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会展中心酒店及办公楼兼酒店客房床前LED天花射灯、多功能会议室、VIP包厢、餐厅局部等采用了智能照明调光控制系统,本文对本工程射灯光调光控制系统的设计做一下 介绍。
1灯光控制系统几种常用控制方式
a.单个设备或灯具的控制:通过一个开关对需要单独控制的回路进行控制。
b.群组控制:通过一个开关对一组控制回路的控制。
c.模式控制:这种方式可以根据具体要求结合时间及用途对场所照明进行控制。
d.调光控制:通过调光开关或各种光线或气象感应器联动对照明设备进行亮度调节控制。
这4种方式为基本控制方式,可根据具體情况,在施工后重新设定,系统还可以根据需要实现多点控制、集中监视、集中控制等功能。
2设计中常用的灯光控制系统分类
2.1 EIB总线系统
EIB总线起源于1900年,由西门子公司牵头,联合其他6家德国电气制造商组成联盟,制定了EIB技术标准并成立了中立的非商业性组织EIBA(EIBA Associate,欧洲安装总线协会)。2001年,EIBA协会吸收了两家其他欧洲智能电气安装协会,在欧洲统一了智能电气安装技术标准,也诞生了全新的标准——Konnex,简称KNX。EIB总线系统
EIB作为目前比较流行的灯光控制系统(一下简称“控制系统”),最主要的特点是拓扑结构上的分层设计,以西门子instabus-EIB系统拓扑结构为例:系统每条线最多可接64个控制单元,每功能区最多可接15条线,系统最多可带15个功能区,容量可达到14400控制点。
2.3 松下全2线系统(Panasonic)
松下全2线灯控系统通过2根AC24v无极性的信号与各种输入、输出装置连接,达到调控照明设施的目的。具有良好的灵活性和可扩展性,可随时依照空间分隔,灯具控制方式来改变灯具回路的控制设定,免除重新进行管线施工的困扰。且整体2根24V交流信号线贯穿所有控制部件,降低了在布线中所带来的成本和烦扰问题。全2线灯控系统通过触摸式开关发出脉冲信号,由24V信号传送给控制继电器T/U,由T/U控制遥控继电器的动作,实现照明的开与关。同时所有开关都与信号线连接,可设定更改所有照明回路的地址,可不受物理位置的局限进行照明控制。松下灯控继电器由6A、20A等,调光模块有500W、1500W等以照明开关和及调光为主。
2.4路创灯控系统
路创灯控系统采用总线式,分为两条总线:一条连接调光柜,一条连接面板。它的调光柜较大,约800mm*500mm,调光盘最大可控32路,开关盘最大可控48路,面板总线路必须采用该系统要求的线缆,且每条面板总线只能带32个模块,一般的双绞线达不到这个数目。
2.5 DALI灯控系统
DALI数字式可寻址灯光接口(Digital Addressable Lighting Interface)是一个数据传输协议,它定义了电子镇流器与灯具控制器之间的沟通方式。数字照明控制采用国际通用标准,提供了一种简单的数字通信方式,控制简单灵活,还可以兼容不同厂家符合DALI标准的LED照明和镇流设备,与各种总线配合使用。DALI的传输速率是1200bps,最大传输距离是300m,最对可带64个独立节点或16个群组,一个系统中可以有多个控制器。智能照明系统中,产品可以单独储存数据。每个灯具或灯点位部分都有相应地址,他们会判断对应自己的数据,可实现双向通信,便于判断产品故障点。数字式可寻址:在DALI网络中,每个单元有自己独立的地址并可直接通信。多通道控制:通过一对DALI网络中的控制电缆控制许多不同的群组。自通断控制:通过DALI控制系统中的命令对灯具直接进行关断,无需经过电源控制。双向控制:用户通过控制器对系统进行操作,控制器向左右DALI镇流器发送包含地址和命令信息,DALI镇流器向控制器发送反馈信息。
3 设计要求
3.1 灯控系统的设置场所及范围
灯控系统的设置场所及范围如下:
a.会展中心酒店K1、K2、T1、T2、T3户型客房。
b.会展中心酒店二至五层会议室局部照明。
c.会展中心酒店二层多功能餐厅前台主持、吧台照明。
d.会展中心酒店二层VIP包间。
e.办公楼兼酒店一层多功能厅会议室调光或智能控制的照明。
f.户外道路及庭院照明。
g.需要调光或智能控制的公共走道的照明。
h.办公类建筑中打开间办公区(可加入感光和时控传感器)。
3.2 灯控系统的控制管线
EIB总线系统线缆为两对双绞线电缆YCYM2*2*0.8等,邦奇等系统采用非屏蔽5类双绞线。
3.3 灯控系统电源供给
灯控系统电源模块一个支路最多控制64个点位(如i-bus),点位是指拥有独立地址的控制单元,如灯控模块、墙面开关、各种传感器均算一个点位。也有部分厂家(如邦奇电子)的灯控系统无电源模块,其电源集成在控制模之内,在系统图中也就无需另行标注,
3.4 灯控系统的传感器应用
各种场所采用何种类型传感器需依据工程情况及建设方另行确定。
3.4.1 照度感应器
通过照度感应器来充分利用自然光,关闭室内的部分灯具,使室内的光线达到恒照度,从而很好的节约能源。
3.4.2 人体感应器
通过人体感应器控制照明区域,当人进入某个区域是,区域内照明打开;人离开该区域时,照明延时关闭。这样可避免能源浪费。 3.4.3 气候中心及其传感器
通过传感器把气候中心的天气数据传送给楼控系统,楼控系统可根据天气状况控制遮阳棚、窗帘、空调等。
3.4.4各种设备的控制
同楼控系统类似,灯控系统也可以通过安装于设备侧的流量、压力等传感器完成对各种设备的信号采集,通过通信接口送至楼控系统统一管理,或有灯控系统实现对现场设备的检测及控制
3.5灯控系统与消防联动的接口
EIB总线可单独设置照明模块(如ABB的i-bus),而邦奇产品及C-bus无应急照明模块,消防强启信号需通过控制继电器来控制灯控模块。应急照明系统
3.6 灯控系统的调光
如需要对荧光灯进行调光,则需要注意荧光灯镇流器应为调光镇流器,普通电子镇流器不具备调光功能。灯控调光系统。
3.6.1 前沿调光
前沿调光器具有调节精度高、效率高、体积小、重量轻、远距离操作容易等优点,在市场上战友主导地位,多数厂家的产品都是这种类型的调光器。前沿相位控制调光器一般使用可控硅作为开关器件,所以又称为可控硅调光器。可控硅调光器虽然电路简单、成本低廉,但由于可控硅开关是会产生较强的谐波干扰,若不采取有效的滤波措施,将会妨碍许多电器的使用。另外,可控硅调光器在开关时有一个很陡的前沿,电压波形从零电压突然跳变,这对白炽灯类电阻性负载的影响不大,但却不适合气体放电光源的调光使用。因为多数气体放电光源都需要驱动电路来配合工作,而驱动电路是一种容性负载,可控硅调光器产生的电压跳变会在容性负载上产生很大的浪涌电流,使电路工作不稳定,甚至造成驱动电路烧毁的故障,故前言调光适合于阻性光源的调光。
3.6.2 后沿调光
后沿调光器不能对白炽灯等阻性光源进行调光,但对电子变压器类设备能较好地配合使用,所以LED和紧凑型荧光灯也可以使用,最重要的是满足了气体放电灯的调光需要。
3.7 灯控系统的智能控制
a. 采用场景控制功能,根据区域功能的需要,通过场景设置使部分灯开启,部分灯关闭,部分灯调光
b. 采用时钟控制,根据开启要求、季节变换和节假日的特殊性,对照明进行时间的控制。
c. 通过遥控器或对面板手动控制灯光的开关/调光,可以随意调整灯光所需要的效果,操作既简单又方便。系统可根据室外光线强度对室内灯光作出自动调节,恒定室内照度(调光或开关)以达到节点和舒适的效果。
d. 红外线移动感应器感应人的移动和探测区域环境照度,当区域环境照度值低于设定值并有人移动时打开照明灯,当人在该区域内活动时,照明灯持续打开,人离去后自动关闭。
3.8 灯控系统的优势
a. 采用总线制,通过总线缆可将整个系统连接起来,功能均由软件控制,系统稳定,省维护易操作。
b. 许多功能只需一个外部传感器,降低成本。
c. 系统如需拓展功能时,不需改动原有总线缆,方便快捷。
d. 功能用途改变时,不需改动设备和电缆,只要修改参数即可。
e. 系统产品兼容性好,适用于小到私人住宅,大到宾馆、银行、办公大楼、机场、体育及娱乐场所等复杂功能的建筑。
f. 楼控系统也可以实现灯光控制的要求,但由于灯控系统单控制点大约为楼控系统单点控制点造价的一半,所以在造价方面灯控系统有较大优势。
3.9 灯控系统与楼控系统的兼容
由于灯控系统多采用RS485或EIB总线,楼控系统多采用RS232接口或工业总线,一般采用增加网关后可以将灯控系统并入建筑内的楼控系统,以满足使用的兼容性。
4 酒店客房的灯控系统应用
酒店客房的控制需根据实际情况确定,RCU(客房控制器)可实现智能控制,也较为常用,但灯控系统同样可以实现酒店客房的智能控制:根据室内是否有人来自动开关空调,根据温控的设定自动调节温度,使室内保持恒温;通过温控调节面板手动调节温度,是空调根据室温自动调节风量的大小;通过遥控器或面板手动控制窗帘的升降/百叶窗的角度,可以随意使窗帘听到某个位置。
5 结语
目前电气设计越来越多的采用了灯光智能控制系统,文本只是从建筑设计院电气专业的角度对智能照明做一个分类探讨,望能对设计同人有所帮助。
参考文献
(1)中国建筑东北设计研究院有限公司 GB 51348-2019 民用建筑电气设計标准{S}. 北京:中国建筑工业出版社,2020.
(2)北京照明学会设计专业委员会.照明设计手册{M}.3版. 北京:中国电力出版社,2016.
1灯光控制系统几种常用控制方式
a.单个设备或灯具的控制:通过一个开关对需要单独控制的回路进行控制。
b.群组控制:通过一个开关对一组控制回路的控制。
c.模式控制:这种方式可以根据具体要求结合时间及用途对场所照明进行控制。
d.调光控制:通过调光开关或各种光线或气象感应器联动对照明设备进行亮度调节控制。
这4种方式为基本控制方式,可根据具體情况,在施工后重新设定,系统还可以根据需要实现多点控制、集中监视、集中控制等功能。
2设计中常用的灯光控制系统分类
2.1 EIB总线系统
EIB总线起源于1900年,由西门子公司牵头,联合其他6家德国电气制造商组成联盟,制定了EIB技术标准并成立了中立的非商业性组织EIBA(EIBA Associate,欧洲安装总线协会)。2001年,EIBA协会吸收了两家其他欧洲智能电气安装协会,在欧洲统一了智能电气安装技术标准,也诞生了全新的标准——Konnex,简称KNX。EIB总线系统
EIB作为目前比较流行的灯光控制系统(一下简称“控制系统”),最主要的特点是拓扑结构上的分层设计,以西门子instabus-EIB系统拓扑结构为例:系统每条线最多可接64个控制单元,每功能区最多可接15条线,系统最多可带15个功能区,容量可达到14400控制点。
2.3 松下全2线系统(Panasonic)
松下全2线灯控系统通过2根AC24v无极性的信号与各种输入、输出装置连接,达到调控照明设施的目的。具有良好的灵活性和可扩展性,可随时依照空间分隔,灯具控制方式来改变灯具回路的控制设定,免除重新进行管线施工的困扰。且整体2根24V交流信号线贯穿所有控制部件,降低了在布线中所带来的成本和烦扰问题。全2线灯控系统通过触摸式开关发出脉冲信号,由24V信号传送给控制继电器T/U,由T/U控制遥控继电器的动作,实现照明的开与关。同时所有开关都与信号线连接,可设定更改所有照明回路的地址,可不受物理位置的局限进行照明控制。松下灯控继电器由6A、20A等,调光模块有500W、1500W等以照明开关和及调光为主。
2.4路创灯控系统
路创灯控系统采用总线式,分为两条总线:一条连接调光柜,一条连接面板。它的调光柜较大,约800mm*500mm,调光盘最大可控32路,开关盘最大可控48路,面板总线路必须采用该系统要求的线缆,且每条面板总线只能带32个模块,一般的双绞线达不到这个数目。
2.5 DALI灯控系统
DALI数字式可寻址灯光接口(Digital Addressable Lighting Interface)是一个数据传输协议,它定义了电子镇流器与灯具控制器之间的沟通方式。数字照明控制采用国际通用标准,提供了一种简单的数字通信方式,控制简单灵活,还可以兼容不同厂家符合DALI标准的LED照明和镇流设备,与各种总线配合使用。DALI的传输速率是1200bps,最大传输距离是300m,最对可带64个独立节点或16个群组,一个系统中可以有多个控制器。智能照明系统中,产品可以单独储存数据。每个灯具或灯点位部分都有相应地址,他们会判断对应自己的数据,可实现双向通信,便于判断产品故障点。数字式可寻址:在DALI网络中,每个单元有自己独立的地址并可直接通信。多通道控制:通过一对DALI网络中的控制电缆控制许多不同的群组。自通断控制:通过DALI控制系统中的命令对灯具直接进行关断,无需经过电源控制。双向控制:用户通过控制器对系统进行操作,控制器向左右DALI镇流器发送包含地址和命令信息,DALI镇流器向控制器发送反馈信息。
3 设计要求
3.1 灯控系统的设置场所及范围
灯控系统的设置场所及范围如下:
a.会展中心酒店K1、K2、T1、T2、T3户型客房。
b.会展中心酒店二至五层会议室局部照明。
c.会展中心酒店二层多功能餐厅前台主持、吧台照明。
d.会展中心酒店二层VIP包间。
e.办公楼兼酒店一层多功能厅会议室调光或智能控制的照明。
f.户外道路及庭院照明。
g.需要调光或智能控制的公共走道的照明。
h.办公类建筑中打开间办公区(可加入感光和时控传感器)。
3.2 灯控系统的控制管线
EIB总线系统线缆为两对双绞线电缆YCYM2*2*0.8等,邦奇等系统采用非屏蔽5类双绞线。
3.3 灯控系统电源供给
灯控系统电源模块一个支路最多控制64个点位(如i-bus),点位是指拥有独立地址的控制单元,如灯控模块、墙面开关、各种传感器均算一个点位。也有部分厂家(如邦奇电子)的灯控系统无电源模块,其电源集成在控制模之内,在系统图中也就无需另行标注,
3.4 灯控系统的传感器应用
各种场所采用何种类型传感器需依据工程情况及建设方另行确定。
3.4.1 照度感应器
通过照度感应器来充分利用自然光,关闭室内的部分灯具,使室内的光线达到恒照度,从而很好的节约能源。
3.4.2 人体感应器
通过人体感应器控制照明区域,当人进入某个区域是,区域内照明打开;人离开该区域时,照明延时关闭。这样可避免能源浪费。 3.4.3 气候中心及其传感器
通过传感器把气候中心的天气数据传送给楼控系统,楼控系统可根据天气状况控制遮阳棚、窗帘、空调等。
3.4.4各种设备的控制
同楼控系统类似,灯控系统也可以通过安装于设备侧的流量、压力等传感器完成对各种设备的信号采集,通过通信接口送至楼控系统统一管理,或有灯控系统实现对现场设备的检测及控制
3.5灯控系统与消防联动的接口
EIB总线可单独设置照明模块(如ABB的i-bus),而邦奇产品及C-bus无应急照明模块,消防强启信号需通过控制继电器来控制灯控模块。应急照明系统
3.6 灯控系统的调光
如需要对荧光灯进行调光,则需要注意荧光灯镇流器应为调光镇流器,普通电子镇流器不具备调光功能。灯控调光系统。
3.6.1 前沿调光
前沿调光器具有调节精度高、效率高、体积小、重量轻、远距离操作容易等优点,在市场上战友主导地位,多数厂家的产品都是这种类型的调光器。前沿相位控制调光器一般使用可控硅作为开关器件,所以又称为可控硅调光器。可控硅调光器虽然电路简单、成本低廉,但由于可控硅开关是会产生较强的谐波干扰,若不采取有效的滤波措施,将会妨碍许多电器的使用。另外,可控硅调光器在开关时有一个很陡的前沿,电压波形从零电压突然跳变,这对白炽灯类电阻性负载的影响不大,但却不适合气体放电光源的调光使用。因为多数气体放电光源都需要驱动电路来配合工作,而驱动电路是一种容性负载,可控硅调光器产生的电压跳变会在容性负载上产生很大的浪涌电流,使电路工作不稳定,甚至造成驱动电路烧毁的故障,故前言调光适合于阻性光源的调光。
3.6.2 后沿调光
后沿调光器不能对白炽灯等阻性光源进行调光,但对电子变压器类设备能较好地配合使用,所以LED和紧凑型荧光灯也可以使用,最重要的是满足了气体放电灯的调光需要。
3.7 灯控系统的智能控制
a. 采用场景控制功能,根据区域功能的需要,通过场景设置使部分灯开启,部分灯关闭,部分灯调光
b. 采用时钟控制,根据开启要求、季节变换和节假日的特殊性,对照明进行时间的控制。
c. 通过遥控器或对面板手动控制灯光的开关/调光,可以随意调整灯光所需要的效果,操作既简单又方便。系统可根据室外光线强度对室内灯光作出自动调节,恒定室内照度(调光或开关)以达到节点和舒适的效果。
d. 红外线移动感应器感应人的移动和探测区域环境照度,当区域环境照度值低于设定值并有人移动时打开照明灯,当人在该区域内活动时,照明灯持续打开,人离去后自动关闭。
3.8 灯控系统的优势
a. 采用总线制,通过总线缆可将整个系统连接起来,功能均由软件控制,系统稳定,省维护易操作。
b. 许多功能只需一个外部传感器,降低成本。
c. 系统如需拓展功能时,不需改动原有总线缆,方便快捷。
d. 功能用途改变时,不需改动设备和电缆,只要修改参数即可。
e. 系统产品兼容性好,适用于小到私人住宅,大到宾馆、银行、办公大楼、机场、体育及娱乐场所等复杂功能的建筑。
f. 楼控系统也可以实现灯光控制的要求,但由于灯控系统单控制点大约为楼控系统单点控制点造价的一半,所以在造价方面灯控系统有较大优势。
3.9 灯控系统与楼控系统的兼容
由于灯控系统多采用RS485或EIB总线,楼控系统多采用RS232接口或工业总线,一般采用增加网关后可以将灯控系统并入建筑内的楼控系统,以满足使用的兼容性。
4 酒店客房的灯控系统应用
酒店客房的控制需根据实际情况确定,RCU(客房控制器)可实现智能控制,也较为常用,但灯控系统同样可以实现酒店客房的智能控制:根据室内是否有人来自动开关空调,根据温控的设定自动调节温度,使室内保持恒温;通过温控调节面板手动调节温度,是空调根据室温自动调节风量的大小;通过遥控器或面板手动控制窗帘的升降/百叶窗的角度,可以随意使窗帘听到某个位置。
5 结语
目前电气设计越来越多的采用了灯光智能控制系统,文本只是从建筑设计院电气专业的角度对智能照明做一个分类探讨,望能对设计同人有所帮助。
参考文献
(1)中国建筑东北设计研究院有限公司 GB 51348-2019 民用建筑电气设計标准{S}. 北京:中国建筑工业出版社,2020.
(2)北京照明学会设计专业委员会.照明设计手册{M}.3版. 北京:中国电力出版社,2016.