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智能照明系统方案设计

发布日期:2025-05-25 发布人:裕乾  本文关键词:


  智能照明系统广泛应用于机场、高铁、学校、医院、酒店、办公楼、商场等重要领域,为节能降耗、智慧城市作出了应有贡献。本解决方案旨在针对不同建筑类型及应用场景,量身定制适配的智能照明策略,以满足多样化需求,提升整体运营效益。

  1、设计思路

智能照明系统方案设计

  智能照明系统是分布式总线结构,采用485总线,系统内驱动模块、场景面板、传感器都具有独立CPU,相互之间是对等关系,系统中任一传感器和驱动模块的损坏,不会影响其他无程序关联的系统元件运行。

  该系统可根据不同的具体时间,对整栋建筑的内外照明进行不同的灯光场景控制,以满足白天及夜晚的照明装饰要求。

  2、设计原则

  技术先进:采用先进的处理、控制、通信配套设备及技术手段。

  高可靠性:软硬件均采用技术成熟,并经过国家认证机构检测的产品。

  可扩展性强:无线化、模块化结构便于扩容和扩展。

  节省投资:系统设备具有高性能价格比。

  节省建设时间:系统安装方便、调试时间短。

  项目实施简单:采用电力载波技术,免布线快速安装。

  节能、节约:智能控制实现节电节能及节约维修管理资源。

  标准化:所采用的产品均符合国内外通讯、电气标准。

  3、设计依据

  《民用建筑设计通则》GB503522005

  《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-2008

  《智能建筑设计标准》GB/T50314-2006

  《智能建筑评估标准》DG/T08-2001

  《智能建筑工程质量验收标准》GB50339-2003

  《智能建筑施工及验收规范》(DG/TJ08-601-2009J10111-2010)

  《建筑采光设计标准》GB50033-2013

  《医院和康复大楼诊所用灯具安全要求》GB7000.225-2008

  《普通照明用自镇流LED灯性能要求》GB/T24908-2010

  《普通照明用50V以上自镇流LED灯的安全要求》GB24906-2010

  《普通照明用LED模块性能要求》GB/T24823-2009

  《建筑电气施工质量验收规范》GB50303-2011

  《供配电系统设计规范》GB50052-2009

  《低压配电设计规范》GB50054-2011

  《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008

  《建筑设计防火规范》GB50016-2014

  《建筑照明设计标准》GB50034-2013

  《公共建筑节能设计标准》GB50189-2015

  4、智能照明系统功能特点

  本地控制功能

  受控区域就近墙面安装智能液晶控制面板。对面板上的按键进行编程,就可以控制相应区域的灯光抑或是窗帘的开启、角度变换以及风机盘管的工作状态。在会议室设置墙面手动开关,会议室灯光与会议中控系统联动控制,通过会议控制面板,根据会议模式控制灯光。

  远程控制功能

  通过电脑PC端或手机端对灯具情况进行远程读取查看,并进行远程控制功能。对于突然变化或应急的亮灯需求,无须派工作人员到现场修改开关灯时间,通过可视化软件了解各个楼层的使用情况,并且可以直接由中控中心电脑发出制定,进行所需要的各项操作,达到整体化一的效果。

  定时功能控制

  灯具的运行可以按照预先设定的时间表来进行的,从而配合上班、下班、午餐、清洁等活动,随着工作日、周末、节假日等规则而发生变化。例如:上班前,中央控制开启办公区域照明;中午休息或下班后,智能照明系统关闭办公区域照明,节约建筑能耗。

  场景控制功能

  利用预先设置,设置不同的工作场合,如入席场景、投影场景、会议场景、散会场景,以营造出不同的氛围和效果,满足不同场合下灯光需求,提高用户满意度和舒适性。

  电梯厅、公共走廊(分回路控制)

  非工作时段灯控系统按照场景程序设定运行。电梯厅灯光常亮,大堂区域主要通行路径,常亮,其他区域低亮或关闭照明。

  公共走廊设置人体感应传感器,非工作时段结合照度,实现人来灯亮人走灯灭。

  工作时段:上下班高峰期,灯光全部打开,正常工作时段,保持基本的照明即可。系统自动统计各回路的运行时间,每次启动优先启动运行时间最少的回路。(注:精装设计时应对电梯厅、公共走廊等灯光进行合理的回路分配)。

  电梯厅、公共走廊区域等

  非工作时段:不运行

  工作时段:上班前提前10~15分钟(具体时间可调)开启空调,保证员工进入大楼有个舒适的温度。

  工作日时段:根据室外焓值,在晚上或凌晨,设置新风换气功能(不开主机,只开新风机,对大楼室内空气进行换洗,一方面提高楼内的空气质量,另一方面利用室外温度较低的空气提前将楼内温度预降温,实现节能的目的)

  停车场:

  上下班高峰时段:灯光全亮

  非其余时段:车(人)来灯亮,车(人)走灯灭。(或保持最低照度,有车(人)时,相应区域的灯光灯亮(灭))

  餐厅

  就餐时段:就餐高峰期灯光全亮、空调提前10~15分钟开启。就餐人员较少时,可根据现场情况,分区域设置全灭或低亮。

  非就餐时段:清扫时段:部分灯亮

  其余时段:全灭或就地根据需要控制。

  大堂:

  上班高峰期:灯光全亮

  正常工作时段:结合室外照度,合理控制照明回路的投入

  非工作时段:23时前(时间可调)保持基本照明

  23时后~次日上班前,灯光保持通行主干道常亮,其他区域低亮或关闭。

  普通办公区:

  人员在门禁处通过时,自动联动相应工区的照明,根据室内温度,空调自动开启,

  工作时间:人员进入工作区后,走廊灯光全亮,相应工区周边的灯光开启(白天根据照度选择是否开启)离开工区30min后,灯光延时关闭(延时时间可调)。

  工作内的照明、空调可通过手机APP或墙面智慧屏进行控制。

  工作区域的空调在午餐阶段应具有时间锁定功能,不能因为就餐时区域没人而自动关闭。

  工作延时时段(加班):人体感应器自动感应,控制相应区域及相邻的空调及照明启停。如工区监测有人,走廊灯光全亮。卫生间灯光平时保持低照度,在监测到有人开启卫生间门后,灯光全亮。

  午休时段:两种方式

  智慧屏(手机)一键控,自动调整空调温度(上调1度),关闭灯光;

  通过智慧屏(手机)关闭工位区的灯光

  建议采用第二种就地控制的方式,工区人员密集,众口难调。

  领导办公室

  领导车辆进入园区时,自动开启领导办公室空调。根据空气质量情况,自动开启新风换气功能。

  领导通过智慧门锁授权,自动开启照明、窗帘,然后进入办公室。

  午休时段:智慧屏(手机)一键控,自动调整空调温度(上调1度),关闭灯光、窗帘。午休结束后一键恢复

  体育馆:体育馆处对外营业,建议就地通过智慧面板控制,或根据时段设定以及场地预定的情况,提前5~10分钟,开启相应预约区域的灯光、空调,到达预约时间后,延时5~10关闭灯光、空调。

  会议室

  根据会议室预约的时段,提前10~15分钟开启空调。

  通过门口智慧屏实现会议室门锁开启、签到、会议室设备控制权限释放。

  进入会议室,感应灯光自动开启。

  通过桌面智慧屏一键会议场景选择。

  会议结束,一键释放,自动关闭灯光、空调、会议设备。

  集群控制功能

  可以实现空间单元的模式控制功能,一键切换上下班、午休模式、会议模式等,支持用户自定义设置。可以实现空间单元设备联动控制功能,通过场景内各种传感器联动照明、空调等设备,实现人走灯灭、空调关闭,减少空间单元用能。

  智能调光功能

  对灯具进行色温、亮度调节控制,通过控制器对不同的灯具进行调光,有着良好的智能调整性能,根据灯具的类型进行调整电源的电压,具有软启动的功能。

  人体感应功能

  多功能传感器包含移动感应控制功能。通过预先设置场景,有人时候触发该区域内特定灯光场景,无人情况下在宽限期内会降低照明输出或者直接关闭照明输出。通过人体感应功能可以提高照明的效率和有效降低能源消耗。

  窗帘联动功能

  通过日光感应器采集照度信息,在不同的日照情况下(阴天,多云,晴天)联动控制窗帘的开启面积及灯具的亮度。确保使用的安全与舒适的同事实现最大化的节能。同时也可以与空调、门禁、消防等系统设施进行联动控制,提高楼宇智能化管理水平。

  恒照度照明控制

  在配置了移动/日光感应以及数字可调光的照明设备的空间和区域,可以设置恒照度照明输出,保持空间照明一直处于恒定的照度环境。

  5、智能照明控制系统要求

  智能照明系统依托物联网、传感器技术、无线通信技术以及智能控制算法,将传统照明灯具升级为可远程管控、自动调节的智能设备。通过云平台或本地控制系统,实现对灯光亮度、色温、开关状态的精准控制,并结合环境感知与场景预设,达到节能降耗、优化视觉体验以及提升管理效率的目的。

  (1)系统应采用分布式、总线型网络拓扑结构,该网络分为子网和子网段,既能满足中央监控要求与系统规模相适应;又能减少故障波及面,易于系统扩展。

  (2)所有照明回路采用多种控制形式,即可以集中控制、区域就地控制;中央监控功能停止工作不影响各分区功能和设备运行,网络通信控制也不应因此而中断。

  (3)系统可分区控制完全独立,互不干扰,每个控制器均要求带有CPU,中央监控功能停止工作不影响各分区设备正常工作,网络通信也不因此而中断;一个分区停止工作不影响其他分区和设备的正常运行,任意分区中任意器件损坏也不影响本区内其也器件正常工作。

  (4)连接方式:所有设备用低压信号线串接,系统连接采用总线环形连接方式,以提高系统的可靠性.节省安装维护成本。

  (5)系统网络上的某个设备一旦出现故障,该设备的通讯即被封锁,不会向网络上发送错误的信息,保证系统网络的通畅。

  (6)总线单元及现场控制面板应运行在安全低电压下,如24VDC。智能照明系统方案设计(图2)

  6、智能照明系统应用场景

智能照明系统方案设计

  商业办公楼

  办公区域:

  员工日常工作需要充足且舒适的照明环境。智能照明系统可根据自然光照变化,通过光照传感器自动调节灯具亮度,维持桌面照度在400-500lux之间,确保员工视觉舒适,同时降低能耗。

  支持不同时段的调光策略,如上午工作时段调亮灯光,午休时段适度调暗,下班后自动关闭大部分灯具,仅保留应急照明及部分通道照明。

  结合人体感应,当员工长时间离开座位(超过设定时长,如30分钟),自动关闭该工位灯具,进一步节能。

  走廊与通道:

  采用人体感应控制,在有人经过时,灯具自动亮起至合适亮度(如100-150lux),人走后延迟10-20秒关闭,避免长明灯现象,节能效果显著。

  应急照明系统与之联动,在市电故障时,迅速切换至应急模式,确保人员疏散安全。

  会议室:

  会议期间,可一键切换至“会议模式”,灯光均匀照亮会议桌,亮度适中(约300-400lux),色温调整为4000-5000K,营造清晰、专注的氛围。

  空闲时,若检测到无人使用,自动关闭灯具或调至低功耗待机模式,待有会议预约时再提前开启预热。

  系统优势

  节能效益突出,相比传统照明可降低能耗30%-50%,降低运营成本。

  提升员工工作舒适度与满意度,间接提高工作效率。

  便于集中管理,通过管理平台可远程监控、调整照明状态,及时发现故障设备,减少维护工作量。

  政府机关单位

  办公大厅:

  营造庄重、明亮的氛围,灯具亮度保持相对稳定,通过智能调光确保白天光照充足时适当降低能耗,维持照度在300-400lux。

  结合访客流量统计(可通过摄像头或门禁系统联动),在人流高峰时段适当调亮灯光,提升整体视觉感受。

  领导办公室:

  具备多种场景模式,如“办公模式”下,灯光满足阅读、书写需求,亮度400-500lux,色温4500-5500K;“接待模式”下,调亮部分区域灯具,营造宽敞明亮氛围,便于接待访客。

  强调隐私与个性化控制,可通过本地控制面板或手机APP便捷切换场景,同时保证系统安全性,防止外部非法入侵。

  档案室:

  为保护档案资料,采用无紫外线辐射的智能灯具,且严格控制室内光照强度与时长。

  有人进入时,自动开启低照度、低色温(如2700-3000K)照明,避免强光对档案纸张、字迹造成损害,无人时立即关闭。

  系统优势

  符合政府机关形象要求,展现科技与节能理念,提升公共形象。

  保障重要区域照明需求的精准满足,同时兼顾资料保护等特殊需求。

  提升机关单位内部管理效率,便于统筹安排照明资源,减少能源浪费。

  商场

  公共区域:

  大厅、走廊等区域照明注重营造宽敞明亮、富有吸引力的购物氛围。采用动态调光技术,根据商场营业时间及客流情况,在高峰时段(如周末、节假日下午2-8点)调亮灯光,亮度可达500-800lux,低谷时段适当调暗,节能的同时引导顾客购物路线。

  结合背景音乐、喷泉等设施联动,打造沉浸式购物体验,如开启促销活动时,灯光可切换至炫彩闪烁模式,吸引顾客注意力。

  店铺内部:

  为商户提供个性化照明控制方案,可根据商品类型(如服装、珠宝、食品)自行调节灯光亮度、色温与显色指数。例如,服装店铺在新品上架时可切换至高显色指数(Ra≥90)、暖色温(3000-3500K)灯光,突出衣物色泽与质感;珠宝店则采用高亮度、冷色温(5000-6000K)聚焦照明,展现珠宝璀璨光芒。

  支持店铺统一开关灯管理,方便商场运营,同时避免商户因疏忽造成能源浪费。

  停车场:

  采用智能感应照明,车辆或行人进入区域时,前方灯具自动渐亮至合适亮度(200-300lux),引导行驶路线,离开后延迟关闭,节能效果显著。

  结合车位检测系统,当车位有空余时,附近照明亮度稍高,便于车辆寻找车位;车位已满时,适度降低周边照明亮度,节省能源。

  系统优势

  提升商场整体形象与购物吸引力,增加顾客停留时间与消费意愿。

  为商户提供便利,助力商品展示与销售,提升商场竞争力。

  有效节能,降低商场运营成本,在商业运营中实现经济效益与环境效益双赢。

  医院

  门诊大厅:

  保持明亮、开阔的照明环境,亮度维持在400-600lux,确保患者及家属能清晰辨别方向、查看导诊信息。

  结合排队叫号系统联动,当某个科室候诊人数较多时,自动调亮该区域灯光,缓解患者焦虑情绪;同时,在特殊时段(如流感高发季),可切换至杀菌消毒模式(特定波长紫外线灯开启一定时长,需确保无人状态),保障公共卫生安全。

  病房:

  满足患者不同时段需求,如白天提供自然光照感的照明,色温4000-5000K,亮度适中;夜晚切换至低照度、暖色温(2700-3000K)的夜灯模式,避免强光刺激,利于患者休息。

  护士查房时,通过手持终端或病房门口控制面板一键开启“查房模式”,灯光亮度提升至300-400lux,方便医护人员操作,查房结束后自动恢复。

  手术室:

  采用高显色指数(Ra≥95)、无频闪智能灯具,确保手术过程中医护人员对患者身体组织、医疗器械的颜色辨别精准无误。

  具备应急备用照明系统,且在市电故障时能瞬间切换,保障手术不间断进行,亮度维持在手术所需最低标准以上。

  系统优势

  为患者提供舒适、安心的就医环境,有助于康复进程。

  辅助医护人员工作,提高医疗服务质量与效率,保障手术安全。

  节能的同时兼顾医院特殊功能需求,如杀菌消毒、应急保障等,提升医院运营管理水平。

  学校

  教室:

  上课时,智能照明系统根据自然光照变化调节灯具亮度,维持桌面照度在300-500lux,确保学生视觉舒适,预防近视。

  课间休息时段,自动调暗灯光30%-50%,节能的同时营造相对放松的氛围;放学后,自动关闭所有灯具,避免能源浪费。

  结合多媒体教学设备联动,当播放视频或投影时,自动调暗教室前排灯光,防止光线干扰屏幕显示。

  图书馆:

  书架区采用低照度、均匀分布的照明,避免阴影遮挡书籍信息,照度约200-300lux;阅读区则提供明亮、稳定的照明,亮度400-500lux,色温4000-5000K,利于长时间阅读。

  支持座位占用检测(通过压力传感器或摄像头识别),无人座位上方灯具自动关闭,提高能源利用率。

  校园道路与操场:

  校园道路采用人体感应与光照感应结合的照明方式,在天黑且有人经过时自动点亮,引导师生行走路线,人走后延迟关闭。

  操场照明根据体育活动安排灵活调控,如举办运动会时,提前开启全部灯具,调亮至比赛所需亮度;日常无活动时,仅保留部分基础照明,节能降耗。

  系统优势

  为师生创造良好的学习、工作环境,利于知识传授与吸收,提升教育质量。

  培养学生节能意识,通过智能照明系统的直观演示,让学生了解能源管理的重要性。

  便于学校统一管理照明资源,降低运维成本,将更多资金投入教育教学。

  7、智能照明系统可视化展示

  通过3D建模,针对建筑物内照明情况做可视化展示,展示大楼内照明情况及设备故障情况,具备状态实时查看、能耗统计、故障检测及推送等多种功能,满足现场差异化照明需求。3d可视化的智慧照明更能展示虚拟照明的效果。智能照明系统方案设计(图4)智能照明系统方案设计(图5)

  7.1监控中心

  本系统搭载集中式监控管理界面,实时呈现全域照明设备运行状态。通过可视化数据看板,设备名称、编号、开关状态及运行参数实现精准映射,亮色/灰色状态标识形成直观辨识体系。支持远程下发控制指令,可完成单设备点控、区域组控及场景模式切换,实现照明策略即时生效。结合能耗监测数据优化照明方案,有效降低管理成本30%以上。系统采用加密传输协议,确保控制过程安全可靠,助力用户构建集约化、智能化的照明管理体系。智能照明系统方案设计(图6)

  7.2定时管理

  定时管理模块作为策略管理的核心时序引擎,采用工业级时间同步协议构建控制矩阵。系统支持毫秒级精度的时间参数配置,可定义全年无休的照明运行计划。独创的"天文时钟算法"可自动匹配太阳日出、日落时间,实现照明方案的动态优化。结合历史执行数据,系统能自动生成能效优化建议,辅助管理人员制定低碳照明策略。

  7.3场景管理

  场景管理模块突破传统照明控制模式,构建基于物联网的情境感知型管理架构。用户可自定义包含设备联动逻辑、光照参数阈值、环境传感器联动的复合场景模板,实现"人-光-场"的智能协同。系统支持多模态触发机制,包括手动/自动/移动感应等多种激活方式,配合空间定位技术实现场景的无缝切换。独创的"光配方"技术允许管理人员预设不同空间功能需求的光谱组合,如专注办公模式采用4000K冷白光,休闲场景切换至2700K暖光。所有场景配置均支持版本控制与权限分级,确保策略执行的安全性与可追溯性。通过场景化配置,可使空间利用率提升40%,用户满意度提高60%,实现照明管理从基础控制向价值创造的跃迁。智能照明系统方案设计(图7)

  7.4窗帘控制

  (1)

  领导进入办公室前,自动开启照明、窗帘,然后进入办公室。

  午休时段:智慧屏(手机)一键控,自动调整空调温度(上调1度),关闭灯光、窗帘。

  午休结束后一键恢复。

  (2)

  监测窗帘正常运行状态、故障状态等,具体根据窗帘接口而定。

  7.5系统对接联动

  (1)对接人脸识别

  当监测到人脸库中的人员通过时,系统根据人脸信息判断其所在区域,对该区域内灯光、空调联动开启。

  (2)对接信息发布

  对接成功后,对信息发布系统中实现信息展示,海报发布。

  (3)对接门禁系统

  通过对接后,实现人员通过时,自动联动相应工区的照明,提前打开照明灯光,根据室内温度,空调自动开启。

  (4)对接停车场系统

  领导车辆进入园区时,自动开启领导办公室空调。根据空气质量情况,自动开启新风换气功能。

  (5)对接考勤系统

  通过人员刷脸打卡下班,系统自动关闭相应区域的灯光、空调。

  (6)对接智慧门锁系统

  领导通过智慧门锁授权,自动开启照明、窗帘,然后进入办公室。

  (7)对接新风系统

  工作日时段:根据室外焓值,在晚上或凌晨,设置新风换气功能(不开主机,只开新风机,对大楼室内空气进行换洗,一方面提高楼内的空气质量,另一方面利用室外温度较低的空气提前将楼内温度预降温,实现节能的目的)。

  8、智能照明系统效益分析

  8.1经济效益

  节约电费支出40%

  系统能提高开/关灯的可靠性和可检查性,避免白天亮灯或晚上不亮灯情况的出现。

  系统采用不同的亮灯模式:比如节日模式、平日模式、深夜模式、时控与光控结合的控制方案,在预置的时间区段内决定景观亮化灯具的开或关,这些措施避免了灯具的无谓开启,减少了开灯时间、开灯灯具数量,从而节约了电能。

  节约维护费用30%

  系统将传统的“巡灯查找故障”改为“值班等待报警”,不仅减少了“巡灯”人员和车辆损耗,降低了维修成本;而且在检修车出所之前已经知道了故障的准确地点和基本状态,因而缩短了维修时间、提高了检修效率;由此将产生了极大的经济效益。

  提高灯具寿命

  灯具损坏的致命原因是电压过高。灯具的工作电压越高,其寿命则成倍降低。反之,灯具工作电压降低则寿命成倍增长。因此,适当降低灯具工作电压是延长灯具寿命的有效途径。智能照明控制系统能成功地抑制电网的冲击电压和浪涌电压,使灯具不会因上述原因而过早损坏。还可通过系统人为地确定电压限制,提高灯具寿命。智能照明控制系统采用了软启动和软关断技术,避免了灯丝的热冲击,使灯具寿命进一步得到延长。

  智能照明控制系统能成功地延长灯具寿命2-4倍。不仅节省大量灯具,而且大大减少更换灯具的工作量,有效地降低了照明系统的运行费用,对于难安装区域的灯具及昂贵灯具更具有特殊意义。

  实现自动计费功能,减少电费支出

  系统提供电表抄表接口,加上脉冲电度表,即可将电表的数据抄入监控中心,可随时了解用电情况,有效防止盗电、漏电现象的发生,实施有效管理,降低支出,提高经济效益。

  8.2社会经济效益

  管理水平达到国内领先水平

  管理人员可以在故障发生后的数秒钟内及时了解故障的地点和状态,为及时进行修复提供了有力的保障,实现城市照明系统管理由被动管理型向主动服务型转变,管理水平达到国内领先水平。

  达到按需照明、高效节能、精细化管理的效果

  为政府提供数据分析决策平台,为城市照明的控制调度指挥与规划决策提供强大实用的手段,达到按需照明、高效节能、精细化管理的效果。

  为智慧城市打下坚实的基础

  智能照明系统解决方案不但能响应国家号召,降低能耗、节能减排,及时跟上当前治理灰霾天气和减少PM2.5排放的发展要求,绿色环保;又能推进智慧城市管理工作打下坚实的基础,从而为市民营造一个绿色美好、安全和谐的工作与生活环境,具有十分重要的社会效益。更多楼宇自控信息关注裕乾官网!


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