光亮工程的节能与智能控制

2016-08-24陈李华

现代建筑电气 2016年6期

关键词：外立面线形玻璃幕墙

陈李华

(广州珠江工程建设监理有限公司, 广东广州　510095)

光亮工程的节能与智能控制

陈李华

(广州珠江工程建设监理有限公司, 广东广州510095)

结合广州圆大厦工程实例,介绍了光亮工程的节能与智能控制,并对灯具安装实施作了简单说明。光亮工程采用环保、节能LED灯具,且融合了图形效果、时间、集中控制功能等智能控制系统的优势,既装饰了建筑物,又提高了节能效果,符合国家对新建筑节能的要求。

光亮工程; 节能; 智能控制; LED

0　引　言

随着人们的生活水平不断提高,迫切需要对城市建筑物和公共空间设计和实施亮化工程,并配以先进的泛光照明设备,建成一些品位高、质量好、与城市形象相适应的光环境场所,使城市具有更强的时代感,充分表现城市环境文化信息及其建筑美学[1]。本文结合广州圆大厦工程实例,介绍了光亮工程的节能与智能控制。

1　工程概况

广州圆大厦项目总占地面积约为82 000 m2;总建筑面积约为110 000 m2;建筑立面立放巨型玉璧,外径为146.6m,内径为47 m,宽为28.8 m,总高度为138 m,其中最大悬挑长度为22 m；建筑层数:地下2层,地上33层,可停泊1 300辆车。该大厦建成后将集科研院所、塑料电子交易中心、展览厅、多功能会议室、甲级写字楼于一体。

2　光亮工程节能与智能控制

2.1光亮工程的节能设计

光亮工程设计中,通过采用高效、环保的节能灯具和光源,按照建筑内环与外环、建筑南北外立面和室内内透光分为三个不同的功能区域,确定不同的功能要求和控制要求,各个控制区域进行合理的配电回路分配,保障电源的三相平衡。如主楼内外环、南北外立面和室内的LED灯具由不同回路进行配电,为光亮工程的节能控制管理创造条件。

2.2光源与灯具的选择

光源与灯具选择时要对光源的各种性能(技术性和经济性)进行综合比较、评价,按节能性、高光效、长寿命的原则选择光源[2-3]。

发光二极管(Light Emitting Diode, LED)具有安全可靠、节省电能、使用寿命长等优点,是取代普通白炽或卤素灯的替代升级产品。

该光亮工程根据不同的功能区域采用相应的LED灯具,如建筑内环与外环部分采用高质量的线形轮廓洗墙灯,建筑南北外立面部分采用特制的线条智能洗墙灯,室内内透光部分采用线条智能投光灯。这些LED灯具与智能控制系统结合使用,节约了运行成本。

2.3节能与智能控制的应用

由于内透立面部分和南北外立面部分的面积较大,使用的灯具数量较多,灯光系统的电能消耗总量较大,仅靠采用节能光源等措施尚达不到光亮工程意义上的充分节能。因此,采用智能控制系统对灯光系统进行合理控制。灯光节能与智能控制系统通过日常模式、周末模式、重大节假日模式和深夜模式的设计程序,自动开启/关闭各个区域的灯光电气回路,也可以制定特定时段的程序控制(如广告宣传、活动等),方便灯光系统的运行管理[4]。

该光亮工程采用独立的智能灯光控制系统,通过基于DMX512控制协议的工业标准EIA-485开放接口,构建分布式总线联机控制系统网络,在DMX控制器和服务器之间进行数据交换,DMX控制器对所控制的区域LED灯具进行有效的控制及管理。3个功能区域使用同一套控制系统,其中内环、外环和外立面灯具均具备检测反馈功能。每台DMX控制器有8路输出端口,每个端口控制512个通道,每个端口连接对应的灯具,并将反馈信号传送回监控中心的灯光系统控制设备。在相应楼层机房分别设置DMX控制器和电源配电控制机柜,对相关管理区域的灯光系统进行控制管理。在监控中心设置灯光系统控制系统主控设备(含灯光系统网络交换机、DMX控制器、服务器),负责整个光亮工程控制管理。

2.4智能控制系统

智能控制系统主要包括传感器单元、控制单元、驱动电路、灯光系统等,采用数/模转换、模块化、分布式总线型控制模式,通过3个控制区域分别控制各自的DMX控制器,以实现相应的功能。服务器与模块之间通过网络总线直接通信,实现灵活控制。

内环与外环、建筑南北外立面和室内内透光3个区域各有不同的控制策略和要求。智能控制系统通过不同的场景设置实现总灯光控制,确保技术先进、安全可靠、方便管理。

2.5智能控制系统方式和要求

(1) LED灯具的控制。按照三基色原理加数字灰度(256级灰度)控制技术,LED在运动控制上能实现色彩渐变,色彩变化的速率可调节(包括缓变与快速变化)。

(2) 灯光控制系统控制方式为平时模式、周末模式、重大节日模式和深夜模式,既实现单个区域控制,又实现多个区域联动控制。

(3) 采用智能前端控制器(协议兼容DMX512),可实现建筑物上不同厂家的LED灯具联动变化,采用UDP/IP协议信号传输方式的控制设备具备电涌抑制、静电抑制及过压、短路、温度保护功能及斜率、空闲保护功能。

2.6电源与控制系统

(1) 驱动设计确保LED光源稳定工作。采用全隔离屏蔽、高效、低功耗器件,保证电源兼容性和安全性。

(2) 电源具有过电流电压保护、短路保护、过温度保护等功能。

(3) 单灯可控制并配独立电源,具有发光强度可调节功能。在25 ℃内点灯时,温升低于20 ℃(外立面)、30 ℃(内透),单灯具有并行自动寻址功能。

(4) 整体灯具分布在建筑物每层楼顶,每个灯具均单独可控,控制每个灯具的控制信号在网络传输中不会影响其他灯具的信号传输。每个灯具均配电源,信号传输网络中的信号不受影响。

智能控制系统统一调节灯具的发光强度、亮度,也可局部控制灯具的发光强度,与DMX512有很好的兼容性,具备调节灯具发光强度变化速率的功能。控制系统原理图如图1所示。灯具配电系统如图2所示。

3　光亮工程安装实施

该工程设计要求:① 灯体隐蔽,不影响建筑外立面白天的效果,便于维护。② 大面积的玻璃幕墙是内透光最好的载体。③ 玻璃幕墙的材质与灯具出光的颜色存在极小偏差,但偏色程度可以通过控制系统校正。④ 灯具的眩光控制在可接受范围。⑤ 双层夹胶玻璃的透光性能达到70%～75%。

图2　灯具配电系统图

光亮工程的施工过程涉及玻璃幕墙施工、室外防火涂料施工以及室内装饰工程施工等,需同步穿插进行。室外灯具安装既要保证幕墙的气密性、水密性、抗风压等性能,又要确保灯具安装美观,在保证设备使用安全的前提下达到设计效果。同时,室外灯具安装大部分都采用高空作业,存在较大的安全风险,给施工管理和实施提出很高的要求。

光亮工程全部采用高效的LED灯具,安装布置在以下位置:

(1) 外立面内、外圆轮廓安装线形LED洗墙灯,半径73 310 mm的外圆内边有效布灯弧长为373 792 mm,半径23 800 mm的内圆外边有效布弧度为155 823 mm。为了增加灯光效果,线形LED洗墙灯均采用侧装方式,共需安装1 800支LED线形洗墙灯具。

(2) 外立面玻璃幕墙铝合金立柱安装特制LED线形智能灯具,在相隔间距为1 575 mm的玻璃幕墙铝合金立柱上布置灯具。南、北立面共需布置11 210支配合铝合金立柱外形的LED线形智能灯具。

(3) 室内玻璃幕墙后沿安装LED线条智能投光灯。为了使主楼立面光亮工程产生璀璨斑斓的效果,利用内透光的作用,在玻璃幕墙后沿安装LED线条智能投光灯,共需布置6 200支铝合金LED线形投射灯具。

4　结　语

广州圆大厦采用独立的智能灯光控制系统,通过采用高效、环保的节能灯具和光源,进行不同的场景设置,实现总体的灯光控制要求,符合国家对新建筑节能的要求。

[1]建筑照明设计标准:GB 50034—2013[S].

[2]广州市名实照明工程设计有限公司.广东兴业国际仓储项目科研主楼亮化工程设计方案[G].2013.

[3]深圳市俄菲照明有限公司.广东兴业国际仓储项目科研主楼亮化工程灯光技术方案[G].2012.

[4]蒋荣.LED控制系统在夜景照明中的应用[J].建设科技,2011(11):74-76.

Energy Conservation and Intelligent Control for Brightness Project

CHEN Lihua

(Guangzhou Pearl River Engineering Construction Supervision Co., Ltd., Guangzhou 510095, China)

Combing by the brightness project of Guangzhou Circle as an example,this paper introduced the energy-saving and intelligent control,and LED installation for brightness project.The brightness project uses the environmental and energy-saving LED lights,and possess the superiorities of the intelligent control system,such as figure effect,time and centralized control function.It decorates the building and enhances the effect of energy conservation which according with the demand of building energy efficiency in our country.

brightness project; energy conservation; intelligent control; LED