一個重要內容。據國內外有關資料介紹,辦公照明用電量占整幢大樓能耗的約1/3,辦公照明的設備費用(包括照明器件和配布線工程費)約占電氣工程費用的10%以上,因此選擇合理的照明方案,配置先進的控制系統,不僅能大大簡化穿管布線的工作量,而且能有效地節約能源,降低用戶運行費用,提高大樓管理水準,具有極大的經濟意義和社會效益。在一些歐美發達國家,照明系統的智能化控制已成為智能化大樓不可分割的組成部分,而且應用范圍越來越廣。

   智能照明控制系統的技術,隨著現代建筑技術的發展而不斷更新以適應各種建筑結構布局,不同燈具的選配,實現多樣化的控制模式。由于這是一個開放式的系統,采用標準接口可以方便地與其它系統諸如BA、安保、消防等相互連接完成系統集成功能;同時利用系統配備的監控軟件,大樓管理工作人員借助“友好”的用戶界面,能極其方便地遙控、監控大樓所有控制設備的工作狀態。

二、現代化高層辦公大樓照明的特點

   當前,各類辦公樓不斷涌現,無論以工作內容、空間,還是建筑本身都具有許多不同的特征?,F代化的辦公室是由多種視覺效果組成的工作環境,辦公室視覺環境的舒適性應該從以下幾個方面進行考慮:

u  選擇合適的照度;

u  減少光源的直接眩光、反射眩光;

u  室內裝飾和光源的顯色性;

u  室內亮度的合理分布;

u  設計一個良好的建筑空間環境。

   辦公大樓按照功能區域劃分,通常會有辦公區域、門廳、走廊、電梯廳、經理室、會議室、多功能廳、食堂等等,各個功能區域的照明具有不同的特點。辦公區域照明使用的光源主要是熒光燈、白熾燈和Led燈,其中熒光燈多用于一般照明,白熾燈多用于局部照明,照度水平的設計主要取決于視覺作業的需要及經濟條件的狀況。辦公區域的工作時間主要是在白天,可以考慮利用窗外入射的大量自然光進行照度補償,不僅能節約大量能源,更能維持室內舒適的視覺環境。

   門廳是辦公大樓的進出口大廳,給人以最初印象,因此十分重要;經理室是進行重要商談與發號施令的地方,整個房間的照明不要求有均勻的照度,設計時應創造出一個既莊重典雅,又積極進取的氣氛;會議室的整個中心是會議桌,因此必須重視會議桌的照明,在會議桌區域照度值應達到500LuX,并要設法使桌子表面的鏡面反射減到最少;另外照明設計還應考慮會議室各種演示設備的應用問題,如對書寫板的照明,還有在使用投影儀、幻燈、錄相機、電影時室內照明設備的控制等等。在以上多種重要場合,燈光效果在整個環境中起到十分關鍵的作用。因此,照明的設計就顯得尤為重要,通常會采用多種光源,氣派而且富有層次,通過調光和場景預設置功能營造多種燈光效果,變換出不同的光的空間,給人以舒適完美的視覺享受。

現代高層辦公大樓的照明控制系統應該具有:1、通過合理管理(在需要的時候,需要的區域把燈點亮到合適的照度)以節約能源和降低運行費用,同時減少手動操作和便于管理,提高大樓自動化水平和管理水平;2、給用戶提供一個舒適的工作環境,以保證工作人員具有較高的工作效率而不能給工作人員增加麻煩。作為一個真正有效的照明控制系統,以上兩方面都應該滿足。

三、采用TJSmart智能照明控制系統在智能辦公樓中應用的效果
3.1.實現照明控制智能

   采用TJSmart智能照明控制系統后,可使照明系統運行在全自動狀態,系統將按預先設置切換若干基本工作狀態,通常為“、白天”,“晚上”,“安全”、“清潔”、“周末”和“午飯”等,根據預設定的時間自動地在各種工作狀態之間轉換。例如,上班時間來臨時,系統自動將燈打開,而且光照度會自動調節到工作人員最合適的水平。在靠窗的房間,系統能智能地利用室外自然光,當天氣晴朗,室內燈會自動調暗;天氣陰暗,室內燈會自動調亮,以始終保持室內恒定的亮度(按預設定要求的亮度)。

   當每一個工作日結束,系統將自動進入“晚上”工作狀態,自動地極其緩慢地調暗各區域的燈光;同時,系統的動靜探測功能將自動生效,讓沒有人的辦公室的燈光自動關掉;相反,動靜探測能保證有員工加班的辦公區燈光處于合適的亮度。

   系統還能使公共走道及樓梯間等公共區域的燈協調工作,當辦公區有員工加班時,樓梯間、走道等公共區域的燈就保持基本的亮度,只有當所有辦公區的人走完后,才將燈調到“安全”狀態或關掉。

   此外,還可用手動控制面板或遙控器等,隨意改變各區域的光照度。

   對于高級辦公大樓的接待大廳、餐廳、會議室、休息室和娛樂場所,則可根據一天中的不同時間,不同用途精心地進行燈光的場景預設置,使用時只需調用預先設置好的最佳燈光場景,使客人產生新穎的視覺效果。

3.2.改善工作環境,提高工作效率

   在大樓辦公室,配以可調光電子鎮流器的日光燈在智能照明控制系統控制下與傳統的日光燈照明系統相比具有顯著的優點。

   因為配有傳統鎮流器的日光燈以100HZ的頻率閃動(電網頻率的2倍),這種頻閃使工作人員頭腦發脹,眼睛疲勞,降低了工作效率。而可調光電子鎮流器則工作在很高的頻率(40KHZ-70KHZ),不僅克服了頻閃,而且消除了由于使用START而造成起輝時的亮度不穩定,給員工提供了比精良的房間裝飾和高檔辦公用具更為重要的有利于健康的舒適環境,同時也提高了工作效率,而這一點卻給業主帶來預想不到的巨大經濟回報。

3.3.照度的一致性

   一般照明設計師在對新的辦公用房照明設計時,照度均比要求照度高,通常是7OOLUX,而標準照度為40OLUX。這是考慮到隨著時間的推移,燈的效率和房間墻面反射率不斷衰減的緣故。如果設計師在初期就按標準照度設計,那么,無須多長時間房間照度就會低于標準,而不符合辦公照度要求。正是由于這種新房間照度的偏高設計,不僅造成辦公用房使用期(或兩次裝飾的間隔期)的照度不一致性,而且由于照度偏高造成不必要的能源浪費。

   采用TJSmart智能照明控制系統,由于可以智能調光,盡管照度還是偏高設計,但系統將會按照預先設置的標準亮度使辦公室在使用期內保持恒定的照度,而不受燈具效率降低和墻面反射系數衰減的影響,這是安裝智能照明控制系統又一個不易被人們察覺的好處。如圖3所示,傳統照明系統的房間照度曲線呈鋸齒狀,使用智能控制系統以后,呈水平直線,陰影部分為節約的能源。

3.4.可觀的節能效果

   現代高級自用或租用型辦公大樓除了給員工提供舒適的環境外,節約能源和降低運行費用是業主們關心的又一個重要問題。

   按國際標準,辦公室的最佳光照度為400LUX(不是越高越好),智能照明控制系統能利用智能傳感器感應室外光線,自動調節光照度,即室外自然光強,室內燈光變弱;室外自然光弱,室內燈光變強,以保持辦公室恒定的標準照度,既創造了最佳的工作環境,又達到節能的效果。

2)由于TJSmart系統能夠通過合理的管理:利用智能時鐘管理器可以根據不同日期、不同時間按照各個功能區域的運行情況預先進行光照度的設置,不需要照明的時候,保證將燈關掉;在大多數情況下很多區域其實不需要把燈全部打開或開到最亮,TJSmart系統能用最經濟的能耗提供最舒適的照明;在一些公共區域如會議室、休息室等,利用動靜探測功能在有人進入的時候才把燈點亮或切換到某種預置場景。

   TJSmart系統能保證只有當必需的時候才把燈點亮,或點到要求的亮度,從而大大降低了大樓的能耗

3.5.延長燈具壽命

   燈具損壞的致命原因是電網過電壓。燈具的工作電壓越高,其壽命則成倍降低。反之,燈具工作電壓降低則壽命成倍增長。因此,適當降低燈具工作電壓是延長燈具壽命的有效途徑。

   TJSmart智能照明控制系統能成功地抑制電網的沖擊電壓和浪涌電壓,使燈具不會因上述原因而過早損壞。還可通過系統人為地確定電壓限制,提高燈具壽命。

   TJSmart系統采用了軟啟動和軟關斷技術,避免了燈絲的熱沖擊,使燈具壽命進一步得到延長。

   TJSmart系統能成功地延長燈具壽命2-4倍。不僅節省大量燈具,而且大大減少更換燈具的工作量,有效地降低了照明系統的運行費用,對于難安裝區域的燈具及昂貴燈具更具有特殊意義。


3.6.提高管理水平,減少維護費用

TJSmart智能照明控制系統,將普通照明人為的開與關轉換成了智能化管理,不僅使大樓的管理者能將其高素質的管理意識運用于照明控制系統中去,而且同時將大大減少大樓的運行維護費用,并帶來極大的投資回報。


、TJSmart智能照明系統的優勢


4.1.控制方式

傳統控制采用手動開關,必須一路一路地開或者關。

TJSmart智能照明控制,采用低壓二次小信號控制,控制功能強、方式多、范圍廣、自動化程度高,通過實現場景的預設置和記憶功能,操作時只須按一下控制面板上某一個鍵即可啟動一個燈光場景(各照明回路不同的亮暗搭配組成一種燈光效果),各照明回路隨即自動變換到相應的狀態。上述功能也可以通過其它界面如遙控器等實現。

4.2.照明方式

傳統控制方式單一,只有開和關。

TJSmart智能照明控制系統采用“調光模塊”,通過燈光的調光在不同使用場合產生不同燈光效果,營造出不同的舒適的氛圍。

4.3.管理方式

傳統控制對照明的管理是人為化的管理。

TJSmart智能控制系統可實現能源管理自動化,通過分布式網絡,只需一臺計算機就可實現對整幢大樓的管理。

4.4.節省能源,降低維護成本

TJSmart智能照明系統由于使用自動化照明控制手段,減少了不必要的耗電開支;同時,也降低了相當的運行維護費用,Lomk智能照明控制系統比傳統開關控制節電可達20%—50%以上。

4.5.保護燈具

統開關控制燈具,由于電網沖擊電壓和浪涌電壓,容易損壞燈具。

TJSmart智能照明控制系統,可將照明燈具上的電源經過調光模塊控制和調整,因此電源質量較高,可以避免電網沖擊電壓和浪涌電壓,此外,由于引入了軟啟動和軟關斷技術,可延長燈具壽命2-4倍。

4.6.減少安裝布線的開支

傳統開關電流經開關連接負載,布線從配電間連接開關,再連接負載。

智能照明系統則是由模塊連接負載,而控制面板與模塊是用數據線相連,大大減少了傳統的布線開支;同時,大功率模塊均配備過載保護開關,完全可取代傳統的照明柜,不必增加額外開支。

五、TJSmart智能照明控制系統的組成和特點

    TJSmart產品特點是:

5.1.  基于分時復用技術(TDM)的鏈路層數據通信協議,使用雙相PSK信號調制技術。所有設備都能夠周期地、可預測地取得網路的使用權,也就是說,設備可以實現確定性的操作;這是目前RS485、CAN、KNX等其他通信技術達不到的;

5.2.  采用鏈路電源技術,智能控制器與各種控制模塊(開閉模塊、調光模塊、溫度控制器等)采用通信和供電復用的技術;

5.3.  工程及布線簡單,只要使用兩芯雙絞線實現模塊通信和供電,正方無極性,無需擔心接線錯誤,支持總線手拉手拓撲結構布線和自由拓撲(樹枝類型的)布線,布線簡單;

5.4.  全分散、搭積木模塊結構,系統靈活性、擴展性、可靠性強,在增加或減少控制點時,只需增減模塊即可,極大程度的保護原有投資;

5.5.  可編程,現場控制系統和計算機控制軟件可編程,在系統部署完成之后,可以隨時根據需求調整控制功能,相比于其他產品而言,更能滿足用戶的需求;

5.6.  控制方式靈活多樣,系統支持現場面板控制、遙控器控制、人體感應控制、光照度感應控制、定時控制、液晶觸摸屏集中控制、計算機網絡控制、手機/IPAD遠程控制等多種方式,先進、靈活;

5.7.  開放性,系統從現場控制設備到計算機控制軟件都提供符合國際標準的開發性通信接口或通信協議,可以方便的與其他系統進行集成與聯動;

5.8.  節能,根據人員的活動狀況、工作規律、自然光狀況來調節室內環境,以最大限度地減少能量消耗。 創造了安全、健康、宜人、便利的工作及生活環境;

六、設備及軟件功能簡介

6.1.智能控制器

智能控制器是現場控制的核心設備,它包含不同的邏輯控制和可編程控制功能,一方面用于與現場的各個智能控制模塊協調、連接、數據采集和輸出控制,同時它也承擔現場網關的作用,把現場采集模塊采集的開關量、模擬量傳遞到計算機系統或其它的系統中,同時它也接收計算機系統或第三方系統的控制指令,并轉發給現場的各種執行器(調光模塊、開關控制模塊等)。

6.2.調光模塊

調光模塊是控制系統中的主要設備,它的主要功能是對不同燈具進行調光或開關控制,通常有以下一些基本功能:

能對各類燈具進行無級連續調光或開關;能對燈具起保護作用,包括:適應電源電壓頻率的變化,限制輸出電壓范圍,抑制電網上的各種干擾,防止高啟動電流和熱沖擊以及通過軟啟動特性和軟關斷技術來保護燈具,延長燈具的壽命;能對預先設置的調光場景進行記憶,不因停電而破壞;能抑制電磁干擾,使上升時間可達100-200ms;每個調光模塊都有多種輸入控制方式包括按選擇鍵、模擬量。

調光模塊分根據光源、回路數量、回路功率分為不同型號,可適應白熾燈、鹵素燈、熒光燈、Led燈等類型的光源調光控制,在現場選型時,根據回路情況配置相應的模塊。

6.3.開關模塊

  除了調光模塊以外,還有一種用繼電器開關輸出的控制模塊。這種模塊主要用于實現對照明的智能開關管理,適用于所有對照明智能化開關管理的場所,如辦公區域、大型購物中心、道路景觀、體育場館、建筑物外墻照明等等。

6.4.控制面板

   由各照明回路不同的亮暗搭配組成的某種燈光效果,稱之為場景。使用者可以通過選擇面板上不同的按鍵來切換不同的場景。Lomk系統除了一般場景調用面板外,還提供各種功能組合的面板供用戶選用,以適應不同場合的控制要求,如可編程場景切換、區域鏈接(區域分割或歸并)和通過編程實現時序控制的面板等。此外,控制面板還能對發送命令的訊號進行整形,大大降低了操作命令的誤碼率,可靠性極強。

6.5.開關量采集模塊

   開關量采集模塊也稱之為數字量采集模塊,用于采集開關量/干接點信號,如:紅外探測器、門磁、窗磁、傳統的開關面板、浮球開關等。

6.6.模擬量采集模塊

  模擬量采集模塊用于接入模擬量傳感器,如:光照、溫度、濕度、壓力等。

6.7.動靜智能傳感器/存在感應器

  靜智能傳感器可實現照明系統管理所需的各種動靜探測功能,實現對區域內照明的不同控制。

6.8.遙控接收和發送器

  過遙控發送面板可以實現對區域內照明回路的遙控控制。

6.9.智能控制器

  于系統智能控制,可編程,對總線的節點模塊進行管理控制,同時負責上層系統聯網和不同接口接入。

6.10.PC

   對于大型照明控制網絡,當用戶需要實現系統實時監控時,可配置PC機通過PC接口接入照明系統網絡,便可在中央監控室實現對整個照明控制系統的管理。

6.11.智能控制系統軟件

   能控制系統軟件主要用于工程部、消控室、監控室、物業等地對整個大樓的的燈光回路情況進行集中、遠程監控,管理人員在計算機上面可以遠程對燈光回路進行開啟和關閉等操作,也能精確定位回路是否存在故障。

   軟件采用圖形化人機界面,可進行組態編程,同時提供靈活的控制邏輯,包括定時、任務、場景、脈沖、變化觸發、報警、比較等。

   軟件系統支持多種不同的接口,包括Modbus、OPC等工業標準和自定義協議,非標準的設備可以通過網關接口接入到系統。

七、應用功能及一般控制策略:

7.1.大堂、營業大廳

  大堂、營業大廳是建筑的眼睛,是辦公樓室內空間的第一效果,其燈具的選用、燈光的布置不只是為了照明的需要,更應考慮照明的氣氛及照明與建筑裝璜的協調。通過智能調光營造出一個明快、舒適、莊重、典雅的迎賓環境。

  1)使大堂實現真正的智能管理。整個大堂的燈光由系統自動管理,系統根據大堂運行時間自動調整燈光效果。

   2)大堂接待柜安裝可編程控制面板,根據不同的時間和不同的氣氛,可預設置多種燈光場景,如早上、下午、傍晚、深夜等,按各照明回路亮暗的不同搭配組合成多種不同燈光效果(我們稱之為燈光場景)存入控制面板的某一按鍵中,當需要改變燈光效果時,只需按一下按鍵,就可以調用某一個燈光場景。

  3)可延長燈具壽命2-4倍,對于保護昂貴的水晶吊燈和難安裝區域的燈具有特殊意義。

7.2辦公區

   采用TJSmart智能照明控制系統后,可使照明系統工作在全自動狀態。通過配置的“智能時鐘管理器”可預先設置若干基本工作狀態,通常為“白天”、“晚上”、“清掃”、“安全”、“周末”、“午飯”等,根據預設定的時間自動的在各種狀態之間轉換。

   例如,上班時間來臨時,系統自動將燈打開,而且光照度自動調節在預先設定的水平。午餐時間,燈將自動變換到一個舒適、柔和的燈光場景,使工作人員能夠很好地休息和放松。

   當每一個工作日結束,在“智能時鐘管理”的作用下,系統將自動進入“晚上”工作狀態,自動地調暗各區域的燈光。

   系統處于“清掃”狀態時,該區域的燈保持基本的亮度,當清掃人員掃到該區域時,點亮該區域的燈,當清掃人員清掃完該區域離開后,延時數分鐘后自動將燈關掉?!鞍踩睜顟B和“清掃”狀態的工作原理相似。

   每一樓層的各個辦公室都配有手動控制面板,可以隨時調節房間的工作狀態以及滿意的燈光亮度。

TJSmart照明控制系統能保證辦公區域和公共區域協調的工作。如:辦公區域有員工加班時,電梯廳、走廊等公共區域的燈就保持基本的亮度,只有當辦公區域的人走完后,才將燈降低到安全狀態或關掉,避免了不必要的能源浪費。


7.3 走廊、電梯廳

   走廊、電梯廳設計目標需充分考慮突顯裝修檔次,節省能源,靈活使用空間,延長燈具壽命等原則,可做如下控制策略:
  走廊、電梯廳等公共照明通過智能照明,可根據時間控制,根據入場高峰時間、正常工作時間、出場高峰時間、清潔時間、深夜設置場景,自動控制,并且工作人員可以隨時靈活更改。設置照度感應,當出現暴雨天氣可自動增加亮度。

  同時設置人體感應,在探測到沒有人時,關閉燈光或保持基本的照度,感應到人時,如果光照不足,則開啟相應的燈光進行補光,實現節能與自動化的完美結合。

 走廊控制策略

  電梯廳可以設計開關回路和調光回路,平常情況下,保持基本的照度或關閉回路,如果存在客人,可以通過調光設定歡迎模式,通過燈光襯托氣氛。

 電梯廳燈光模式

 標準的燈光控制時序(可編程調整

7.4.洗手間、吸煙室

   洗手間采用定時控制、紅外移動和光照控制等方式。白天,當衛生間的亮度足夠時,燈光回路關閉;當感應到人時,如果亮度不夠,燈光開啟,排氣扇打開,當人離開時,燈光關閉,排風扇延時關閉。在夜晚啟動紅外控制方式,人來開燈,人離開后燈延時關閉。