照明如何节能

QLS智能照明开关在建筑照明节能中的应用
深圳市强电通科技有限公司
摘要：通过对现有建筑照明控制的分析，阐述了现有照明控制方式所存在的问题，介绍了QLS新型智能照明开关的功能，以及应用该开关，实现建筑照明节能的方法以及应用的案例的分析。
关键词:建筑照明节能 长明灯 单片机 智能照明开关
1. 目前建筑照明中存在的问题
节约能源是我国的一项长期战略方针，是落实科学发展观、实现经济社会可持续发展的要求。建筑业是能源需求增长较快的领域，我国每年新增建筑面积高达18-20亿平方米，是世界上最大的建筑市场。目前，建筑能源消耗已经占全国能源消耗总量的27.5%，目前我国在建筑照明中的电能浪费现象十分严重，照明的耗电量占到一个建筑耗电总量的30%以上，不采用集中空调的建筑中，照明的耗电量所占的比例会更高，所以，建筑照明节能是整个建筑节能中非常重要的一个环节，也是整个建筑节能非常重要的一个方面。
提起建筑照明节能，很多人立即联想到了节能灯，认为只要用上了节能灯，就实现了建筑照明节能，这是一种片面的想法，虽然节能灯比白炽灯的光效要高，但任何光源点亮的时候都是要耗电的，即使节能灯也不例外，如果节能灯在不需要亮的时候也亮，同样也是一种电能的浪费。
长久以来，建筑中一直大量使用普通的翘板开关来控制照明灯，这种开关完全靠人的手动去控制，由于人的惰性和节能意识的有限，无法要求每个人都做到随手关灯，所以目前的建筑中公共部分大量存在着长明灯现象，不仅浪费了大量的电能，而且使灯的使用寿命缩短，增大了物业维护的费用支出。虽然现在有声光控开关和人体感应开关等，这些开关可以触发灯亮后延时熄灭，实现自动熄灭的功能，但这些开关的功能过于单一，而且功能不可改变，而建筑中照明的控制方式随使用情况的不同应该是多种多样的，这种功能单一的延时熄灭开关在某些场合并不一定就合适，比如一栋高层的办公楼，其内的走廊是无窗全暗的，如果用普通翘板开关，则有人开灯而无人关灯，走廊的照明灯可能会彻夜长明浪费电能，而如果将走廊内的照明灯开关全部换为声控开关或人体感应开关也不合适，因为这样的办公楼在白天上班时，人员走动非常频繁，如果换用声光控开关或人体感应开关后，灯被触发点亮后，一会儿就灭，不久又被触发点亮，就会形成走廊里的照明灯闪来闪去的情况，使人视觉上有非常不舒服感觉，这就是为什么声光控开关或人体感应开关只能用在楼梯间等人员走动非常少的地方而不能用在人员走动非常多的走廊里的原因，这样就存在一个矛盾的问题：如果办公楼走廊里的照明灯用翘板开关来控制，会形成长明灯不节能，如果采用声光控开关或人体感应开关又会使照明灯闪来闪去视觉不舒服，这个矛盾该如何解决呢？最理想的解决方法应该是这样的，如果有一种功能可以根据需要而改变的开关就可以解决了矛盾，当白天上班的时候，走廊里人员走动非常频繁，让开关处于手动控制状态，把灯打开使走廊灯长亮，人在这样的环境下办公视觉感觉非常舒适，晚上下班后，走廊里走动的人很少，开关处于声控状态，偶尔有人加班或者有巡更的保安人员也能很方便的使灯点亮，灯亮一会儿后会自动熄灭，不会形成彻夜长明灯，这样既不会浪费电能，又不会在上班的时候使灯闪来闪去使人有视觉不舒服感觉，这种既可以是手动又可以是声控状态功能可以改变的开关，之前是没有的，而这种功能可以改变的开关的迫切需求，正是QLS智能照明开关研制开发的思路。
2. QLS智能照明开关的功能
QLS系列智能照明开关是一种采用单片机控制技术研制开发的新型照明开关，开关内由一片8bit单片机作为控制核心，其不仅具有手动翘板开关的功能，而且还有一种节能工作模式，在节能工作模式下，具有声、光、手动、外接开关控制等多种触发点亮照明灯的条件，灯亮后延时熄灭，可以避免长明灯的发生。同时为了避免用户将开关设置在手动状态开灯后长期不关又形成长明灯现象的发生，开关还具有一种手动模式下延时一段时候后自动返回节能状态的功能，开关所具有的这些照明控制的功能，可以有效解决建筑中有人开灯而无人关灯，长明灯浪费电能的现象发生。开关在具有节能方面功能的同时，还具有两种方式的应急照明强制点亮功能，在实现建筑照明节能的同时，还解决了目前建筑消防领域的应急照明灯强制点亮这一难点问题，是一项具有创新意义的建筑电气新产品。QLS系列智能照明开关所具有的全部功能已通过国家质检部门的检验，检验结果全部合格。QLS系列智能照明开关内部采用继电器作为开关元件，可以控制目前所见的节能灯、荧光灯、白炽灯、LED灯等各种照明光源，QLS系列智能照明开关的安装尺寸和通用的86安装底盒兼容，所以既可以用于新建建筑，也可以用于现有建筑的节能改造。
QLS智能照明开关具有节能模式和手控模式两种工作模式，通过左下角的设定键来切换者两种工作模式。
2．1手控模式
此状态时开关和一只普通翘板开关的功能一样，按一下开关键，灯亮，再按一下开关键，灯灭。为了防止用户将开关设置在手控模式开灯后长期不关，又形成长明灯浪费电能的现象发生，本开关设计了一种由手控模式延时一段时间后自动返回节能模式的功能，延时时间最短10分种，最长10个小时，开关上电时，初始的手控模式返回节能模式的延时时间为10分钟，延时时间可以在参数设定区修改，当然，根据用户的需要，该功能也可以在参数设定区取消，取消后，手控模式下和一只普通翘板开关的功能完全一样，可以使灯长期处于点亮的状态。
2．2节能模式
此状态时开关所控制的灯经常处于不亮的状态，只有当满足一定的触发条件时，灯才会亮，延时一段时间后，灯自动熄灭，避免了建筑中的长明灯现象，可以节约大量照明电能。延时的时间最短5秒种，最长20分种，开关上电时，初始的节能模式亮灯延时时间为15秒，此时间可以在参数设定区修改，节能模式下有四种触发灯亮的条件：
2．2．1.光控
开关面板上设有感光元件，能够感受开关周围自然光的亮度，当白天开关周围的亮度足够高时，以下的三种触发方式均不会使灯点亮，灯一直熄灭状态，可以充分利用自然光，只有到了晚上，开关周围亮度低于30勒克斯的值时，开关同时检测到其他三种触发条件中的任一条满足时，灯才会亮。
2．2．2声控
如果开关旁有较大的声音，如大声说话或击掌，灯会点亮。
2．2．3外接开关控制
开关可以外接一个常闭开关触点，当此触点打开时，灯亮，当触点恢复闭合后，延时一段时间后灯灭。此功能最有用的一个例子是：用本开关控制电梯前室的灯或房门外走廊里的灯，外接控制开关接一个门磁开关，门磁开关安装在电梯门或房门上，可以实现门开灯亮，延时熄灭的照明控制效果。
2．2．4手动触发
在节能模式下，按下开关键，灯会被点亮，而后延时自动熄灭。
2．3．通过密码修改设定参数的功能
虽然QLS智能开关的多种功能和参数是可以修改和设定的，但也不是任何人都可以修改参数的，只有物业管理人员凭6位的二进制密码，才能进人参数设定区修改、设定各种参数。这主要是为了方便物业管理，防止非物业管理人员乱调开关的参数和功能，使开关失去节能控制的作用。如果在输入密码输错，开关还会进入一定时间的锁定状态，禁止再次输入密码，此功能主要是为了防止非物业管理人员采用多次试探的方法破解密码。
2．4．应急照明的强制点亮功能
在开关正常工作时，开关可以以两种方式接收由消防控制室发出的应急照明强制点亮信号，使开关控制的应急照明灯在发生火灾时强制点亮。 第一种方式是传统的应急照明强制点亮方式，通过一根控制线来强制点亮，本开关具有一个强制点亮接线端，当此接线端上通入AC220V电源时，灯会强制点亮，可以由应急照明箱内消防控制模块和接触器输出的强制点亮线来控制。第二种方式是通过电力线载波通讯来强制点亮的方式，当需要强制点亮应急照明灯时，有一个发射装置输出端向应急照明母线上藕合发射高频载波信号，这个信号沿现有的电力线传输，应急照明系统中的QLS智能照明开关接收到这个高频载波信号后，就会使应急照明灯强制点亮。
（图1）
3. 应用实例分析
QLS智能照明开关是由微处理器控制的智能多功能照明开关，多种功能和参数是可以设定和修改的，物业管理单位可以根据自己建筑的的实际情况灵活运用，设定适合自己建筑的运行方式和参数，实现建筑照明节能的目的，下面以几个实例来说明其应用方法。
3． 1某高层办公楼的中的应用
情况介绍：某高层写字楼（办公楼），电梯前室和环型走廊无对外的窗户，白天也需要打开照明灯照明，早上8点至下午6点为上班时间，上班期间需要打开电梯前室和走廊全部照明灯，下午6点至次日早上8点为非上班时间，人员走动较少，疏散楼梯间为全暗楼梯，人进入后需灯亮照明。
解决方案：现将电梯前室和环型走廊以及疏散楼梯间内照明灯开关全部更换为QLS智能照明开关，其中电梯门上加装门磁开关，并将此开关触点引至电梯前室照明灯的开关上，实现电梯门开，电梯前室灯亮的效果，在每个办公室的门上加装门磁开关，将门磁开关连到走廊内离门最近的开关上，实现门开走廊灯亮的效果，将楼梯间的防火门上加装门磁开关，连到楼梯间内防火门旁的照明灯开关上，实现防火门开，楼梯灯亮的效果。
参数设定：电梯前室和走廊内的开关其手动模式返回节能模式的延时时间设定为10小时，其他参数维持初始状态参数不变。楼梯间内开关维持初始参数不变。
工作过程分析：早上上班时，上班人员或巡更保安人员将电梯前室和走廊内的开关设定到手动状态，并将灯点亮，灯一直处于长亮状态，下午6点，延时时间到，开关自动返回节能模式，此时多数人员已经下班，只有少数加班人员还在，走廊里走动的人很少，灯经常是处于熄灭状态的，如果走廊里有人走动，可以采用声音或手动的方式使灯点亮，电梯门或房间门打开，走廊里的照明灯会自动点亮，灯亮一段时间后会自动熄灭，由于灯经常是处于熄灭状态的，可以节约大量的电能。
3．2某高层住宅楼中的应用
情况介绍：某高层住宅楼，楼高28层，电梯前室和走廊均无窗为全暗环境，疏散楼梯间为全暗楼梯。
解决方案：现将电梯前室、走廊、楼梯间照明开关全部换为QLS智能照明开关，电梯门上加装门磁开关，门磁开关连到电梯前室的照明灯开关上，将住宅入户门上也加装门磁开关，门磁开关连到离住户门最近的照明灯开关上，楼梯间的防火门上加装门磁开关，连到楼梯间内防火门旁的照明开关上。
参数设定：均维持开关初始参数不变。
工作过程分析：因为住宅楼内人员的走动具有随机性，而且电梯前室人员走动不是很频繁，只是有与电梯前室相连的几个住宅户内人员及来访人员有可能会在此走动，所以开关应该经常处于节能模式节能效果最好，当人出电梯时，电梯门开，电梯前室灯自动点亮，当住宅户内人员出门时，打开房门，门外走廊里的照明灯自动点亮，如果走廊比较长，有不受门控的照明灯，走动的人员可以采用声音或手动的方式使灯点亮，灯亮一段时间后会自动熄灭，由于灯经常是处于熄灭状态的，可以节约大量的电能。

4. 结语
国务院颁布的《民用建筑节能条例》已于2008年10月1日起开始实施了，在其中的第十九条明确说明：“建筑的公共走廊、楼梯等部位，应当安装、使用节能灯具和电气控制装置。”这里所说的“电气控制装置”，就是指能够自动熄灭照明灯的节能控制装置，QLS智能照明开关的出现，克服了普通声光控开关和人体感应开关所存在的功能过于单一的问题，实现了建筑中公共部分照明灯的多功能智能化控制，填补了新型多功能智能照明开关领域的空白，为物业管理单位进行建筑照明的节能改造提供了一种有效的方法和手段，可以为国家节约了大量的照明电能，值得推广和使用。

参考文献
1．《民用建筑节能条例》 中华人民共和国国务院2008年8月1日发布

国家法规中关于建筑照明节能控制的有关规定：
一． 《民用建筑节能条例》
国务院颁布的《民用建筑节能条例》已于2008年10月1日起开始实施了，其中的第十九条：“建筑的公共走廊、楼梯等部位，应当安装、使用节能灯具和电气控制装置。”

二． 《民用建筑电气设计规范JGJ 16-2008》
新版《民用建筑电气设计规范JGJ 16-2008》第10.6章中第10. 6．14条： 应采用定时开关、调光开关、光电自动控制器等节电开关和照明智能控制系统等管理措施。

三． 《住宅建筑设计规范GB50368-2005》
第10.1.4条:住宅公共部位的照明应采用高效光源、高效灯具和节能控制措施。
条文说明：10．1．4 在住宅建筑能耗中，照明能耗也占有较大的比例，因此要注重照明节能。考虑到住宅建筑的特殊性，套内空间的照明受居住者的控制，不易干预，因此不对套内空间的照明做出规定。住宅公共场所和部位的照明主要受设计和物业管理的控制，因此本条明确要求采用高效光源和灯具并采取节能控制措施。
住宅建筑的公共场所和部位有许多是有天然采光的，例如大部分住宅的楼梯间都有外窗。在天然采光的区域为照明系统配置定时或光电控制设备，可以合理控制照明系统的开关，在保证使用的前提下同时达到节能的目的。

四． 《照明设计标准GB 50034-2004》：
7.4.1 公共建筑和工业建筑的走廊、楼梯间、门厅等公共场所的照明，宜采用集中控制，并
按建筑使用条件和天然采光状况采取分区、分组控制措施。
条文说明：7.4.1 在白天自然光较强，或在深夜人员很少时，可以方便地用手动或自动方式关闭一部分或大部分照明，有利于节电。分组控制的目的，是为了将天然采光充足或不充足的场所分别开关。

7.4.4 居住建筑有天然采光的楼梯间、走道的照明，除应急照明外，宜采用节能自熄开关。
条文说明：7.4.4 这类场所在夜间走过的人员不多，深夜更少，但又需要有灯光，采用声光控制等类似的开关方式，有利于节电。本条和国标《住宅设计规范》GB 50096-1999的规定一致。

7.4.7 有条件的场所，宜采用下列控制方式：
1 天然采光良好的场所，按该场所照度自动开关灯或调光；
2 个人使用的办公室，采用人体感应或动静感应等方式自动开关灯；
3 旅馆的门厅、电梯大堂和客房层走廊等场所，采用夜间定时降低照度的自动调光装置；
4 大中型建筑，按具体条件采用集中或集散的、多功能或单一功能的自动控制系统。
条文说明：7.4.7 对于一些高档次建筑和智能建筑或其中某些场所，有条件时，可采用调光、调压或其他自控措施，以节约电能。

五．《深圳市建筑工程设计、审图及报建常见疑难问题解析汇编》深圳市勘察设计协会编
问题6.3.5电气节能审查中，照明控制方式是否强调？
解析：电气节能审查中，要对照明控制方式加以判定。（1）住宅建筑参照《住宅设计规范》GB50368-2005第10.1.4条规定：“住宅公共部位的照明应采用高效光源、高效灯具和节能控制措施。”其公共部分照明应有节能控制措施。非住宅建筑室内照明控制方式，应参照《公共建筑节能设计标准广东省实施细则》DBJ15-51-2007第7.5.2条，对于节能控制措施进行审查并作出判定。