谈住宅智能建筑照明控制系统设计

发布于：2015-08-03 14:00:03 来自：电气工程/建筑智能化 [复制转发]

1 工程概况

　　本文所述工程为北京市区的顶级豪宅，交通极为便利，位于新城市中心区，利用其周边朝阳公园、ＧＯＬＦ森林公园等的大景观优势，结合项目本身皇家园林的恢宏景观，将工程定位为低密度、高舒适度、低能耗、智能化的顶级“城市别墅”及“城市庄园”（见图1）。使建筑融入园林之中，满足人们回归自然的本真需求，全面强化“地段稀缺性”＋“产品稀缺性”，满足高端客户群“顶极自住型需求产品”，强化“泛海”品牌的高品质属性，进一步提升价值，在产品配置上主要配置两类产品。

　　“城市别墅”：南区共规划８栋１０层低密度板楼，分为南北两排；各地块中部设下沉式俱乐部（会所）一座，设有下沉庭院供俱乐部及地下车库观景、采光、通风使用；各地块设集中式连通地下车库。在设计上融入豪华别墅的一些重要元素，赋予其豪华别墅的全部功能，力求体现产品的别墅气质，打造城市别墅概念。

　　“城市庄园”：北区规划为７栋４层豪华别墅，地上面积为３０００ｍ２的独栋别墅，首层设豪华会客接待空间，包括接待和游泳健身，入口连接超豪华中庭，二层为多功能及办公，三层与四层以居住为主（也可根据业主使用功能灵活布局）。背靠ＧＯＬＦ森林公园，通过约十亩独立开口的庄园占地，实现其对自然环境的极度占有，力求体现产品的唯一性和稀缺性，尽显其皇家风范。

2 智能建筑的设计理念

　　随着世界经济与高新科学技术的不断发展，人们对生活环境的要求越来越高。业主从使用角度，除去对住宅建筑的传统要求外，在住宅建筑的安全性、舒适性、节能性、自动化与信息化等方面均提出了更高的要求，其目的是创造出舒适宜人，能充分提高工作效率而又具有极大灵活性的办公与生活环境。

　　住宅建筑不仅需要安全与舒适，还要提高能源的使用效率，满足节能、绿色的要求。智能化、集成化的解决方案是实现这些要求的必然途径。目前，为适应这种社会发展潮流，住宅有必要安装先进的智能建筑控制系统，以满足不同使用者的各种智能使用与管理需要，最终使楼宇的建设者、发展商和用户获得更大的经济效益。

　　本工程结合实际情况，选择ＡＢＢ　ｉ－ｂｕｓ　ＥＩＢ/ＫＮＸ智能建筑控制系统（下文简称ｉ－ｂｕｓ系统），通过对各种末端 电气设备（如灯光、电动窗帘、采暖的集分水器等）的控制，实现对居室灯光环境、遮阳环境、温度环境的集成式控制，从而达到最大的节能效果。

　　笔者就ｉ－ｂｕｓ系统在本案例中的实际应用进行分析总结。

3 智能建筑控制系统的构成

　　ｉ－ｂｕｓ系统主要由传感器、驱动器和系统元件三部分构成，传感器主要负责发送命令给驱动器，常见的传感器包括智能面板、人体 感应器、触摸屏、温控面板；驱动器主要负责接受并执行ｉ－ｂｕｓ传感器发送的命令如开灯／关灯、调光、调节温度、窗帘开/合等，安装在每户的照明箱中，一般采用３５ｍｍ标准ＤＩＮ导轨安装；ｉ－ｂｕｓ系统的每一个传感器和驱动器都是智能的，有内置的微处理器、存储器及固化程序，所有的传感器和驱动器最终由一根ｉ－ｂｕｓ总线（四芯屏蔽双绞线２×２×０．８）电缆连接起来。

　　在以往的楼宇技术中，供热、窗帘、照明等控制功能的实现都需单独的外部传感器，每项功能都有自己独立的系统，产品的不兼容性造成了工程的复杂性，导致了人力和物力的大量浪费。

　　采用ｉ－ｂｕｓ制系统后，一些传统困扰工程的问题迎刃而解。该系统只需通过一根总线电缆就可以将整个系统全部连接起来，高效而经济，使用时更简捷方便。同时，依据客户的需求，还可以随时改变系统功能。如采用ｉ－ｂｕｓ系统后，电器设备的开关将不再像传统方式那样用面板开关直接对 电源线进行分断，而是由传感器（如面板按钮）发出命令并通过两芯总线传送给驱动器，驱动器收到命令后加以执行，即用弱电控制强电，实现真正的自动化。

4 智能建筑控制系统实例

　　长期以来，智能照明控制在国内一直被忽视，尤其是在住宅建筑中，大多数住宅仍然沿用传统的照明控制方式，与传统的照明控制方式相比，智能照明控制系统体现出强大的优越性，它在智能建筑中的应用越来越广泛。智能照明控制系统是一个相对独立的子系统，系统架构基于ｉ－ｂｕｓ总线结构，管理网络按欧洲安装总线ＥＩＢ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　Ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ　Ｂｕｓ）标准，构建标准化的ＥＩＢ总线控制平台。

　　在工程实例中，主要应用了ｉ－ｂｕｓ系统的灯光控制、电动窗帘控制、温度控制、中央控制等几种控制功能，应用效果如下：

　　（1）实现照明控制智能化。采用智能照明控制系统，可以使照明系统工作在全自动状态，系统将按先设定的若干基本状态进行工作，这些状态会按预先设定的时间自动地相互切换。

　　例如，正门入口处安装８１３６型智能触摸屏，可对整个住宅的灯光、窗帘、空调、地暖进行图形化监视和控制，并设置各种个性化的控制模式：回家模式、离家模式、迎宾模式、度假模式、总开关模式等。当主人外出度假时，系统处于度假模式，系统将模拟主人在家的场景直到主人回家后取消度假模式；当主人在客厅、餐厅可使用遥控器随时调用个性化场景；当玄关处的人体感应器在光线低于设定照度时一旦感应到人体的移动，灯光便会自动打开，无人时便延时自动关闭等。

　　（2）改善居住环境。在住宅中，ｉ－ｂｕｓ则是一个完全个性化的系统，各控制终端均具有各种造型、各种颜色、各种材质的面板供选择，可与各种不同的室内设计风格相匹配，集居家中的灯光控制、窗帘控制、供热控制于一个系统，通过各种控制方式的配合，可实现舒适、安全、个性的居家环境。

　　例如通过面板的总开总关功能，主人可在卧室或玄关处的触摸屏将家中所有的灯光关闭，免除了楼上楼下奔跑的烦恼；控制灯光开关、调光，空调、供暖、投影幕布升降，设置家庭影院场景、休息场景、聚会场景等。在工程中，主卧室设置了１路调光回路，４路开闭控制回路；餐厅和客厅均分别设置了２路调光回路，４路开闭控制回路（见图2）。

　　客厅可控制各种影音设备（如电视、ＤＶＤ、音响、投影机、功放等），实现灯光温度场景和影音场景的完美结合，可通过ｉ－ｂｕｓ红外遥控器将各种场景调出。例如按一下按键，系统自动按序地开启投影仪，降下投影幕布，调暗关闭灯光，开启ＤＶＤ及功放，降下窗帘，打开环绕声，调节空调或地暖至舒适的观赏温度，一切均在瞬间自动的完成；通过电话控制，主人可在回家之前将家中的空调、供暖打开；通过光线感应控制，夏天当阳光强烈时可自动将窗帘拉上，避免室内温度过高；当主人度假家中无人时，可启动定时控制功能，定时开闭灯光或窗帘，模拟家中有人的情景，通过这些智能化的控制，可创造舒适、安全、个性的居家环境。

　　（3）满足绿色节能要求。若采用传统的控制方式很难实现调光、分场景控制的要求，而采用ｉ－ｂｕｓ系统则很容易实现。智能建筑控制系统使用了先进的电力电子技术，能对大多数灯具（包括 白炽灯、日光灯，配以特殊 镇流器的钠灯、水银灯、霓虹灯等）进行智能调光。当室外光较强时，室内照度自动调暗，室外光较弱时，室内照度则自动调亮，使室内的照度始终保持在恒定值附近，从而能够充分利用自然光实现节能的目的。除此之外，智能照明的管理系统采用设置照明工作状态等方式，通过智能化管理实现节能。

　　（4）更加和谐人性化。普通照明通常会将公共部分设置声光控开关，经过时必须大声咳嗽或者跺脚才能将灯点亮，给邻居造成不必要的惊扰。在工程案例中，公共区域照明采用人体感应控制器，照度水平可设置调整，只要人经过，即可自动开启，还可以跟值班前台触摸屏联网控制。智能照明控制系统将普通照明人为的开与关转换成了智能化管理，和谐了邻里关系，使得控制更加人性化。

5 智能背景音乐控制系统

　　在星级豪华宾馆，音乐早已纳入内部装潢体系，大堂、走廊、餐厅，卧室，背景音乐有如看不见的潜流，无处不在，轻轻流淌，给宾客以美妙享受的同时，也显示出宾馆的高雅与舒适。近年来，随着生活水平的提高，人们越来越重视居室装修的舒适性和文化品位，音乐渐渐成为住宅智能装修的新元素。

　　当人们工作了一天回到家时，一曲莫扎特的《小夜曲》如梦如幻，飘然回荡在耳畔，犹如品一杯香茗，滋味隽永，心境怡然；当人们辛苦地在厨房的油烟里煎炒烹炸时，打开背景音乐，原来那么琐碎的生活也是富有诗情画意；当人们在餐厅用餐时，有着美妙音乐的伴随是多么的惬意；当人们在洗澡时，舒缓的轻音乐随着轻轻的水流声和浴液泛起的气泡，又是多么温馨与浪漫。

　　这就是所谓的家庭背景音乐系统，简单的说就是在居室的任何一个房间里，包括厨房、卫生间、卧室、阳台，都安装背景音乐终端，通过１个或多个音源，可以让每个房间都能听到美妙的背景音乐。如果有的房间不需要也完全可以，因为每个房间都单独安装分控台，可以独立控制这间房的音箱，还可以调节音量大小。如果家长在客厅放音乐，不想影响在卧室休息的小孩，可以在主控台直接将卧室的按钮关上，这样别的房间就不会受到干扰，也不会影响到家人的学习和休息。

　　本着为业主实际需求考虑，工程设置了独立的一套智能背景音乐系统，以满足业主在家里任何地方都能够随时享受到美妙动听的音乐，不仅休息时要听，吃饭时也要听，工作、学习时还要听，甚至如厕时也应该有音乐相伴（如图3所示）。该系统为总线型带对讲功能智能背景音乐控制系统，由系统主机、壁装终端功放、系统电源及高保真喇叭组成。主机自带立体声调频广播，两通道ＡＵＸ音频输入，并带有火灾信号强切功能。主音源通过主控台将高保真立体声音源（如ＣＤ、ＤＶＤ、ＭＰ３、电脑等）直接输入系统，系统将音乐传播到每个音乐点（即每个房间），音源可由业主自由选择。各房间终端均有开关，可单独调节音量、高低音分别可调。为８６盒安装，带有液晶显示，可显示音源通道、调频频率、当前时间、音量设定等；功放自带ＭＩＣ，可作为对讲呼叫终端，可进行广播、点对点对讲等功能。

　　主人可以通过墙上的面板实行房间之间对讲，如到休息时间可以提醒小孩睡觉，可以指挥佣人做家务（如端茶倒水，拿取书报等）以及叫保姆查看小孩的睡觉状况。

　　此次设计通过智能北京音乐控制系统，使优美动听的天籁之音响彻屋里每一个角落。

6 结束语

　　随着经济与科学技术的不断发展，住宅建筑智能化不断提升档次，实现真正的智能建筑对节约能源，保持社会可持续发展具有重要的现实意义。从目前的住宅电气设计总体情况来看，智能化设计还有潜力可挖，应在设计中精心考虑，通过经济技术比较，尽量采用先进技术，使得整个设计更智能、更完善。

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