新一代商业楼宇连接照明系统

全球的主要国家正要求全面降低能耗。修建越来越多的发电厂变得难以负担，像加利福利亚这样对能耗有意识的州，与整个国家一起，要求今后几十年大幅降低能耗。加州的全球气候变暖解决方案法案(Assembly Bill 32）要求2018年以前，建筑物的能耗减少50%。其他的建筑规章（如加州的Title24）更为明确，要求通过从窗户和天窗开发日光采集以减少能源。为此，Title 24要求执行自动照明控制。当然，美国并不是唯一在商业照明中要求更高效率的政府。欧盟正在酝酿一项淘汰无效灯泡的计划，并设立了要求自动控制时间的商业照明法规。照明能耗所有这些能源的去向是哪里呢？在一座典型商业大楼的电费账单中，照明费用占40%，在所有使用的照明能源中，商业照明占近70%。其他主要的能耗包括HVAC系统，占商业建筑使用能源的40%，以及其他的商用项目，如电机，消耗 20% 的能源。HVAC系统受建筑网络的控制，出现于20世纪80年代，专利的FieldBus网络（如ProfiBus），也演变成为标准的网络。如BacNet，如今大多数建筑楼宇控制系统用它来连接其HVAC系统。BACnet是针对楼宇自动化和控制网络的一项通信协议，是ASHRAE、ANSI和ISO标准协议。BACnet允许针对应用的楼宇自动化和控制系统通信，如加热、通风、空调控制、照明控制、访问控制、火灾探测系统和其相关的设备。照明会走上与HVAC系统相同的道路并受网络实现的集中式管理和控制，这是理所当然的。什么样的网络可比现有的楼宇控制网络提供更好的照明控制呢？照明2.0 – 控制那种情形下的问题是今天的照明系统并不支持针对能源管理实现具有成本效益的控制。（占位符- 插入图1）图1，面向新一代照明的照明控制今天的照明系统由分离电源组件开发而来，如PWM IC、FET、电阻器、电容器和感应器。这些元件不易控制，照明需要进入数字世界，就像我们所看到的所有技术革新一样。将电力电子与控制集成，并将它们与网络连接- 照明控制器将为新一代照明（如LED）推动实现巨大的能源节省。与楼宇连接的HVAC和照明网络照明可从0 至100% 调节变暗，并连接到楼宇网络控制，这将满足需求，并在大型楼宇环境中实现自主控制。通过实施“智能”传感器，公众的环保意识得到加强，该传感器可以感知到占用空间和光线条件。信息进入照明控制器，可通过楼宇网络将信息发送到中央楼宇控制。中央控制可通过楼宇，根据时间和占用空间自动管理照明和HVAC系统。（占位符- 插入图2）图2，楼宇管理网络照明这些“智能”传感器 – 驱动网络 – 联网照明系统将实现大幅的能源节省。这里有一个地下停车场的例子，在地下停车场，灯光以全亮的形式24x7运行，现在，如果没有发现动静，这些灯光可被自动调暗50%或更多。这些同样的传感器- 驱动网络 – 联网照明系统还可通过采用集成的接近探测明确哪个停放区域有位置，提醒驾驶人员适合的停放区域，减少会被用于定位停放区域的燃气消耗，从而减少碳足迹。其他主要的应用还包括街灯和户外停车场照明。在这两种环境下，无论有没有车辆或行人，照明从黄昏到清晨都是以全亮的形式运行。传感器驱动的街灯可在凌晨两点以后变暗50%，当探测到来往车辆时，使用集成的远距离接近探测可自动打开全部电源。此外，办公室和高楼大厦灯光通常在无人情况下还全亮运行。在没有探测到活动时，或者某个时刻（如晚上8点），这些灯光可转暗或关闭。针对楼宇联网照明的商用照明架构（占位符- 插入图3）图3，楼宇联网HVAC和照明网络商业照明注重效率，需要看看实现新服务和减少成本的新数字架构。自主控制和传感器将降低维护成本，并实现大幅能源节省，这将证明替代过时传统照明系统的成本。LED照明（30000至50000小时）与荧光照明（10000至25000小时）和卤素/白炽灯（5000至11000小时）相比，可提供长久而持续的性能。对一些用户来说，荧光灯由于其在AC线频率时微小的闪烁和有限的光谱（在荧光下不是所有色彩都会呈现）而名声糟糕，尽管现代的荧光灯非常高效，但是加入可实现变暗的组件非常昂贵，其压载系统的本性并不支持荧光照明实现更快的打开/关闭循环时间，这对动作检测或接近控制情形来说非常理想。LED照明得到适当设计时，可实现更长的寿命（30000-50000小时）、更让人满意的光谱、无闪烁和迅速变暗。商用照明环境下的自动能源节省策略可包括占用空间/接近探测这样功能的执行，以决定人们什么时候离开房间、时间控制，和通过环境光传感的时间适应。通过传感得到的信息可经过多个方式用于控制照明：变暗：与LED灯光一起运行时效果最佳。采用标准的反馈循环和控制机制，照明控制器在不需要时减少灯具的照明输出，避免能源浪费。可选灯光转换：在大房间，打开每两个或三个光源这样的形式可生成增强的照明输出，在固定步骤下变暗。自主照明控制：今天的网络连接技术凭借低成本和低能耗无线网络（如ZigBee、WiFi）或者有线网络（DALI、DMX、0-10V），让灯光可通过针对单个地点的最有效照明方案、针对政策的中央控制系统和需求响应管理而得到组织。结论商用灯具与照明系统的设计人员面临着来自政府新规范和客户制造可提供更高能效绿色产品兴趣的压力。楼宇连接照明不仅可实现HVAC能源管理，还可实现照明管理，从而促进了企业范围的总能源管理。楼宇系统可优化一个商业企业每个房间的整体温度和照明能耗，自动将所有地方的占用空间和时间考虑在内。