本占地面積逾1.8萬m2,建筑總面積約達(dá)46萬m2,建筑總高度為600m;由一棟超甲級(jí)商務(wù)塔樓和綜合性商業(yè)裙樓組成,其中塔樓總層數(shù)118層,商業(yè)裙樓為地上10層、地下5層,-1層為商業(yè)、-2~-5層為停車庫、設(shè)備房、戰(zhàn)時(shí)人防區(qū)等功能性區(qū)域。對(duì)于建筑體量如此龐大,商業(yè)功能多業(yè)態(tài)、人流量繁多的建筑而言,其公共區(qū)域照明的能耗是照明節(jié)能必須關(guān)注的環(huán)節(jié),而單純依靠傳統(tǒng)的樓宇BA控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)簡單的區(qū)域照明和定時(shí)開關(guān)功能,顯然很難滿足照明節(jié)能的需求。因此,引入智能照明控制系統(tǒng)勢在必行。
在倡導(dǎo)節(jié)能減排、綠色建筑的大環(huán)境下,作為耗電大戶的建筑照明,是節(jié)能設(shè)計(jì)中優(yōu)化的對(duì)象。照明節(jié)能是一個(gè)系統(tǒng)工程,其中涉及照明燈具的選擇、智能控制的設(shè)計(jì)等幾個(gè)方面,而光源是這個(gè)系統(tǒng)里面不可或缺的組成部分,選擇節(jié)能型光源是一種簡便、有效的節(jié)能措施,大型公共建筑物或大型綜合體建筑,照明面積大、功能區(qū)域復(fù)雜、光源類型眾多,涉及熒光燈、HID燈、LED燈、光纖照明等不同類型的光源,不但要滿足基本的照度要求,還要能提供舒適的燈光環(huán)境。這時(shí),僅采用節(jié)能型光源,對(duì)于節(jié)能的作用就顯得微不足道了。因此,在大型公共建筑的運(yùn)行及管理中,引入智能照明控制系統(tǒng)十分必要,采用智能照明控制系統(tǒng)后,可以不受光源及燈具的限制,對(duì)整座大樓的公共區(qū)域根據(jù)天氣變化、日晝輪轉(zhuǎn)進(jìn)行控制,達(dá)到節(jié)約大樓電能的效果。
2、智能照明控制系統(tǒng)管理分析
智能照明控制系統(tǒng)基于BMS平臺(tái),通過OPC標(biāo)準(zhǔn)(OLE for Process Control)與智能照明控制系統(tǒng)中央監(jiān)控電腦通信,結(jié)合ETS集成管理系統(tǒng),在智能照明控制系統(tǒng)主控室的計(jì)算機(jī)操作平臺(tái)上完成照明系統(tǒng)日常的運(yùn)轉(zhuǎn)與管理工作。在實(shí)施過程中,根據(jù)集成管理軟件設(shè)定的“控制方式、場景區(qū)分、功能區(qū)域區(qū)分”各種方式按預(yù)定的時(shí)間表、每年的預(yù)定日程表以及假期、特定日期的安排等進(jìn)行時(shí)間程序編程、提供全年的照明計(jì)劃,實(shí)現(xiàn)對(duì)照明系統(tǒng)的管理及監(jiān)控。智能照明控制系統(tǒng)通過集成管理平臺(tái),實(shí)現(xiàn)對(duì)各照明分區(qū)、功能區(qū)域、場景照明回路的自動(dòng)控制,可自動(dòng)調(diào)節(jié)室內(nèi)照度,并維持在設(shè)定值上。并可通過計(jì)算機(jī)界面控制各照明回路的開關(guān)和照度的調(diào)節(jié),結(jié)合軟件統(tǒng)計(jì)照明燈具的運(yùn)行時(shí)間、照度水平、預(yù)置的工作循環(huán)程序表,自動(dòng)切換各照明回路燈具的運(yùn)行。
智能照明控制系統(tǒng)主要采用總線控制的監(jiān)控管理系統(tǒng),主要包括照明監(jiān)控工作站、網(wǎng)絡(luò)連接控制器、單元控制繼電器、就地開關(guān)、各類傳感器等。單元控制器采用KNX/EIB現(xiàn)場總線連接,控制面板及各類傳感器通過地址編碼控制EIB總線接入單元控制器或就近接入單元控制器,實(shí)現(xiàn)整個(gè)鏈路的連通。
3、智能照明控制系統(tǒng)的實(shí)施運(yùn)用
某大樓的智能照明控制系統(tǒng)采用分布式集散控制系統(tǒng),主要控制范圍分三大區(qū)域,即“地下車庫、裙樓、塔樓”,分別對(duì)應(yīng)-2F~-5F地下停車場;-1F商業(yè)公共區(qū)域照明、裙樓公共通道、中庭公共走廊等區(qū)域;塔樓的辦公大堂、電梯廳、核心筒公共走道照明,及預(yù)留的景觀泛光照明。整棟大樓的照明系統(tǒng)采用“集中監(jiān)控、分區(qū)控制、管理分級(jí)”的管理思想進(jìn)行設(shè)計(jì),共有14個(gè)子網(wǎng),子網(wǎng)之間通過大樓綜合布線通訊專網(wǎng)在TCP/IP協(xié)議基礎(chǔ)上進(jìn)行互聯(lián),并通過網(wǎng)絡(luò)將分布在各現(xiàn)場的控制器連接起來,軟件與硬件分散配置。該項(xiàng)目引入西門子GAMMA instabus KNX/EIB總線控制智能照明系統(tǒng),該系統(tǒng)基于KNX技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),KNX技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是樓宇控制領(lǐng)域唯一的開放式國際標(biāo)準(zhǔn),通過KNX總線系統(tǒng)對(duì)大廈內(nèi)的公共區(qū)域照明、遮光/百葉窗、泛光照明等進(jìn)行控制,本項(xiàng)目智能照明控制系統(tǒng)如圖2所示。
在系統(tǒng)設(shè)備、輸出設(shè)備、輸入設(shè)備安裝方面,通過設(shè)計(jì)深化后,將各功能模塊分別安裝在各樓層相應(yīng)控制區(qū)域內(nèi)的照明配電箱或配電柜內(nèi),傳感器則安裝在相關(guān)控制的區(qū)域,用UTP5分支線通過KNX/EIB專用電纜連接起來,再由KNX/IP路由器連接至本項(xiàng)目管理網(wǎng)路的就近點(diǎn),形成自成一體的管理網(wǎng)絡(luò),并分別在B1層消防監(jiān)控中心和BMS機(jī)房安裝可視化控制主副計(jì)算機(jī),通過計(jì)算機(jī)顯示所有設(shè)備的工作狀態(tài)和進(jìn)行操作控制。
在控制上各個(gè)區(qū)域相互獨(dú)立,既可以集中監(jiān)控也可分區(qū)自主控制;當(dāng)總控中心停止工作或某個(gè)分區(qū)停止工作時(shí),不影響其他各區(qū)域的控制、設(shè)備運(yùn)行和網(wǎng)絡(luò)通訊。系統(tǒng)中任意設(shè)備的故障或損壞也不會(huì)影響本區(qū)和整個(gè)系統(tǒng)的功能、運(yùn)行和信號(hào)傳輸。任何一個(gè)回路通過ETS管理軟件給予的編碼可以完成對(duì)區(qū)域或區(qū)域外的單一回路照明、多回路開關(guān)、調(diào)光控制、場景控制。
?。?)區(qū)域功能設(shè)計(jì)控制分析
地下車庫
地下停車場屬于無自然光的環(huán)境,需要提供全天候照明,采用分回路開關(guān)控制,平時(shí)在中央KNX/EIB圖形監(jiān)控軟件的作用下,車庫照明處于自動(dòng)控制狀態(tài),在上班工作時(shí)間開啟全部燈光,其余時(shí)間分回路關(guān)閉,滿足基本的照度要求;另外,再根據(jù)工作時(shí)段的實(shí)際照明照度要求及車輛的使用情況,對(duì)一天中的“上午、中午、下午、晚上、深夜”時(shí)段,通過ETS軟件的時(shí)段設(shè)定,自動(dòng)控制回路燈具開閉的數(shù)量,達(dá)到控制區(qū)域照度的要求,以有效利用燈光照明的利用率,減少電能浪費(fèi),延長燈具的使用壽命,節(jié)約資源。
地下車庫的主要功能就是滿足車輛停放的需要,在提倡節(jié)能的同時(shí),項(xiàng)目引入了DALI數(shù)字可尋址照明控制系統(tǒng)來智能控制開啟照明,與地下車庫停車系統(tǒng)形成集成關(guān)聯(lián)。當(dāng)有車刷卡進(jìn)入后,系統(tǒng)接收反饋數(shù)據(jù),自動(dòng)開啟或自動(dòng)調(diào)亮對(duì)應(yīng)車道照明,指引汽車到指定停車位;并在車道設(shè)置動(dòng)態(tài)探測裝置,當(dāng)人員停完車離開該地點(diǎn)后,探測感應(yīng)裝置檢測不到任何動(dòng)靜時(shí),系統(tǒng)將自動(dòng)關(guān)閉或調(diào)暗該區(qū)域的照明。DALI數(shù)字可尋址照明控制如圖3所示。
由于本項(xiàng)目地下車庫-2F~-5F為停車場,區(qū)域大、范圍廣,為方便物業(yè)管理人員的管理,智能照明控制系統(tǒng)既考慮在車庫入口管理處安裝手動(dòng)開關(guān),實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場手動(dòng)控制。還在系統(tǒng)照明回路控制中采用帶電流檢測的智能開關(guān)負(fù)載輸出器,用于提示或報(bào)警照明回路中個(gè)別燈具故障或損壞的情況,以便管理人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)并維護(hù)。
門廳大堂
門廳大堂是進(jìn)入大樓的必經(jīng)之地,其燈具的選用、照度的要求已不僅僅是為滿足大堂的照明需要,更考慮照明的氣氛、場景以及與大堂整體裝潢的協(xié)調(diào)一致。本項(xiàng)目門廳大堂在KNX/EIB系統(tǒng)中也采用分回路控制,對(duì)門廳大堂走道照明設(shè)置“白天模式、上班模式、下班模式、晚上模式”開啟不同回路燈具及數(shù)量來滿足各個(gè)模式的照度要求及燈光效果。由于大堂在白天有自然光照射,本項(xiàng)目采用了室內(nèi)恒照度控制方式,充分利用自然光,在保證照度及照明效果的前提下,根據(jù)自然光調(diào)節(jié)燈具的亮度,并開啟部分裝飾燈光來點(diǎn)綴大堂燈光效果,以減少能耗,節(jié)省能源。在夜間至午夜開啟部分燈具,配合室外泛光照明形成相映襯的夜間景觀,而午夜至凌晨在滿足基本照度的前提下,關(guān)閉大部分燈具。另外在現(xiàn)場控制方面,可以在門廳服務(wù)臺(tái)處配置控制面板,現(xiàn)場手動(dòng)控制就地?zé)艟叩拈_關(guān)。
公共活動(dòng)區(qū)域
核心筒電梯廳、公共走道、商業(yè)裙樓及中庭走道屬于敞開的公共活動(dòng)空間,本項(xiàng)目有10層商業(yè)裙樓、115個(gè)電梯廳及走道、8個(gè)主要電梯大堂分區(qū)。大樓開業(yè)后將有大量的上班人員活動(dòng),這些區(qū)域的照明設(shè)置必須考慮工作日上下班、節(jié)假日、早晚高峰期等影響因素,因此,在深化設(shè)計(jì)過程中運(yùn)用KNX/EIB系統(tǒng)通過時(shí)間控制器和分回路設(shè)置實(shí)現(xiàn)對(duì)照明的自動(dòng)管理控制,時(shí)間控制器分時(shí)間控制的不同運(yùn)行模式,可分為高峰模式、普通模式、檢修模式、清潔模式等,一個(gè)按鍵即可開啟不同的燈組,既符合使用要求,又節(jié)省能源。
還可以設(shè)定時(shí)間表控制,根據(jù)工作日和節(jié)假日的特點(diǎn),設(shè)置不同的照明工作時(shí)間表,自動(dòng)開啟/關(guān)閉相應(yīng)的區(qū)域或者燈組,如對(duì)于節(jié)假日模式,可以設(shè)定無人時(shí)只亮少量燈具,以滿足視頻監(jiān)控的足夠照度。另外,本項(xiàng)目還在洗手間、個(gè)別不常用的走道設(shè)置一定數(shù)量的紅外人體感應(yīng)器,以實(shí)現(xiàn)“人在燈亮,人走燈暗”的自動(dòng)控制。
泛光照明
為實(shí)現(xiàn)某項(xiàng)目在景觀、外墻泛光照明方面的科學(xué)合理使用,突出建筑物本身的美學(xué)及凸顯城市地標(biāo)的景觀效果,在智能照明控制系統(tǒng)的KNX/EIB總線系統(tǒng)中,特別預(yù)留了景觀及泛光照明端口的接入,將景觀泛光照明各照明回路根據(jù)某項(xiàng)目大廈在不同時(shí)段需要的燈光效果進(jìn)行組合控制,如設(shè)定晚間、夜間、節(jié)假日等場景以營造不同的氛圍。
?。?)本項(xiàng)目智能照明控制系統(tǒng)控制模式分析
智能照明控制系統(tǒng)主要的控制方式有時(shí)間自動(dòng)控制、現(xiàn)場手動(dòng)控制、場景自動(dòng)控制、可視化集中控制、集成控制等,由于本項(xiàng)目是一個(gè)具備多個(gè)功能區(qū)域、燈光控制繁雜的地標(biāo)建筑,在深化設(shè)計(jì)的過程中充分糅合上述各種控制方式,有單一采用,也存在多種方式結(jié)合并用。
a.時(shí)間控制主要是利用時(shí)鐘信息通過時(shí)間控制器或中央監(jiān)控的ETS軟件系統(tǒng),按照物業(yè)管理公司實(shí)際統(tǒng)計(jì)的大樓公共區(qū)域運(yùn)營管理情況來制定智能照明管理系統(tǒng)相對(duì)應(yīng)的時(shí)刻表,針對(duì)不同時(shí)刻制定典型區(qū)域的自動(dòng)控制方式,如核心筒的電梯廳、公共走道、中庭走道、商業(yè)區(qū)域等部分,并在KNX/EIB系統(tǒng)中進(jìn)行充分深化設(shè)計(jì)。
b.現(xiàn)場手動(dòng)控制是一種輔助的管理控制手段,采用可編程的控制面板,物業(yè)管理人員可根據(jù)現(xiàn)場情況或特殊節(jié)日來操作控制面板控制照明回路的開啟、關(guān)閉等,一般在地庫的管理室、門廳大堂的服務(wù)臺(tái)都設(shè)置有相關(guān)的現(xiàn)場手動(dòng)控制開關(guān)。
c.場景自動(dòng)控制是根據(jù)公共區(qū)域或商業(yè)區(qū)域的照明方式預(yù)先設(shè)定為各種場景,如正常白天運(yùn)營場景、晚上下班場景、清潔場景,或根據(jù)物業(yè)管理公司設(shè)定的各種場景分配照明控制回路,充分利用DALI可尋址數(shù)字調(diào)光照明等進(jìn)行開關(guān)狀態(tài)、明暗程度的控制來調(diào)節(jié)場景照明。
d.圖形可視化集中控制,采用網(wǎng)絡(luò)可視化instabus @EIB軟件管理和監(jiān)控整個(gè)系統(tǒng),通過可視化界面將所有EIB控制的對(duì)象顯示在屏幕上,各照明回路燈具均可按實(shí)際位置顯示于區(qū)域平面上,照明回路的實(shí)時(shí)開關(guān)狀態(tài)也可同時(shí)顯示在圖形上,方便觀察、控制,并可點(diǎn)擊各回路或各區(qū)域控制的圖形來開啟或關(guān)閉相應(yīng)回路的照明燈具。
e.集成控制是通過與上一級(jí)建筑樓宇控制系統(tǒng)BMS的EIBOPC連接,具有在圖形畫面上集中監(jiān)視、控制所有設(shè)備的功能,并設(shè)有用戶安全及使用權(quán)限管理。
4、智能照明控制系統(tǒng)對(duì)能源的利用、效益、價(jià)值的評(píng)估
任何先進(jìn)技術(shù)的設(shè)計(jì)引入及投資,都是在體現(xiàn)智能人性、環(huán)保節(jié)能的理念。某項(xiàng)目選用智能照明控制系統(tǒng)的目的也是為了節(jié)省能源、優(yōu)化設(shè)備運(yùn)行、提供舒適環(huán)境、提高物業(yè)管理效率、減少長期費(fèi)用等。根據(jù)采用KNX/EIB的理論評(píng)估,某項(xiàng)目采用該系統(tǒng)可以使照明能源合理使用、節(jié)省不必要的能源消耗,每年可比傳統(tǒng)照明控制系統(tǒng)節(jié)約電能20%~30%(預(yù)估);另外,利用KNX/EIB智能控制技術(shù)對(duì)系統(tǒng)設(shè)備可以進(jìn)行一體化控制,不但可以對(duì)設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行有效的監(jiān)控管理,還可大大減少大樓物業(yè)設(shè)備管理人員的人力物力,避免因人為錯(cuò)誤操作而造成的設(shè)備損害