浅谈建筑电气工程智能照明系统设计

安科瑞 陈聪

摘要：在现代建筑工程中，为了起到装饰或照明效果，在电气工程中安装了大量的照明设施，但是照明设施规模庞大，不但会造成资源浪费，而且在出现故障问题时会影响整体建筑工程美观，阻碍建筑工程自身功能发挥，在这种情况下，相关部门研发出了智能照明系统。通过数据调查，在建筑电气工程中应用智能照明系统后，不但保证了建筑整体照明效果，也能节省资源，帮助企业控制成本。文章在阐述智能照明基本内涵及应用优势的基础上，进一步探讨了如何在建筑电气工程中实现智能照明系统的整体设计。

关键词：建筑电气工程；智能照明系统；供电设备

0引言

现代建筑工程风格多、功能多样，其中电气工程内容更加复杂。近几年，照明系统在建筑电气工程中应用非常广泛，且照明系统技术发展水平不断提高，发展步伐加快。同时，在建筑行业发展中，照明系统设计功能由之前的采光需求渐渐转变为装饰需求。因此，在照明系统设计中，应从整体角度入手，在保证照明系统基本功能的同时还要满足建筑整体美学要求。

此外，在建筑电气工程中，智能化已经是照明系统改革发展的主要方向，故通过在建筑电气工程照明系统设计中从智能化角度入手，实现智能照明系统优化设计，可以为建筑电气工程的智能化发展提供条件。

1 智能照明系统的基本内涵

智能照明系统指的是可结合不同时间段和应用场所，实现照明照度灵活调节的照明系统。其不仅实现了能源的集中化管理，也能让系统监控变得更具集约化。通过对智能照明系统组成成分的分析可得，在建筑电气工程中，智能照明系统的基本内涵包括以下几点。

1. 智能控制工作原理。

当前，智能照明系统主要以集中控制为主，其在执行方面呈现出分散性，从物理层面来说也就是电路并联。并联电路和串联电路不同，基于串联电路的照明系统中如果某一个灯具出现

故障问题或电源故障，整个照明系统都将会陷入瘫痪状态，而这种分散执行的方式即便照明系统中某部分灯具出现故障问题，也不会影响其他灯具的正常运行。实现分散执行的基本原理在于，智能照明控制系统在每个灯具内部安装了独立的CPU处理器及EEPROM数据存储器。

在智能照明系统中，各项数据分别被保存在对应的灯具系统中，即便系统出现故障问题，也不会给其他 灯具正常运行造成影响。对于控制器，其作用就是 利用主控计算机和主控通信系统实现对照明系统宏观 管控，把对应指令传递给通信系统，由通信系统将指令 分布在每个灯具中。该系统包含控制器、输入单元和 输出单元，其中输入单元也就是开关、传感器等。这些 设备可以根据建筑内部环境科学判断，把亮度信息反 馈给输出单元，即智能调光器，之后在计算机系统和通 信设备配合下反馈并处理相关信息。整个运行过程由 电源提供，而在断电情况下无法正常运行。

1. 智能照明功能。智能照明系统能实现对白炽 灯、节能灯、日光灯等灯具亮度的智能化调节，满足在 不同环境下（如大型商场、演出厅等）对照明系统的使 用要求，且根据每个区域照明需求控制亮度和照明时 间。智能照明系统也可以根据灯具使用场景进行灯光 切换，其主要由控制面板和调光系统实现，也可以让 照明区域的灯光亮度进行自由切换。另外，在智能照 明系统中，还可以安装自动开关并根据相关指令控制 照明系统，如在有声音的情况下启动照明系统，在无声音的环境下关闭灯具。

2. 安科瑞智能照明控制解决方案ALIBUS（Acrel Lighting intelligent Bus）系统基于成熟的RS485通讯控制技术，同时创新地引入了载波侦听和冲突碰撞检测机制，多机间实现了实时双向通讯，线材使用普通的屏蔽网线，一次性解决通讯与供电问题。由于其满足相关标准，已经在建筑行业中得到了广泛应用。在该系统初步发展阶段，只能实现对灯具进行智能化控制，随着时代发展，其控制功能变得强大，可以对建筑内各个电气设备（如空调、电动窗帘、洗衣机、照明系统等）进行智能化控制。之前分散式控制系统功能得到了优化，如远程控制、定时控制、延时控制等，且也具备气象控制、感应控制等功能，给人们的工作和生活提供了便利条件。安科瑞ALBUS智能建筑控制系统在操作方面也比较方便，可以让智能设备得到更好的维护和检修，即只要一台计算机系统就能实现整个系统的智能化控制。通过采用一体化控制方式，不但节省了资源，也促进了工程智能化管理水平提升，从而为我国智能照明系统改革发展提供了新方向。

2 智能照明系统的应用优势

2.1 保证工程节能性

智能照明系统的出现满足了提出的节能发展要求。20世纪90年代，西方为了实现节能环保发展目标，提出了绿色照明的概念，并在其他推广，之后我国也提出满足中国改革发展要求的绿色工程项目。在智能照明系统中，涉及和传统照明系统相关的组成部分，如光源、灯具、电路等，与传统照明系统相比，不同在于运行方式和管理方法。在智能照明系统中，引进了现代化技术，如通信技术、计算机技术，并在各种控制元件和控制要求下，实现了对照明系统的灵活设计，以此达到节能效果。这种照明方式借助自然光，根据对应场景调节照明设施亮度，在保证照明质量的同时，减少了资源消耗，且节电效果*著。另外，在照明系统中使用滤波技术，能够控制谐波数量，保证照明质量，进一步提高节能效果。

2.2 延长灯具使用期限

在照明系统中，光源是比较常见的部件，如在人们生活中比较常见的光源为白炽灯和荧光灯。如果可以延长光源配件的使用期限，不仅能节约照明成本，也能减轻相关人员工作压力，避免频繁更换光源，从而更好地控制维修管理成本。在建筑工程中，如果电网电压不太稳定，也可能会对光源配件的使用期限产生影响。

根据发光原理对光源进行分类，光源主要包括气体放电光源及热辐射光源。气体放电光源是气体放电产生的电源，给其使用期限产生影响的因素是电网电压变化。如果电压比较高，则会造成电极温度升高，电压下降，不利于电源正常运行，从而影响电源使用寿命。由此可知，控制电压变化。可以延长光源使用时间。热辐射光源则是将电能转变为热能的过程，即物体热量将会达到白炽状态而不断发光，从而产生热辐射光源，给其使用期限产生影响的因素在于电网电压。随着电压上升，光源使用期限将不断下降。基于此，为了延长光源使用期限，比较常见的方式在于控制照明供电电压。

2.3 提升工作效率

为了取得良好的工作效果，保证工作效率，需要创造良好的工作环境。当前，人们生活节奏较快，忙于生计，每天从事各种活动，而工作环境的氛围将会对人们的工作效率产生直接影响。照明是工作环境中重要的一部分，在营造工作氛围方面发挥着重要意义。在办公场所内，合理使用光源灯具，不但能够起到美化工作环境的效果，也能保证照明质量，营造舒适且安逸的工作氛围。例如，传统镇流器荧光灯在运行中，其工作电源闪动频率一般在100 kHz，该频率容易造成人的视觉疲劳，从而影响工作效率和质量。通过使用智能照明系统，能够将该问题科学处理，因为其内部安装的电子镇流器可以对闪动频率进行科学把控，让其控制在70 kHz之内，不仅可以减轻人的视觉疲劳，也能让人的视觉体验更加舒适。除了上述优势，智能照明系统还具备其他优势。例如，让照明效果更具多样化，不仅能满足照明要求，也能发挥装饰作用，让建筑内部环境变得更加灵动和多样，且让人们从中获得良好的体验。智能照明控制系统中重要的部件为计算机，其内部保存了大量信息，程序在运行中不会发生错误，能够有效规避传统照明系统人工变换操作问题，且让操作更加稳定与安全。同时，其所有电路控制都在控制箱内，有效规避了人工操作产生的触电风险。

3安科瑞智能照明控制系统

3.1概述

ALIBUS智能照明产品采用RS485总线技术，技术成熟可靠，安全稳定。开关驱动器具备独立工作的能力，适用于一些中小型的项目；模块化设计，可以任意拼接扩展，同时预留I/O口以及Modbus接口，还可以满足与AcrelEMS企业微电网管理云平台进行数据交换。

3.2应用场所

适合于各类智能小区、医院、学校、酒店，以及体育场所、机场、隧道、车站等大型公建项目的照明控制需求。

3.3系统结构

3.4系统功能

1）实时检测并显示各个模块的在线状态，反馈现场受控回路的开关状态，监控界面按照楼层各分区的布局和回路列表来浏览。

2）当发生模块离线、网关设备掉线或者状态反馈和下发控制命令不一致时会发生故障报警，并将故障报警信息记录并显示在界面中。

3）可以对单个照明回路实现开关控制；每个模块、楼层都有相应的模块控制开关和楼层控制开关，也可以一个模块或者整个楼层实现开关控制。

4）开关驱动器支持过零触发功能，负载（灯具）的分合操作仅在交流电过零时进行；可有效减少电磁干扰以及对电网的冲击，延长灯具与控制装置的寿命。

5）对每个照明回路可以预设掉电状态，当照明电源掉电时，开关驱动器会自动切换到预设的掉电状态；确保重新上电时灯具的开关状态是确定与可控的。

6）拖动调光控件，照明设备从0%到100%进行调光，可以对单个照明回路实现调光控制，调光总控可以对一个模块的照明回路实现调光控制，也可以对多个照明回路实现调光控制，通过图标的亮灭状态反馈现场开关的状态。

7）点击场景控件，打开或者关闭对应场景设置，软件界面上显示不同的场景模式和场景功能，通过图标的亮灭显示对应的场景状态是打开还是关闭。

8）设置定时时间，确认时间点后，对该事件点执行的动作进行设置，设置灯在设定的时间点亮或者灭。

9）系统可以通过预设的当地经纬度信息，自动计算每天的日升日落时间；根据天文时钟控制照明开关，实现日落开灯、日出关灯的功能。

10）所有定时控制计划均可下发保存至驱动模块；当上位机系统故障或模块离线时，驱动模块可以利用自带的RTC时钟维持定时控制计划的正常执行，不影响日常的照明控制效果。

11）系统结构是分布式总线结构；系统内各元件不依赖于其他元件而能够独立工作；系统内各元件可以通过程序的设定实现功能的多样性。

12）预留BA或三方集成平台接口，采用modbus、opc等方式。

3.5设备选型

4 结语

在建筑电气工程中，相关人员应灵活掌握智能照明系统设计思路和方法，对智能照明系统进行科学规划。在实际设计中，除了要保证建筑电气工程设计合理，还要结合智能照明系统设计要求和具体标准，从各环节入手进行质量控制，保证智能照明系统安装质量。与此同时，规范智能照明系统设计流程，确定线路安装思路，实现每个环节相互对接，并在智能化技术作用下，对照明系统智能化调控，减少设备维护成本，以达到更好的节能效果。

参考文献:

[1] 蒋琪.民用建筑电气中智能照明控制系统的应用[J].中国建筑装饰装修,2023(5):74-76.

[2] 刘觅.建筑工程中智能建筑技术的应用探讨[J].产业与科技论坛,2022,21(19):51-52.

[3] 陈忠兴.民用建筑照明电气节能设计应用实践[J].光源与照明,2022(5):42-44.

[4]李榕东.建筑电气工程智能照明系统设计.建筑规划与设计,2024(5)6-10

[5]安科瑞企业微电网设计与应用手册2022.5版.