摘要：本文结合工程实践经验，介绍了数字可寻址照明调光系统在施工临时智能照明系统的控制策略和优越性。结果表明，智能照明控制系统不仅可以满足现代建筑中的照明需求，提升照明环境品质，还可以充分利用和节约能源，使建筑物更加节能、环保。
               

 一、课题背景
        1.超高层施工项目由于施工楼层多、临时照明用电需求比较分散，在所有需要施工部位设置临时照明很难进行科学有效的回路分布。如果采用连续照明方式且不利用自然光调整光源的照度，则造成能源极大浪费。为了能更好的实现施工现场临时照明用电使用、节能的需求。
        2.传统施工现场临时照明用电设置回路较为单一，对于同一回路中未施工的部位很难进行照明光源的切断、监控，并且无法有效的利用自然光结合施工临电用电，造成极大的浪费。
        因此，通过数字可寻址照明调光系统在施工临时照明的运用技术，可实现项目对施工临时用电实时监控、网络化于一体的基础信息管理平台，从而实现“节能、环保、高效”的现代管理目标。
        二、课题研究内容
        1.总体思路
        
        图2.1-1 部署和流程示意图
        2.技术方案
        （1）优化方向
        由于超高层项目施工楼层多、光线差，需要有大量的长期照明设备。采用照明控制，通常需要的控制线路较长，如果采用连续照明方式，则造成能源极大浪费。常规的临时照明用电回路设置，仅能实现整体回路的开关控制，不具备调光功能，节能效果很不明显。
        因此，在施工现场需照明用电部位先行采用后期正式的数字可寻址照明系统，将地下室、塔楼重点用电部位的控制方式改为可调光控制，并增加存在感应器探测人员及车辆活动情况，实现需要区域亮灯，不需要区域灯具变暗或关闭。
        （2）方案分析对比
        1）灯具控制方面：
        常规的临时照明仅能实现回路的开关控制，不具备单灯控制功能，灯具故障检测仅停留在对整个回路的检测；而数字可寻址照明系统为单灯监控，在中央控制电脑可显示每一盏灯的实际用电情况，让使用者掌握实际照明用电情况，同时可以反馈每盏灯具的运行状态，故障反馈及报警。
        2）灯光控制方面
        管理过程中，施工现场临时照明无人活动区域，照明照度100%将造成极大的浪费。常规临时照明控制方式仅为开关控制，不能进行调光控制；而数字可寻址照明系统则可以进行智能照度控制，在有需要的区域实现100%的照度，在不需要区域保持10%的照度，也可以实现照度任意调节，实现单独灯具控制。这种照度控制方式节能效率能达到76%，而采用开关控制方式节能效率较低。
        3）节能性方面
        根据计算，对常规临时用电照明进行优化采用数字可寻址照明系统智能照明系统后，每年可比原系统节省约10,700kw/h的电量。同时，对灯具故障检测实现准确定位，减少了管理、维修的人力及费用投入。
        常规临时照明系统与智能照明控制系统综合对比表
        
        3.关键技术
        （1）系统设备关键技术
        ①数字照明控制系统关键技术
        数字可寻址照明技术 是1999年由ORSAM，Helvar, Philips, Tridonic等公司共同倡导，以确保不同的制造厂商生产的数字可寻址照明设备能完全兼容。该技术作为开放的工业标准，已被被纳入ECG国际标准IEC929。 
        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设备控制器之间的通信方式，采用曼彻斯特编码方式，传输速率1200 bit/s。数字可寻址照明系统的基础是主-从原则∶用户通过控制器（主机）对系统进行操作，控制器向所有镇流器（从机）发送包含地址和命令的消息。地址决定着镇流器是否应该听从指示。每个镇流器都是数字寻址的，因此它对电磁噪声并不敏感（优于模拟1-10伏调光器开关系统）。
        ②镇流器
        带有数字可寻址照明接口的镇流器是当前最新型的荧光灯可调光镇流器，它将开关和调光控制集于一体。主要特点是：
        1）安装方便。安装数字可寻址照明接口有二条主电源线，二条控制线，对线材无特殊要求，安装时也无极性要求，只要求主电源线与控制线隔离开，控制线无需屏蔽，要注意的是当控制线上电流在250mA,线长300米时，压降不超过2V。
        2）操作容易。镇流器内部是智能型的，可自动处理灯丝预热、点燃、调光、开关以及故障查询，控制系统发送一个控制命令就可实现相关的功能，或循环发送状态查询的命令，就可不断获取各镇流器的运行状态。
        3）调光特性好。数字可寻址照明包括256级亮度和对数规律调光特性，调光曲线平滑，可实现1%~100%的亮度调节。
        （2）数字可寻址照明技术
        ①系统控制技术
        数字可寻址照明控制是现代楼宇智能控制系统中一项非常重要的控制功能，主要通过网关，对镇流器的荧光灯实现开关，调光，场景，以及状态查询，故障检测等功能。
        数字可寻址照明网关是楼宇智能控制系统的控制器。每个网关最多可接64个镇流器，并可以给每个镇流器编址和分组，实现光源的开关、亮度调节，以及光源故障检测等功能。同时，通过网关，还可以设置16个灯光场景，每个镇流器可以编在一组或多个组里。
        在整个照明控制系统设计中，系统主要考虑采用数字可寻址照明调光技术，感应恒亮度调节，IP组网以及Web Visual可视化集中管理等技术。
        1）照明采用数字可寻址照明调光技术；实现照明的柔和调节，并实时传递亮度值和故障信息；
        2）照明的分时控制，根据白天、晚上的时刻，设置照明工作时间表，实现照明亮度根据时间表自动调节；
        逻辑控制、场景控制、时间及事件控制等多种控制方式，结合可视化软件的集中管理，实现经济高效的照明控制。
        有人无人和亮度探测，并相应调整灯光的亮度值，以节省能源；
        利用以太网络，实现网络组网，提高数据传输速率，解决远距离数据传输的问题；
        采用Web Visual可视化集中管理软件，实现照明系统各站点可视化控制；
        通过OPC实现照明控制系统与其他楼宇管理系统通讯。
        ②照明控制功能技术
        调光镇流器包括256个亮度等级，荧光灯调光曲线更加平滑，视觉效果极佳。
        在数字可寻址照明控制中，每个ECG都有唯一的地址，系统对灯光的调节可以细致到每个镇流器。
        灯的开关状态、亮度值以及故障信息都将实时地传送到中央控制室，在可视管理PC上图形化显示，使得控制更直观，管理更方便，维护更简单。
        图形化管理让大型照明系统的控制不再是个难题，其直观的管理形式非常适合办公楼宇中多区域、大面积照明的控制。
        与恒亮度控制设备配合，根据室内外自然光强度，自动调节室内灯光的亮度值，以确保室内照度维持在令人舒适的范围内，而且节省能源。
        在大型建筑中，功能区域很多，相互间的距离也很长，数字照明控制系统通过IP路由器（遵从IP协议）接入高速以太网络，使得数据传输的速度与距离不再成为系统控制的瓶颈。因此，在大型建筑中， 数字可寻址照明可以覆盖每个区域，中央管理室和各分控中心通过Web Visual可以随时显示照明系统的状态，以及灯的故障情况。
        综上所述，数字可寻址照明控制不但具有强大的照明控制和故障查询功能，而且通过IP路由器（遵从IP协议）接入高速以太网络，实现长距离，多区域的系统组网，信息传递迅速；另外，KNX/数字可寻址照明系统安装方便，管理容易，维护简单，所以特别适合大型建筑的照明控制。
        三、课题研究效果
        1、实施效果
        在没有太阳光的地下停车场，灯光主要靠定时器和移动感应器控制。当有人时，把邻近区域内的灯光全部打开。当无人时，把亮度降至最低或者在非营业时间段关闭灯光。这样不仅可以节约能源花费还可以延长灯具的使用寿命。
        
        2、经济效益
        技术本身的开发费用或者节省的成本费用
        结合本项目实际情况，地下5层区及塔楼低区、高区照明灯具采用基于CAN-BUS总线的分散式集中控制系统，配合LED灯具实现整体调光控制。本系统主要对灯光回路进行调光控制、本地面板控制、人体感应自动控制、时钟定时控制以及中控室集中监控。对于受控灯具，采用LED灯具，即能达到绿色节能效果，降低前期投入成本，又能提高管理效率、方便维护，同时提升建筑档次。智能照明设计思路对主通道上的灯光实施定时控制。 
        高峰模式-- (周一至周五早晨7:00—9:00；傍晚18:00—20:00）工作人员多、施工面大，设定全部的灯光开启，灯光亮度90%；
        节能模式--（周一至周五其他时段如5:00—7:00；20:00—22:00）开启1/2灯光回路，灯光亮度50%，满足主干道照明，同时配合联动感应；
        深夜模式--（周一至周五深夜22:00—次日5:00）无人施工时段，只开启1/5的灯光，同时灯光亮度达到20%，满足必要的照度，同时配合联动感应；
        休息模式--（周六日20：00-次日8：00）车流量非常少，只开启1/3的灯具，亮度设置为30%，满足必要的照度，同时配合联动感应；已达到最大的节能效果。
        本项目采用智能控制系统方式较原方案节能率达到80%，每年节约电费2799591元。
        
        备注：电费按照1元/度计算。
        四、课题下一步计划
        因数字可寻址照明调光系统在部分施工建筑物内，建设方未予设计安装，如何在施工过程中利用照明控制系统进行绿色施工、降本增效，是今后作为施工方应该研究的内容。除利用数字可寻址照明系统外，智能照明控制系统已普遍运用在国内各种建筑物中，但常规的智能照明控制系统仅能够根据回路进行间隔性的灯具亮灭控制，因此能否提供智能照明控制系统结合红外感应器等配件结合使用在施工过程中临时照明的应用，将作为下一步计划研究的重点。

来源：《基层建设》2016年24期8月下