摘 要:从电气照明系统节能在绿色建筑节能中的重要性出发，结合电气照明节能控制系统的控制方式，对高层楼宇电气照明节能控制系统的结构和功能进行了详细分析研究。基于智能开关模块、人体移动传感器、定时开关模块、场景控制器等功能模块的照明节能控制系统，能够根据照明场所照度的实际值和预设值间的偏差，动态调节照明灯具的照度和组合方式，可以确保系统按预设照度需求智能调节，达到节能降耗和提高人性化服务水平的目的。
关键词:高层楼宇 电气照明 节能控制
国民经济的迅速发展，对能源需求量不断增加，相应能源供需矛盾也在不断扩大，如何进行合理的调配，有效提高能源利用效率已成为各行各业普遍关注的重点。《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》中明确提出，节能降耗已成为我国能源发展的重要举措，到2015年单位国内生产总值能耗要达到比2010年降低16%以上的效果，同时主要污染物排放总量也要降低10%以上。建筑是能源大户，同时也是资源高消耗、节能潜力较大的行业。据一些统计资料表明：建筑行业其在建材生产环节中的耗能占比约为20%，而在建造环节其耗能占比约为1.5%，使用环节耗能占比约为29%。而建筑电气又是建筑使用环节中的主要能源大户，而照明又是建筑电气中的能源大户。因此，对于绿色建筑而言，建筑照明系统的节能，对整个建筑的节能尤为重要。受常规建设理念和综合投资资金的影响，我国高层楼宇建筑电气照明系统存在能源利用效率低下、能源结构陈旧、实时服务水平较低等问题。而采用先进的节能调控技术，根据用户实际需求，合理调节照明系统的照度、运行方式等，其综合节电效率可以大大35%～50%左右。因此，在绿色节能高层楼宇建筑中，充分重视电气照明系统的节能，积极探索照明节能途径和方法，研究满足用户需求的智能节能照明控制系统，就显得非常有工程实践应用研究意义。
1 电气照明节能控制系统的控制方式
1.1 场景控制方式
按照现代化家居环境，要从客厅、卧室、书房、厨房、卫浴室、阳台等功能区域，结合控制开关模板、智能调光控制模板、智能运算决策控制面板、以及各种智能传感器，按照照明环境的光照要求、光照效果、灯光场景等功能需求，满足人工切换和智能分析切换的功能需求。根据不同场景需求随机切换。例如对于客厅而言：客厅是一个多功能的场所，其对照明的功能要求较高，除了要求照明控制方式的灵活性外，还需要照明功能和效果的多样化。在客厅控制模块中，要求其具备一个带多场景控制模式的智能控制器，通过人工手动或智能调节，实现多种不同照度和光照效果灯具的相互匹配组合，达到所需要的场景控制功能效果。用户可以根据实际需求，随心所欲地通过遥控器、手持式智能终端等完成对客厅照明场景的切换和选择，以给客人营造一个具有温馨、浪漫、高雅等灯光环境。
1.2 多种控制方式的自动切换和搭配
根据用户的实际需求，在照明控制系统中根据客厅、卧室、书房等照明场所的实际需求，自动切换照明场景的控制方式，达到节能降耗的结果。如：根据需求设置早晨、上午、下午、夜晚、雨天、阴天、晴天、节假日、工作日、周末、生日、结婚纪念日等控制模式，通过传感器自动感应照明场所的照度完成自动调节控制。另外，还可以根据控制模块中的DSP数据处理器和智能运算分析软件，获得自然光和人工照明的最优配合。通过传输调控系统，配合窗帘电机、空调等智能控制模块，实现自然光与人工照明的搭配，为客户营造一个最适宜的环境，即满足各种功能场景的照度、温度、湿度需求，同时还能充分利用自然光源达到节能降耗的目的。
1.3 具有良好的兼容拓展性能
电气照明节能控制系统要具有良好的兼容拓展性能，要具备单片机控制、DSP数据信号处理、LED显示系统、以及照明灯具电源驱动功能模块等。同时，电气照明节能控制系统，还应具备良好的兼容拓展性能，能够将各种智能IED电子设备接入系统，实现对照明场所的某一个或多个灯具按照用户需求合理调配，实现智能化管理、调节和控制，充分满足房间内部用户的实际需求。另外，该系统还应具备先进的集成模块化设计，配置要灵活，以便与高层楼宇家居远程控制系统实现数据信息资源的交互共享和互操作。即可以通过计算机、互联网实现对照明系统的远程控制，提高系统的任性化服务水平。
2 高层楼宇电气照明节能控制系统
采用电气照明节能控制系统的目的，在于延长照明灯具综合使用寿命、提高灯具电能利用效率、节约电能能源、降低照明系统运行维护成本、减少环境污染、满足用户对照明场所场景的人工照明光环境需求，体现人性化服务需求。利用传感器、计算机技术、总线通信技术、无线通信技术等，通过先进技术的集成整合，实现按用户需求对照明场所各种技术参数、数据的采集、传输、运算分析和决策，实现对照明灯具、照明系统的智能自动化控制，以达到高层楼宇建筑生产、工作、会客、学习、生活等功能需求。
2.1 系统逻辑组成结构
高层楼宇电气照明节能控制系统，是一个用于智能自动调节照明灯具运行方式的照度自动控制系统，主要包括照明灯具（吊灯、水晶灯、落地灯、荧光灯、壁灯、射灯、筒灯等）、智能开关模块、人体移动传感器、定时开关模块、场景控制器等功能模块，其整体结构如图1所示。
2.2 智能调节节能功能
智能开关模块中的照度传感器，自动检测运行环境周围的实际照度值，然后将采集的照度值同用户预先设定的照度值进行实时比较分析，并经模糊PID控制器运算分析形成对应的调控方案。如果存在偏差，则需求通过智能开关发出调节信号，调节照明电路的运行方式或灯具组合，直到满足预先设定的照度值为止。红外人体移动传感器在运行过程中，会自动检测运行环境的温感特性，如果没有人在，则不管周围环境照度如何，通过控制器关闭所有灯具，达到节能效果；如果有人在，而外界自然光照的照度能够满足场所功能需求时，则关闭灯具节约电能；如果有人在且自然光照照度不满足照明场所需求时，则通过运算分析形成对应的调控策略调节照明灯具的亮度或开启相应数量灯具组合，以满足照明场所照度要求，提高系统人性化服务水平。
2.3 自然光互补节能功能
为了提高高层楼宇建筑照明系统节能降耗潜力，充分利用自然光与人工照明间的匹配，利用自然光和人工照明的相互组合，通过自动检测和智能分析，获得最优调配策略，达到节能降耗的效果。当自然光能够满足照明场所照度需求时，关闭人工照明系统；当自然光不能满足需求时，则需求自动开启照明系统，并根据照度实时变化调节人工照明灯具的照度，以维持照明场所的正常照度需求。由于自然光照度存在实时变化特性，为了提高照明系统运行的安全可靠性，同时满足人性化智能服务需求，此处引入照度阀值或阈值，即当照明场所实际照度值超过关闭或打开阈值或阀值，并持续15min以上时，人工照明系统自动关闭或打开，以满足照明系统节能调控需求。控制模块可以根据场所照度变化，在定时管理、人员移动探测、自然光匹配利用等控制模块功能整合下，通过图像数据、连续数字化调节控制技术，控制执行机构完成无缝智能调节，达到节能降耗和提高人性化服务水平的功能需求。
3 结束语
建筑电气照明系统节能优化，是绿色建筑节能研究的重点。选择节能高效且满足照明场所功能需求的光源，是照明系统节能控制设计的基础。并通过定时管理、人员移动探测、自然光匹配组合等智能控制功能模块的合理设计和利用，确保节能照明灯具功能作用的高效稳定发挥。合理、高效、节能、经济、用户满足的智能照明控制系统，是高层楼宇电气系统节能研究的重点。在实践工作应用中，专业技术人员要重视照明节能潜力，合理采用先进的节能灯具和照明控制系统，将节能技术措施运用到高层楼宇建筑中，提高系统能源的综合利用效率，推动绿色节能建筑的高效稳定、节能经济的建设发展。
参考文献
[1]付继铭.建筑电气设计中的节能措施[J].福建建设科技，2005，27：29-50.
[2]刘家英.建筑照明节能设计综述[C].中国西部建筑电气与智能建筑展览会暨城市与建筑照明高峰论坛论文集，2011.
[3]徐华.浅谈照明控制节能[J].智能建筑与城市信息，2007，（10）：94-97.
关键词:高层楼宇 电气照明 节能控制
国民经济的迅速发展，对能源需求量不断增加，相应能源供需矛盾也在不断扩大，如何进行合理的调配，有效提高能源利用效率已成为各行各业普遍关注的重点。《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》中明确提出，节能降耗已成为我国能源发展的重要举措，到2015年单位国内生产总值能耗要达到比2010年降低16%以上的效果，同时主要污染物排放总量也要降低10%以上。建筑是能源大户，同时也是资源高消耗、节能潜力较大的行业。据一些统计资料表明：建筑行业其在建材生产环节中的耗能占比约为20%，而在建造环节其耗能占比约为1.5%，使用环节耗能占比约为29%。而建筑电气又是建筑使用环节中的主要能源大户，而照明又是建筑电气中的能源大户。因此，对于绿色建筑而言，建筑照明系统的节能，对整个建筑的节能尤为重要。受常规建设理念和综合投资资金的影响，我国高层楼宇建筑电气照明系统存在能源利用效率低下、能源结构陈旧、实时服务水平较低等问题。而采用先进的节能调控技术，根据用户实际需求，合理调节照明系统的照度、运行方式等，其综合节电效率可以大大35%～50%左右。因此，在绿色节能高层楼宇建筑中，充分重视电气照明系统的节能，积极探索照明节能途径和方法，研究满足用户需求的智能节能照明控制系统，就显得非常有工程实践应用研究意义。
1 电气照明节能控制系统的控制方式
1.1 场景控制方式
按照现代化家居环境，要从客厅、卧室、书房、厨房、卫浴室、阳台等功能区域，结合控制开关模板、智能调光控制模板、智能运算决策控制面板、以及各种智能传感器，按照照明环境的光照要求、光照效果、灯光场景等功能需求，满足人工切换和智能分析切换的功能需求。根据不同场景需求随机切换。例如对于客厅而言：客厅是一个多功能的场所，其对照明的功能要求较高，除了要求照明控制方式的灵活性外，还需要照明功能和效果的多样化。在客厅控制模块中，要求其具备一个带多场景控制模式的智能控制器，通过人工手动或智能调节，实现多种不同照度和光照效果灯具的相互匹配组合，达到所需要的场景控制功能效果。用户可以根据实际需求，随心所欲地通过遥控器、手持式智能终端等完成对客厅照明场景的切换和选择，以给客人营造一个具有温馨、浪漫、高雅等灯光环境。
1.2 多种控制方式的自动切换和搭配
根据用户的实际需求，在照明控制系统中根据客厅、卧室、书房等照明场所的实际需求，自动切换照明场景的控制方式，达到节能降耗的结果。如：根据需求设置早晨、上午、下午、夜晚、雨天、阴天、晴天、节假日、工作日、周末、生日、结婚纪念日等控制模式，通过传感器自动感应照明场所的照度完成自动调节控制。另外，还可以根据控制模块中的DSP数据处理器和智能运算分析软件，获得自然光和人工照明的最优配合。通过传输调控系统，配合窗帘电机、空调等智能控制模块，实现自然光与人工照明的搭配，为客户营造一个最适宜的环境，即满足各种功能场景的照度、温度、湿度需求，同时还能充分利用自然光源达到节能降耗的目的。
1.3 具有良好的兼容拓展性能
电气照明节能控制系统要具有良好的兼容拓展性能，要具备单片机控制、DSP数据信号处理、LED显示系统、以及照明灯具电源驱动功能模块等。同时，电气照明节能控制系统，还应具备良好的兼容拓展性能，能够将各种智能IED电子设备接入系统，实现对照明场所的某一个或多个灯具按照用户需求合理调配，实现智能化管理、调节和控制，充分满足房间内部用户的实际需求。另外，该系统还应具备先进的集成模块化设计，配置要灵活，以便与高层楼宇家居远程控制系统实现数据信息资源的交互共享和互操作。即可以通过计算机、互联网实现对照明系统的远程控制，提高系统的任性化服务水平。
2 高层楼宇电气照明节能控制系统
采用电气照明节能控制系统的目的，在于延长照明灯具综合使用寿命、提高灯具电能利用效率、节约电能能源、降低照明系统运行维护成本、减少环境污染、满足用户对照明场所场景的人工照明光环境需求，体现人性化服务需求。利用传感器、计算机技术、总线通信技术、无线通信技术等，通过先进技术的集成整合，实现按用户需求对照明场所各种技术参数、数据的采集、传输、运算分析和决策，实现对照明灯具、照明系统的智能自动化控制，以达到高层楼宇建筑生产、工作、会客、学习、生活等功能需求。
2.1 系统逻辑组成结构
高层楼宇电气照明节能控制系统，是一个用于智能自动调节照明灯具运行方式的照度自动控制系统，主要包括照明灯具（吊灯、水晶灯、落地灯、荧光灯、壁灯、射灯、筒灯等）、智能开关模块、人体移动传感器、定时开关模块、场景控制器等功能模块，其整体结构如图1所示。
2.2 智能调节节能功能
智能开关模块中的照度传感器，自动检测运行环境周围的实际照度值，然后将采集的照度值同用户预先设定的照度值进行实时比较分析，并经模糊PID控制器运算分析形成对应的调控方案。如果存在偏差，则需求通过智能开关发出调节信号，调节照明电路的运行方式或灯具组合，直到满足预先设定的照度值为止。红外人体移动传感器在运行过程中，会自动检测运行环境的温感特性，如果没有人在，则不管周围环境照度如何，通过控制器关闭所有灯具，达到节能效果；如果有人在，而外界自然光照的照度能够满足场所功能需求时，则关闭灯具节约电能；如果有人在且自然光照照度不满足照明场所需求时，则通过运算分析形成对应的调控策略调节照明灯具的亮度或开启相应数量灯具组合，以满足照明场所照度要求，提高系统人性化服务水平。
2.3 自然光互补节能功能
为了提高高层楼宇建筑照明系统节能降耗潜力，充分利用自然光与人工照明间的匹配，利用自然光和人工照明的相互组合，通过自动检测和智能分析，获得最优调配策略，达到节能降耗的效果。当自然光能够满足照明场所照度需求时，关闭人工照明系统；当自然光不能满足需求时，则需求自动开启照明系统，并根据照度实时变化调节人工照明灯具的照度，以维持照明场所的正常照度需求。由于自然光照度存在实时变化特性，为了提高照明系统运行的安全可靠性，同时满足人性化智能服务需求，此处引入照度阀值或阈值，即当照明场所实际照度值超过关闭或打开阈值或阀值，并持续15min以上时，人工照明系统自动关闭或打开，以满足照明系统节能调控需求。控制模块可以根据场所照度变化，在定时管理、人员移动探测、自然光匹配利用等控制模块功能整合下，通过图像数据、连续数字化调节控制技术，控制执行机构完成无缝智能调节，达到节能降耗和提高人性化服务水平的功能需求。
3 结束语
建筑电气照明系统节能优化，是绿色建筑节能研究的重点。选择节能高效且满足照明场所功能需求的光源，是照明系统节能控制设计的基础。并通过定时管理、人员移动探测、自然光匹配组合等智能控制功能模块的合理设计和利用，确保节能照明灯具功能作用的高效稳定发挥。合理、高效、节能、经济、用户满足的智能照明控制系统，是高层楼宇电气系统节能研究的重点。在实践工作应用中，专业技术人员要重视照明节能潜力，合理采用先进的节能灯具和照明控制系统，将节能技术措施运用到高层楼宇建筑中，提高系统能源的综合利用效率，推动绿色节能建筑的高效稳定、节能经济的建设发展。
参考文献
[1]付继铭.建筑电气设计中的节能措施[J].福建建设科技，2005，27：29-50.
[2]刘家英.建筑照明节能设计综述[C].中国西部建筑电气与智能建筑展览会暨城市与建筑照明高峰论坛论文集，2011.
[3]徐华.浅谈照明控制节能[J].智能建筑与城市信息，2007，（10）：94-97.
