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某住宅小区地下车库照明引导与智能控制设计

发布于：2015-07-31 23:37:31 来自：电气工程/照明工程 [复制转发]

1 前言

在某住宅小区智能化设计中，业主提出了对地下车库的公共区域照明智能控制的要求，一方面要实现中心集中监控和管理，在提高物业管理效率的基础上，可实现本项目的低碳与节能，满足本项目申报绿色建筑的功能和需求；同时还要求在住户的车辆驶入和停放时，结合车辆出入管理系统，实现车辆驶入时灯光智能引导的效果，为业主提供温馨的回家氛围。对此结合地下车库的原照明设计情况，依据电气照明设计规范，为本项目设计了一套地下车库照明引导与智能控制系统。

2 项目介绍

本住宅小区共有1号（北一）和2号（北二）两个地块，分别设置1#和2#两个各两层的地下停车库，两个地下车库只在地下二层通过一个12.5m宽、47.45m长的通道连接。

由于项目地块的形状不太规则，且为了保证建筑主体内户户观海，因此地下车库的通道和停车区域随建筑主体的形状和位置被划分的不够规整，内部停车区被分割成一块块小区域，较少有平直的车流干道。因此在照明的回路、尤其是在车辆的出入坡道上的回路设计，以及智能控制和车辆灯光引导控制的设计上，都有较大的难度，本设计的重点就是要解决好各方面的难题。

3 设计说明

项目设计通过分析地下车库照明的功能和控制需求，为了达到低碳节能的效果，设计合理的控制模式，相应选择更有效的照明灯具；在重新对照明回路进行合理划分后，结合停车场管理进行集成，最终实现车辆驶入的照明引导控制。

3.1 地下车库照明现状

项目地下车库照明配置的总用电负荷为335kW，共配有配电回路849路，分别由设在各车库内的19台电气控制箱供电，其中1#地下车库地下一层4个，地下二层5个，2#地下车库地下一层4个，地下二层6个。车库一层有设置采光井，2#车库设有部分光导管。

由于这些配电箱的位置分散且距离较远，采用人工开启或关闭时，一次启闭就需要近一个小时的时间。因设计需选用一种集成智能照明控制系统，一方面能满足对进入地下车库的车辆进行照明引导、突出主题；另一方面通过智能控制及时掌握地下车库内照明灯的运行状态及故障情况，以避免电能和人力资源的浪费，并实现节能降耗；最后还能有效为地下车库照明的控制管理和维护保养提供方便。

3.2 功能需求分析

系统首先应满足绿色建筑要求，按时段根据不同情况对地下车库的照明回路进行智能控制，选择经济实用寿命长的灯具，最大限度地减少照明用电，实现低碳节能。

其次应实现车辆进出灯光引导功能，在车辆进入地下车库时将该车辆信息发送到智能照明系统，依程序将该车行主干道的灯光打开，引导至该车的固定停放区域。

3.2.1 地下车库控制需求

（1）白天

地下车库内部通过采光井和光导管的应用，室外阳光充足时可保证地下一层车库采光井和光导管周边区域的基本照度要求；在阴雨等天气时，系统通过照度传感器感应开启距离采光井和导光管较远区域、以及地下二层车库内的灯光照明。

（2）晚上

根据不同时段分别设定模式进行智能控制（消防应急照明常开）。

在车辆进出高峰时段，系统自动按时打开车库内所有干道的照明灯，保证充足的照度需求，对行车安全有保障。

其他非高峰时段，根据车辆进出实现智能和引导控制。

无车辆进出时：只开启消防应急照明。

车辆驶入：住户在车辆出入口刷卡（或车牌识别），智能照明系统可自动识别其车位所在的片区，并点亮车库入口到所属停车区域的主干道灯光。

车辆驶出：一种方式维持消防最低照度状态，该方式从节能角度考虑比较经济。

停车区到楼栋入口部分人行活动时的照明，采用动态感应开启照明的方式，将该区域的灯打开，为行人提供充足的照明。

3.2.2 其它控制要求

系统能自动控制地下车库照明的开和关，根据不同时段、不同天气情况下的照度，及时准确地控制和改变照明的开关时段和时序。

3.3 照明区域和回路划分

由于要实现车辆的引导，照明回路的划分主要考虑各地下车库出入口及车位片区设置对应的灯光回路的对应关系。因此，照明回路进行如下划分。

（1）将停车区域和车行主干道的照明回路分开设计。

（2）停车区的照明回路，根据各单元住户就近停车的原则，每个单元划分一个大的停车区域；再根据照明回路长度不超过20~30m将大区域划分为多个小照明区；各区域内可设置2个回路，其中一个为应急照明回路，平时夜间均开启；另外一个为普通照明，可做感应和引导控制。该方式可满足住户回家从停车位到单元距离较近，不仅减少业主行走路程，同时也可减少灯光感应控制次数，延长系统寿命。

车行干道的照明回路长度，主要依据各停车大区域和小区域的范围确定划分，结合停车照明区的范围考虑，每个照明回路的长度设计不超过20~30m.

每个车行干道设计2个回路，其中一个为应急照明回路，平时夜间均开启；另外一个为普通照明，高峰时此回路全开，其他时段均关闭。

（3）地下车库一层内部设有采光井和导光管，该部分区域自然光线比较良好；为了更好地实现节能效果，在部分光线良好的区域与其它照度较低的区域设计了不同的照明回路，并分别设置照度传感器，可实现在不同自然照明程度下最少地开启照明回路。北二地块（2#）地下一层照明如图1~2所示。

3.4 灯具的选择

结合前面照明的智能控制需求、模式、照明片区和回路的划分，以及经济节能的原则，设计选择适合的灯具和安装方式。

考虑到地下车库对照明光线的颜色要求不高，灯具的选择遵循经济、节能的原则，且考虑前期的投入成本，地下车库的照明灯设计主要采用T5荧光灯，个别地方设4U节能灯。

由于主车道需对车辆进行驶入引导，在车辆驶入时即将相应车行主干道的灯光提前打开，为了实现引导的效果，设计将车行主干道上方的T5荧光灯采用线槽式安装，安装净高为3m。停车区部分采用相对经济的链吊安装方式，安装净高为3.5m。设计照度满足以下表1的要求。

3.5 智能与引导控制设计

本项目地下车库作为重要的停车场地，有其灯光照明的独特需求，为保证系统的稳定和可靠性，需选择安全的线控方式，有效防止误操作。因此，在此设计方案中采用总线型的智能照明控制系统来完成整个停车场照明进行集中化控制。

（1）系统配置

各配电箱照明电源均为220V，在各照明配电箱旁边均设置一个可编程智能控制开关面板提供本地控制，面板可用于车库灯光照明的手动控制，也可作为中控的备用措施和应急方式。智能控制面板可实现本地控制、群组控制、场景控制、遥控功能及状态显示。

在各停车区，按区域设置动态 感应器，人员在相应区域行走时，可提供相应区域的照明控制。

在两个车库均各设置1个照度感应器，感应器提供实时的照度信息，系统根据这个日照情况进行智能开启或关闭地下一层采光井和光导管周边相应控制区域的灯光，地下二层没有采光井和光导管等自然照明，因此不做控制。

系统控制中心设置在地面一层的智能化总控中心，通过中心的可视化平台，可对整个地下车库的灯光进行集中控制，监控整个系统的所有照明回路，有效分析和管理整个照明控制系统的所有设备。系统包括灯光控制、场景设置、应急照明控制、引导控制等。

引导功能主要通过在智能化总控中心与停车场系统进行集成，实现车辆驶入的灯光引导功能。当车辆进入地下车库时，车辆读卡或图像识别信息通过停车场系统，向照明控制系统发出信号，联动控制打开相应车道的灯光。

（2）控制模式与内容

系统可通过车辆照明引导控制等实现照明系统的智能管理与车辆入场后的灯光引导功能与效果，可进行时间和定时控制、移动感应控制、光感应控制，远程控制、还支持网络远程监控及使用移动电话控制。

地下车库平时的照明处于自动控制状态，系统可据实际照明及车辆的使用情况，将每天的照明分为几个时段，在不同时段采用不同的控制模式。

平时节电模式：提供日常模式车库照明，主要服务于日间一般性功能照明需求，白天有日光时车辆较少时只开车道灯，以降低照度节省能耗。在需观察车辆时，可开启局部车道的照明，经延时后关闭；该模式还应满足夜间户外活动及一般性照明要求。

车辆进出繁忙模式：车库照明处于全开状态。

车辆引导模式：适用车辆在非进出高峰时段，车辆驶入进行照明引导。通过软件的设置自动控制灯光回路和灯具的数量。

应急模式：主要是在消防报警时的应急照明。

临时模式：适用于上级单位紧急通知、临时开关灯。

在这些模式中，可再根据不同时段进行控制方案的调整，以达到不同区域不同的照度和控制方式，既可使照明得到有效的利用、减少了电能的浪费，也可保护灯具并延长灯具的使用寿命。有特殊需要时可通过管理室和配电箱旁边设置的开关面板，实现手动开关闭；具备自动控制的条件时，不需要手动复位，系统便可自动恢复自动控制和运行状态。

（3）应急照明处理

系统一旦发生紧急情况，应急照明配电系统从双值输入模块接入消防信号，应急照明驱动器强启应急照明回路，将所有应急照明灯具开启到全亮状态，配合车库处理应急事件。

（4）与其它系统联动

系统采用开放式系统结构，和空调、取暖、防盗系统等其它楼宇自动化控制系统，可采用OPC等方式实现联动（见表2）。

（5）系统网络

系统采用屏蔽或非屏蔽双绞线方式的通信线路，各现场设备如照明控制器、可编程开关等均可设定通信地址。系统按标准现场总线连接方式所设计，单一网络中最大可容纳255个子网，每个子网可以容纳254个设备（设备指智能继电器、调光器、可编程面版、触摸屏、定时器、红外传感器、照度传感器等装置）。

系统网络采用“自由拓扑”的连接方式，可以连接成星型、总线型或是以上连接方式的复合型网络，但在星型结构的汇接点需要使用总线耦合器，以便提高总线通信质量。系统采用RSTLC串行通信方式，通信速率可达9,600bps，基本传送距离为1.2kM，通过增加网桥或网关，可扩大至任意距离。

（6）照明控制系统图(见图3)

3.6 主要功能与特点

系统可容纳无限个回路，具有高可靠性、很强的环境适应性、抗干扰能力强、广泛的负载适应性。具备集中控制功能、自动操作功能、多种控制模式、自动巡检功能等。

3.7.1 主要控制功能

（1）时控功能

1）制定年时间表

确定项目所在城市，系统可根据所在地经纬度计算全年的日出日落时间表，在此基础上结合本项目地下车库照明开关灯的实现时间，然后进行人工调整形成全年的照明控制时间表。系统按照设定的年时间表进行日常的自动开关灯，并可实现提前5~10分钟预报关灯（采用瞬间熄灯方式）。系统具备定期自动和手动校时功能，保证系统开关灯的合理性和准确性。

2）定时预案控制

在年时间表的基础上，系统可根据不同的需要，设定不同控制预案。值班人员将某些与国家节假日或本开发商有关的特定日期设定为定时开关时间表，把区域范围内的照明按照要求的时间进行 开关控制。还可设定在某个时间范围内进行预按控制，超出这个时间范围系统自动恢复日常控制状态。

3）独立时控功能

系统内部可独立进行时间控制，在照明控制中心发生故障时，根据预置的开关灯参数或临时设置开关灯参数进行控制，可以保存一年多个回路、多个时间段的开关灯时间，并根据季节变化设定控制参数，对网络的占用程度降到最低。

（2）光控

系统设置了照度感应器，白天根据感应到的控制区域内的照度，自动实现开关控制。光控是对时控缺点的补充，充分考虑了天气对照度的影响，可实现阴雨天光照不足时开关，天气晴朗光照度充足时限制开灯。

（3）分组控制功能

根据不同类型的照明灯控制要求，可对照明设施按照管理区域、照明类型任意控制终端的任意控制回路进行分组，设置、控制、查询、显示；分别对各组编制不同的时控方案或时控和光控相结合的控制方案。同时可按动态照明管理原则对不同分组的照明灯设备，按照时间、地点区域、应用场合的不同进行开关控制，达到“按需照明”的目的，节约照明费用。需要改变某一配电箱或某一回路的分组时，只需要在控制软件上设置即可，不需要变动配电箱的电缆接线。系统可实现灵活分组、混合编组等控制的多样化，如整体控制、分区控制（面控）、线控等控制方式；对每一支路都可以方便地进行时控、光控、强制开关灯、巡检、实测、遥视及参数等操作。

（4）系统安全管理功能

系统采用了严格的安全管理措施。系统软件具有用户权限设定和管理功能，可根据实际需要设置多个不同权限用户，分别设定相应的密码及操作记录。不同权限范围内的人员，只能在限定权限级别范围内对系统进行各照明灯控制功能设置、修改和控制，且每项操作的具体内容及时间均会存入数据库，非超级用户不能修改。系统可设定和实施多级操作口令和自动密码保护，在特别要求控制开关灯时需要发双重指令，能有效避免用电伤人事故发生。

（5）远程监控功能

系统可通过因特网、局域网、以及电话实现远程监控功能。可监视系统和各终端的最新或历史数据和故障情况。可对远程终端进行设置，如报警正常范围和上下限的设定；开关灯时间的修正，提前量的设定，开关灯照度的设定，改变某终端配置，初始化某终端配置；改变某终端某一回路、电流、电压、功率等正确数据，此组数据能在巡测或检测中自动完成，也可手动输入；改变巡测周期，白天和夜间能分别设置巡测周期；通过中心控制室对监控终端进行校时，划定管理分区和照明类型分组。

（6）自检功能

系统具备对内存，输入/输出设备，继电器，以及通信装置等工作状态的自诊断功能；安装施工完毕后，调试工作可通过网络远程或中央控制室进行，通过远程调试确定故障点后，针对性地对故障进行排除。系统的不间断故障巡检，及时发现和处理各种故障，确保车库照明效果的完好率达到百分之百。

（7）数据查询统计打印功能

可以对各监控终端任意时间的数据按照年月日进行查询和统计；可以定时将各监控终端的电压电源亮灯率等运行情况进行查询和统计；可以对任意一天的实际照明开关时间等进行记录、查询和统计；可对历史故障、登陆信息进行查询和打印。

（8）系统扩容功能

系统没有最大容量限制。可根据地下车库照明的实际需求、发展和管理，任意增加或减少监控终端设备。

（9）硬件主要特点

设备采用分散控制方式，确保系统的稳定性；双向式网络，具备极强的稳定性；各控制器内置高性能微处理器(CPU)，可维持系统稳定的运行；具有自检功能，易于维护和管理，且所有设备部件为插入式模块，发生故障时可轻易的更换；可在中央主控中心与现场控制器之间上传或下载程序，亦可通过网络电脑直接修改现场程序；以其极佳的兼容性和随意的网络拓扑结构，可组成多种类型的网络系统。

4 结束语

本住宅小区地下车库照明采用了总线型控制系统，扩展非常容易，施工维修和保养都很方便。可根据不同场合、不同时段建筑夜景照明的需要，通过系统的功能，设置多种控制模式，进行不同组合的亮灯，更可将各组建筑物照明统一管理，使不同时段的车库有不同的效果，能够有效地避免误操作的出现，节省大量的人工和材料等费用，并达到绿色、低碳、节能的目的。该照明设计方案预计用电量可节省约30%，相关管理人员预计由原先的4人减少到1人独立操作，可大大提高工作效率，节省人力。

需要注意的是，由于项目的车库照明控制是在前期设计完成的，在工程实施时应结合电气要求、现场条件以及其它需求进行调整，确定最优的施工方案，为项目的地下车库照明引导与智能控制实现良好的功能预期和经济效益。

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