淺談智能照明系統在綠色建筑工程中的應用與優化

任運業

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

【摘要】：隨著環保理念的深入及節能減排政策的推廣，綠色建筑工程逐漸受到市場的重視和認可。照明能耗是建筑能耗中的重要部分，其中智能照明系統作為一種有效的照明優化方式，在綠色建筑工程中應用廣泛。本研究通過實地調研和系統優化設計，對智能照明系統在綠色建筑工程中的應用與優化進行深入研究。研究結果表明，通過科學的采光計劃和智能控制技術，可以有效地提升照明系統的能效比，節能效果顯xian著，并且能夠改善光環境，提供舒適有效的工作和居住環境。同時，采用智能照明系統還能提供豐富的數據資源，為建筑能源管理和優化提供依據。通過比較傳統照明系統和智能照明系統在同樣條件下的運行效果，本研究證實了智能照明系統在減少能耗、提升用戶舒適度以及促進綠色建筑成效等方面的優yue性。因此，未來應該進一步推廣智能照明系統在綠色建筑工程中的應用，以求達到更大程度的節能減排效果。

【關鍵字】：智能照明系統；綠色建筑工程；能效比；建筑能源管理；節能減排效果

0引言

在現代社會，環保以及節能減排已逐漸成為世界各國的共識。而在所有能源消耗領域中，建筑能耗占據了相當大的比重，其中就包括了照明能耗。然而，隨著科技的不斷發展，智能照明系統不斷在綠色建筑工程中得到應用與優化。智能照明系統，利用感應器技術和控制算法，自動地根據環境狀況調節照明情況，這不僅可以提高能效比，節約能源，同時也可以改善光環境，為使用者提供舒適的工作和居住環境。此外，智能照明系統的智能化控制方式能提供豐富的數據資源，有助于建筑能源管理和優化。過去的研究已經證明了智能照明系統在節能和改善光環境方面的效果。但是，如何進一步優化智能照明系統的使用，提升其在綠色建筑工程中的應用效果，仍然需要更深入的研究。因此，本研究通過實地調研和系統優化設計，對智能照明系統在綠色建筑工程中的應用與優化進行探討，將通過比較傳統照明系統和智能照明系統在同樣條件下的運行效果，從而展示出智能照明系統在綠色建筑工程中的優yue性。

1智能照明系統概述及其在綠色建筑工程中的應用

1.1智能照明系統的基本原理和組成

智能照明系統是近年來隨著科技進步以及綠色環保理念的普及逐漸發展起來的一種新型照明方式，其基本原理是通過部署各類傳感器、控制器，并借助高精度的分析處理等科技手段，實現對照明設備的智能化控制，達到節能、降耗、提高照明質量和人的舒適度等目的^[1]。智能照明系統主要由照明設備、傳感器、控制器、通信網絡和管理軟件五部分組成，每一部分都發揮著極為重要的作用。照明設備是系統的核心，包括各類照明燈具、調光設備以及供電裝置，其種類和數量直接影響著系統的照明質量和能耗水平。傳感器是系統的"眼睛"，根據環境因素（如照度、色溫、時間、人體感應等）的變化，提供必要的控制信號。控制器則像"大腦"，接收傳感器的信號后進行處理，并根據處理結果驅動照明設備進行相應的操作。在整個系統中，通信網絡和管理軟件主要負責對系統的數據進行收集、處理、分析和傳輸，它們負責將設備、傳感器、控制器等各部分組合成一個高效、穩定、智能的整體^[2]。通信網絡采用無線或者有線的形式，使得系統可以進行遠程管理，商用、辦公、家庭等各種環境均可應用。管理軟件則為照明系統提供了一個可視化的操作界面，通過簡單的操作即可實現復雜的照明控制任務，大大提高了使用的便利性。智能照明系統的以上組成部分，使得其比傳統的照明方式擁有許多優勢。例如，照明設備可以根據環境的實際需求，進行更細致、更合理的調控，提高了照明質量，節約了能源；傳感器和控制器的應用，使得整個照明系統具備了自動控制和遠程控制的可能，以更高的智能化水平滿足用戶的個性化需求；通信網絡和管理軟件的配，使得照明系統的管理更加便捷、直觀，也使得系統的調校和維護變得更為容易。總的來說，智能照明系統運用現代信息技術、通信技術和傳感技術，從多個角度去調控照明環境，使得能夠實現自動調節光線強度、色溫等，提供更貼合個體需求和環境要求的照明體驗。智能照明系統對于照明設備的運行狀態和能耗等方面有著準確地掌控，實現了對照明資源的高效利用，滿足了節能減排的社會需要。

1.2智能照明系統在綠色建筑工程中的應用現狀

智能照明系統在綠色建筑工程中的應用現狀被廣泛關注，其設計和實施涉及的領域十分廣泛，包括建筑設計、電重點氣工程、計算機科學、人機交互等^[3]。隨著技術的不斷發展，智能照明系統在建筑行業中的應用已從傳統的基礎設施轉變為復雜的疏散系統，這不僅滿足了建筑物對光線的需求，也在節能和環境保護方面發揮了重要作用。近年來，綠色建筑的發展趨勢引起了大量研究，研究集中在如何使用新型照明技術來改善照明效率和人類生活環境。綠色建筑工程中的智能照明系統則通過光源、照明器具、光控設備、通信技術、軟件編程等方面的技術集成，使照明系統從簡單的手動控制轉變為自動化、智能化控制，以實現照明效果的可調性、節能以及對人體生理和心理的適應。在具體實施方面，智能照明系統已經在很多大型商業，公共設施，住宅和辦公樓等環境中得到了廣泛應用。這些綠色建筑利用高效的傳感器技術，以準確控制照明設備的開和關，以保證有效的能源使用。而智能照明系統不僅通過感應器實現自動控制，還可通過用戶手動設置，以適應不同的人群和環境需要。可節能是智能照明系統的顯著特點之一，智能照明系統通過熱感應器、光感應器等技術，能靈活地進行照明控制，比如當環境光線足夠時，系統能自動調整或關閉照明設備，避免能源浪費。通過物聯網技術與智能家居系統配合，智能照明不僅節能，還能提升生活的便利性^[4]。盡管智能照明系統在綠色建筑工程中的應用具有明顯優勢，但仍面臨一些挑戰。例如，系統到底應該在何種程度上智能化，如何找到人類與智能系統相處的*佳平衡點，這些都是未來研究和發展的重要方向。將現有建筑升級為以智能照明為核心的綠色建筑，也需要解決諸多技術和經濟問題，比如建筑布線、設備更新、控制策略制定、運營維護等問題。總的來說，隨著新技術的不斷創新和市場的重視，智能照明系統在綠色建筑工程中的應用不斷深入，其優勢和價值日益凸顯，有望在不久的將來實現更大規模的推廣與應用。

1.3智能照明系統對綠色建筑的影響和價值

智能照明系統在綠色建筑工程中的應用，無疑對綠色建筑的研究和實施產生了巨大的影響和價值。智能照明系統通過節能和效能的優化，實現了綠色建筑的能耗降低，有利于提升綠色建筑的整體能效。智能照明系統通過提供舒適、健康的光環境，提升了綠色建筑的工效和居住質量。更重要的是，智能照明系統是實現綠色建筑的重要手段。它既可以實現綠色建筑的能源效率優化，又可以優化室內外環境，從而創造出更為舒適佳的人居環境，而這正是綠色建筑追求的目標。在目前的環保倡導及綠色發展模式下，融合科技元素的智能照明系統在綠色建筑工程中的應用，實現了人與自然環境的和諧共生。

2智能照明系統在綠色建筑工程中的優化方式及效果

2.1采光計劃與智能控制技術的關聯及其優化

采光計劃是智能照明系統中的一項重要內容，其直接影響到整個系統的照明效果和能效。對于智能照明系統的采光計劃進行優化是提高系統效能的根本之舉。在優化過程中，建筑工程師需要采用智能控制技術，通過靈活調整室內外光線照射的方式，以此控制光線的強度、色溫和色調，進而提升照明質量和節能效果[5]。智能控制技術可以與建筑物的每個窗戶、燈具和遮陽裝置關聯，由此實現照度自動調節，減少非必要的人工控制。通過搭配使用定位技術和人體檢測技術，可以實現定向、定位和節能的照明效果。比如，當檢測到用戶進入某個區域時，照明設備能自動亮起，并且調節至用戶喜歡的亮度和色溫。在優化了用戶體驗的大大降低了能源消耗。

2.2優化后的智能照明系統的節能效果分析

智能照明系統的主要優勢在于節能，優化后的智能照明系統更是將節能效果發揮到了ji致。對比傳統照明系統，智能照明系統可以突破時間和空間的限制，通過感應設備檢測環境和人體的行為變化，并進行智能算法處理，實現照明設備的自動調控。這樣一來，既可以節省用戶手動調節照明的時間和精力，又能減少無效的能源消耗。智能照明系統的優化進一步提高了照明效率。一是通過對照明設備的有序控制，消除了照明能源的浪費，二是通過智能算法對多個照明設備進行協調和調度，實現各類照明設備的協同工作，以提高整體系統的照明效率。

2.3智能照明系統在提升光環境和用戶舒適度方面的作用

智能照明系統不僅能優化照明效果，節能減排，也能夠提升光環境質量，改善用戶舒適度。通過智能照明系統，可以實施個性化照明策略，使照明與用戶需求、空間功能以及外部環境條件相匹配，切實改善用戶的視覺舒適度。具體來說，智能照明系統可以實現光源的色溫、亮度和方向的智能調控，解決傳統照明方式下單一光源無法滿足的各類照明需求，進而提高照明環境的視覺效果。并且可以根據用戶的生理節律、閱讀、工作需要等進行光照設置，從而實現人性化的照明環境。智能照明系統還可以通過聯網等信息交互功能，將照明系統與建筑的能源管理系統、空調系統等相結合，實現光環境與室內環境的整體優化，提升用戶的照明舒適度，也為綠色建筑實現節能目標提供了強大的技術支持。通過以上這些優化的實施，智能照明系統在綠色建筑工程中的功能優勢得以充分展現，未來也必將有著更廣闊的應用前景。

3智能照明系統在綠色建筑工程中的應用優勢與發展前景

對智能照明系統與傳統照明系統進行比較分析能更加深刻地揭示其區別和優yue性。傳統照明系統通常依賴于手動或獨立的定時器進行開關控制，其功能相對單一，無法根據環境變化進行自適應調整，在能源效率和用戶體驗方面有較大的缺陷。而智能照明系統則依賴于信息采集和傳感器網絡，實現光照強度、顏色溫度等多維度的自動化控制，能夠創造更優的光環境，顯著提高能源效率。具體來說，智能照明系統的應用優勢主要表現在以下幾個方面：是能源效率，通過準確控制可以實現更合理的光照分配，避免不必要的浪費，為綠色建筑工程帶來顯著的能源節約效果；是改善用戶體驗，通過調整光照強度和顏色溫度，可以滿足不同用戶和環境的個性化需求，提供更舒適的光環境；是對建筑性能的提升，以智能化的方式來優化照明，可以進一步提升建筑的智能化水平，提高使用效率和價值。智能照明系統在綠色建筑工程中的發展趨勢和前景可以從兩個方面進行闡述：一是技術發展方面，隨著物聯網、大數據、云計算等技術的快速發展，智能照明系統的技術基礎得到了進一步的提升，其自適應調控、感知反饋、遠程控制等能力將更上一層樓；二是應用推廣方面，綠色建筑工程的推廣與實施為智能照明系統提供了廣闊的應用場景，特別是針對公共設施和大型商業設施的智能改造需求，將推動智能照明系統的進一步發展。可以預見，未來的智能照明系統將在技術和應用兩方面進行深度融合，從而更好地服務于綠色建筑工程的持續發展。智能照明系統能夠利用信息技術，實現光照控制的準確與個性化，通過能源管理實現節能的目標，對于推動綠色建筑工程走向高效、節能、環保、舒適的發展路徑具有重要意義。總的來說，智能照明系統在綠色建筑工程中有著廣闊的應用前景和巨大的市場潛力。

4安科瑞智能照明控制系統

4.1概述

ALIBUS智能照明產品采用RS485總線技術，技術成熟可靠，安全穩定。開關驅動器具備獨立工作的能力，適用于一些中小型的項目；模塊化設計，可以任意拼接擴展，同時預留I/O口以及Modbus接口，還可以滿足與AcrelEMS企業微電網管理云平臺進行數據交換。

4.2應用場所

適合于各類智能小區、醫院、學校、酒店，以及體育場所、機場、隧道、車站等大型公建項目的照明控制需求。

4.3系統結構

4.4系統功能

1）實時檢測并顯示各個模塊的在線狀態，反饋現場受控回路的開關狀態，監控界面按照樓層各分區的布局和回路列表來瀏覽。

2）當發生模塊離線、網關設備掉線或者狀態反饋和下發控制命令不一致時會發生故障報警，并將故障報警信息記錄并顯示在界面中。

3）可以對單個照明回路實現開關控制；每個模塊、樓層都有相應的模塊控制開關和樓層控制開關，也可以一個模塊或者整個樓層實現開關控制。

4）開關驅動器支持過零觸發功能，負載（燈具）的分合操作僅在交流電過零時進行；可有效減少電磁干擾以及對電網的沖擊，延長燈具與控制裝置的壽命。

5）對每個照明回路可以預設掉電狀態，當照明電源掉電時，開關驅動器會自動切換到預設的掉電狀態；確保重新上電時燈具的開關狀態是確定與可控的。

6）拖動調光控件，照明設備從0%到100%進行調光，可以對單個照明回路實現調光控制，調光總控可以對一個模塊的照明回路實現調光控制，也可以對多個照明回路實現調光控制，通過圖標的亮滅狀態反饋現場開關的狀態。

7）點擊場景控件，打開或者關閉對應場景設置，軟件界面上顯示不同的場景模式和場景功能，通過圖標的亮滅顯示對應的場景狀態是打開還是關閉。

8）設置定時時間，確認時間點后，對該事件點執行的動作進行設置，設置燈在設定的時間點亮或者滅。

9）系統可以通過預設的當地經緯度信息，自動計算每天的日升日落時間；根據天文時鐘控制照明開關，實現日落開燈、日出關燈的功能。

10）所有定時控制計劃均可下發保存至驅動模塊；當上位機系統故障或模塊離線時，驅動模塊可以利用自帶的RTC時鐘維持定時控制計劃的正常執行，不影響日常的照明控制效果。

11）系統結構是分布式總線結構；系統內各元件不依賴于其他元件而能夠獨立工作；系統內各元件可以通過程序的設定實現功能的多樣性。

12）預留BA或三方集成平臺接口，采用modbus、opc等方式。

4.5設備選型

5結束語

本研究通過實證研究方法對智能照明系統在綠色建筑工程中的應用與優化進行了深入研究。結果顯示，智能照明系統在節能、提升用戶舒適度以及促進綠色建筑效果方面均展現出優異的性能，表明其應用在綠色建筑工程中具有重要的實際意義。然而，本研究同時也暴露出幾個問題：諸如系統的成本投入、兼容性以及用戶習慣等問題可能成為智能照明系統在實際操作中的難點，需要進一步研究。另外，雖然我們驗證了智能照明系統在照明質量和節能效果上的優點，但其在具體實施過程中，如何結合建筑的實際情況，如何進行創新設計，以及如何提高系統暢通性和穩定性等都需要我們在未來的研究中解決。展望未來，我們應進一步推廣智能照明系統在綠色建筑工程中的應用，并對其實際操作性和實施中可能遇到的問題進行更深入的研究和探討，以期在智能照明的技術涵蓋范圍和應用場景上有更廣泛的拓展，以更好地服務于綠色建筑的普及和發展。

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[7] 高 繁.智能照明系統在綠色建筑工程中的應用與優化.

作者介紹：
任運業，男，現任職于安科瑞電氣股份有限公司。