引言
国内基本建设后,智能照明逐渐被市场接受,新技术不断应用于智能照明解决方案:LED光源几乎完全取代了传统的电阻式和气体放电光源以及先进的物联网、人工智能技术在建筑电气行业得到广泛应用。下面针对用户的智能照明设计需求,介绍在建筑项目照明控制基本调光功能上,增加了自动化、信息化、智能化属性的智能照明控制系统的工程应用。
1LED 照明设备的特征
1.1功能性
LED照明设备不发热,属于冷光源,可以放心触摸。LED灯显色性高,发光方向性强,调光性能好。LED是固定冷光源,辐射范围有限,其优势在于具有较高的亮度,可以进行动态的颜色调整。在色温变化过程中,不会令人出现视觉误差,照明效果远优于白炽灯和日光灯。LED照明设备的应用范围相对广泛,可以应用在居家照明(如天花板照明)和办公照明等多个环节中,也可以应用在娱乐场所,或是用作家庭小夜灯、节日氛围灯等。
1.2节能性
LED照明设备由DC驱动,无辐射,灯光效果柔和,无频闪,可频繁开启。灯具不含汞、氙等有害元素,有利于回收和二次利用,属于真正的绿色照明光源 。LED照明设备环保、节能、无污染、能耗低、无辐射,满足了现代绿色节能照明的需求,在建筑装饰工程中具有重要应用价值。LED照明设备具有较高的应用效率,使用年限较长。虽然LED照明设备的光谱效率较低,但是能够保证光谱全部集中在同一频段,增强获取光的效率。通常来讲,LED照明设备的照明效率可以超过80%,相较于白炽灯,光效率更大。不仅如此,LED 照明设备具有良好的应用持久性,对照明节能问题的改善有重要促进意义。相较于传统照明设备,LED 照明设备照明效果好,且安装起来较为方便,具有较强的耐用性。LED照明设备功耗超低(单管功率为0.03 ~ 0.06 W),电光转换效率接近100%,照明效果相同时比传统光源节能80% 以上。
2照明功能可实现性体现
2.1智能灯光调节
路灯上加了一个传感器。传感器可以通过感应周围环境的亮度来调节光线的强度。路灯的智能控制系统可以根据季节调节光线的强度、时间的不同进行灯光的亮度调节。添加智能人体感应,当有人靠近路灯时,路灯快速反应灯光变亮,人走后灯光变暗。在不需要灯光照明的情况下,路灯不亮或降低灯光亮度 。
2.2色温调节
路灯针对不同的季节来改变灯光的色温,通过色温的变化来改善人们的心情,例如夜晚路灯可以从冷光调节到黄光或暖白光,当居民回到社区时亮起的灯光可以增加人们的舒适感。
2.3可追踪光源
灯光不仅是静止的,也能感应到人的位置 ,当感应到有人经过时,灯光可以旋转角度自动追随照明,从而达到更好的照明效果。这样也可以有效避免发生在夜晚的突发事件,提高社区的安全性。
3LED照明技术的具体应用
3.1IBMS 平台
智能照明控制系统管理平台基于IBMS平台,可对照明系统模块及相应附属设备和各种用电线路的重要安全指标参数进行实时监测和报警,对各种用电危险行为进行预警,并在管理中心软件中对上述异常和报警进行远程管理 ,将安全用电事故预防在前,管控在事中,从而达到智能照明、智慧用电、节能减排、信息化智能化管理的目标。IBMS 平台包括以下两种:Niagara 平台(如霍尼韦尔 Tridium),国内常见的 SCADA 云平台。Tridium平台化的技术,多协议之间的互联互通互操作,可以集成、连接各种智能设备和系统,而无需考虑其制造厂家和所使用的协议。Honeywell、Siemens、JCI、Schneider、Samsung 和 IBM 等均选用 Niagara 平台。SCADA 即数据采集与监视控制系统,可以对现场的运行设备进行监视和控制,以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能。国内建筑智能化平台厂家,对 SCADA 有深度的开发,积累了一些应用经验。
3.2调光控制
在LED照明的调光控制中,需要保证调光的精度和效率,在具体控制中重点关注调光的精度、范围和效率。国内外学者对调光做了大量的研究,比如用UC3842作为控制芯片设计LED驱动电源,形成了模拟调光、脉宽调制调光、混合调光策略;以CIE 色度图、PWM为基础的LED 照明控制方式也较有效,在此控制机制下照明系统的光谱、颜色和色温基本可达到要求;LED容易与数字电路结合,可以将Wi-Fi 无线通信技术、手机APP控制终端和LED照明系统相连,全面控制LED 输出光的各个要素,达到光通量调节的目标 。调光技术的研究更多地集中在驱动器、灯丝、电路与系统方面,通过改进可以提高调光设备的运行效率,进一步增大调光范围。在实际工作中,一般会将原有复杂电路简单化,以最大化保障调节精度。但是,现有的研究过于关注改良调光系统硬件性能,而未考虑照度传感器和人员传感器之间的信息交互,导致部分调光系统难以达到行业内照明标准。为此,未来相关人员需加大对多传感器信息融合的研究力度。
4LED照明技术的创新发展和智能化应用策略
4.1完善相关标准
从节能改造方面,发现建筑照明对能源的需求较高,技术的可行性和设备的能耗是改造时节能评估的关键因素。LED照明设备的应用属于建筑照明的重要发展方向,首要任务在于制定LED照明设备的设计标准和相关研究准则,制定规范的设计和应用流程,使得LED 照明设备的应用能够得到完善和规范 。
4.2优化 LED 照明设备
从LED照明设备本身来看,有必要提高LED照明设备的光源效率,提升其应用价值。从LED 照明设备的散热角度分析,LED 照明设备封装问题是导致LED照明设备散热问题的关键性因素,使用高导热性能的材料和性能较强的优化结构能够改善LED 照明设备的散热问题。LED照明设备的主要光学参数包括照度、光照均匀度和炫光性等,需要利用二次光学配光设计,得到满足配光、照明需要的光学结构。
4.3应用智能控制技术
在建筑照明设计中,需要应用智能控制技术,将LED照明设备的特点与建筑智能控制紧密结合,通过设计LED 照明设备的绿色照明数字化智能控制方案,利用各种传感器,结合智能控制方式和照明模式,根据照明需求,从智能控制的角度出发,减少照明能耗。现阶段的照明控制方式包括单灯控制和多灯控制,也包括建筑自控和智能控制等多样化内容。
结束语
综上所述, LED照明设备属于环保性的健康光源,对比传统照明灯具,应用价值较高,可以促进建筑照明节能发展。应用LED 照明设备能够建设生态建筑,全面提升建筑照明系统的绿色和低碳水平,遵循节能设计理念,合理选择和布局照明灯具、设计照明控制系统等,可以整体优化建筑电气照明效果。
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