車庫照明是城市建筑里不可或缺而又經常被人們所忽視的照明場所。地下車庫空間封閉,基本沒有自然光,主要依靠燈光來實現(xiàn)照明。地下車庫照明具有以下特點:
?。?)不是人們的主要活動場所。人們在車庫的活動一般是停車,然后離開車庫去辦事;辦完事回到車庫取車,然后離開。
?。?)對照度要求不是很高,國家標準規(guī)定主干道的地面照度不低于75lx。
(3)現(xiàn)有的車庫照明基本采用傳統(tǒng)日光燈,一般都是長明燈,即24小時亮燈。
事實上,地下車庫照明的耗電問題,本質上來說是用電管理的問題。一個較為普遍的管理方式是采用分時段控制的方式,即白天和前半夜全亮,后半夜半亮(關閉一般的照明燈)。這種方式管理粗放,節(jié)能效果也有限。
1、傳統(tǒng)車庫照明節(jié)能解決方案
目前,地下車庫照明普遍采用T8熒光燈管,很多業(yè)主和節(jié)能服務公司采用的車庫照明節(jié)能解決方案主要有兩個:一是使用更節(jié)能的光源進行替換,如用T5熒光燈代替T8熒光燈,可節(jié)能20%~40%,或者用LED日光燈代替T8熒光燈,可節(jié)能60%以上;二是在燈具上接入傳感器,做到人來燈亮,人走燈滅。
1.1采用節(jié)能光源進行節(jié)能改造
目前比傳統(tǒng)T8熒光燈更為節(jié)能的光源主要有T5熒光燈和T8LED日光燈。
T5熒光燈一般功率為28W,與傳統(tǒng)T8日光燈40~44W的功率相比,節(jié)能率在30%以上,節(jié)能效果比較明顯,正以較快的速度替代T8熒光燈管。T8LED日光燈是近幾年來新興的照明產品,與白熾燈和熒光燈相比具有以下優(yōu)點:
(1)節(jié)能。以地面照度水平作為指標進行衡量,15W的LED日光燈可以實現(xiàn)對T8日光燈40W的完美替換,節(jié)能率超過60%。
?。?)環(huán)保。T8LED日光燈里沒有重金屬汞,日常使用和回收過程不會造成環(huán)境污染。
?。?)壽命長。傳統(tǒng)三基色T8日光燈壽命在4000~8000h,且如果頻繁開關會降低使用壽命。T8LED日光燈的使用壽命超過30000h,是傳統(tǒng)三基色T8日光燈的4~8倍。
?。?)無頻閃。若長時間在有頻閃的光線下工作會造成眼睛的視覺疲勞,品質較高的LED日光燈一般采用恒流驅動,沒有傳統(tǒng)T8日光燈50Hz的頻閃。但一些采用阻容降壓方式驅動的LED日光燈也會存在頻閃。
基于以上的突出優(yōu)點,加上近年來LED照明產品價格急劇下降,越來越多的建筑包括地下車庫開始逐步采用LED照明。
1.2采用感應式LED燈
近年來,一些地下車庫在采用T8LED日光燈替換傳統(tǒng)T8熒光燈時,充分考慮了地下車庫照明的特點,開發(fā)出帶紅外感應的T8LED日光燈,取得了一些效果,同時也帶來了如下一些問題:
(1)感應器小,感應距離有限。由于紅外感應器本身體積的限制,造成其感應范圍有限。
?。?)安裝高度低,一般地下車庫照明的安裝高度在2.4~2.8m,這樣使得人或車到了燈的跟前方可點亮LED燈,實用性大大降低。
?。?)每支燈一個傳感器,提高了燈的整體故障率,控制失靈的情況時有發(fā)生。
正是因為這些原因,很多采用了感應式LED照明的地下車庫用戶體驗不佳,更多的地下車庫業(yè)主對這一產品采取了觀望的態(tài)度,客觀上造成了這類產品在推廣上的困難。
2、基于物聯(lián)網的車庫照明智能照明解決方案
2.1基于物聯(lián)網的LED智能照明控制系統(tǒng)
2.1.1常見的照明控制方式
照明控制系統(tǒng)經歷了手動控制階段、自動控制階段,直至目前的智能控制階段。手動控制階段主要通過開關,實現(xiàn)燈具的簡單開關;自動控制階段主要通過聲光電等技術手段實現(xiàn)照明控制;智能照明控制階段主要是利用網絡、微處理器技術及存儲技術,對來自傳感器的信息整合,實現(xiàn)照明的智能控制。
目前市面上常見的LED照明控制產品大多數(shù)屬于自動控制階段的產品,即基于可控硅控制或者紅外控制;還有一部分屬于智能控制階段的產品,即基于回路的LED照明控制系統(tǒng)?;谖锫?lián)網的LED智能照明控制系統(tǒng)還不常見??煽毓枵{光安裝比較方便,成本比較低;可分段調光,但不能兼容目前大多數(shù)LED驅動;可控硅調光會電流突變,容易干擾電網。紅外控制燈具的傳感器和燈具直接相連,不同的傳感器和燈具之間不能通信,照明燈具之間各自獨立,控制方式不靈活,而且不能遠程控制?;诨芈返腖ED照明控制系統(tǒng)在實現(xiàn)差別化調光、精確調光、燈具狀態(tài)報告等方面有一定的限制。傳統(tǒng)的控制方式不能實現(xiàn)隨時隨地控制,沒有網絡化管理和數(shù)據(jù)分析功能。因此,基于物聯(lián)網的LED智能照明控制系統(tǒng)應運而生。
2.1.2基于物聯(lián)網的LED智能照明控制系統(tǒng)
基于物聯(lián)網的LED智能化照明控制系統(tǒng)具有網絡化照明控制優(yōu)勢,它是一個集多種照明控制、現(xiàn)代數(shù)字控制技術和網絡技術于一體的控制系統(tǒng),通過利用網絡通訊、自動控制、物聯(lián)網等技術,賦予每盞燈一個唯一的身份標識,實現(xiàn)照明的精確化、網絡化、全過程管理。常見的智能照明體系結構如圖1。
圖1 基于物聯(lián)網的LED智能照明控制系統(tǒng)結構圖
基于物聯(lián)網的LED智能照明控制系統(tǒng)可根據(jù)時間、外界環(huán)境變化等對照明系統(tǒng)進行自動化管理,也可以根據(jù)用戶習慣,設置符合用戶自身的個性化情景模式;監(jiān)控器上實時顯示LED燈具狀態(tài);通過PC機、手機、Ipad等上位機對終端節(jié)點進行控制和數(shù)據(jù)采集;可以分區(qū)域控制和單點控制,并且不同區(qū)域設定相應的權限,提高安全性;自動記錄各端點累計運行時間與次數(shù)、各次運行時間、總功耗等信息,并可隨時查閱上述信息。
LED智能照明控制系統(tǒng)運行原理為:首先各傳感器把獲得的傳感數(shù)據(jù)通過網絡發(fā)送到服務器,服務器進行綜合分析,按照設定的規(guī)則發(fā)送指令給特定的LED照明燈具,調節(jié)其亮度、色溫等,同時,LED照明燈具定期將狀態(tài)信息匯報給服務器,LED智能照明的管理者可以通過電腦、手機等制定照明控制計劃或者查看照明系統(tǒng)運行狀態(tài)等。
2.2智能照明控制系統(tǒng)在車庫照明中的應用
整個車庫照明系統(tǒng)由LED終端網絡和傳感器網絡組成,傳感器網絡與照明網絡通過無線協(xié)議互相連接,并傳遞數(shù)據(jù)(如圖2)。所有的節(jié)點(包括LED和傳感器)與中心服務器連接,中心服務器可以接收來自傳感器節(jié)點的數(shù)據(jù),并可以對節(jié)點下發(fā)控制指令,并且可以通過監(jiān)視器查看所有節(jié)點的工作狀態(tài)。
圖2 車庫照明系統(tǒng)組成結構圖
2.3兩種工作模式
車庫智能照明控制系統(tǒng)有兩種工作模式:基本模式(圖3)和高級模式(圖4)?;灸J絺鞲衅鞴?jié)點和LED終端節(jié)點直接無線通信,控制LED終端;高級模式是服務器讀取到傳感器節(jié)點的數(shù)據(jù),服務器根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)控制LED終端。
圖3 基本模式
圖4 高級模式
2.3.1基本模式
每個傳感器節(jié)點和其周圍的LED終端組成一組,傳感器通過無線協(xié)議直接發(fā)送控制命令控制相應的燈具??刂品绞奖容^直接,只要檢測到傳感器下方有活動的車輛或者人,點亮相應的燈具。
2.3.2高級模式
整個車庫照明由中心服務器、照明網絡和傳感器網絡組成;傳感器的數(shù)據(jù)上傳到中心服務器,并由服務器控制相應的燈具。有了這個基礎的平臺,中心服務器就可以通過傳感器獲得的數(shù)據(jù)實現(xiàn)控制,更加準確地動態(tài)調節(jié)車輛周圍及前進方向的照明。
通過該方式,不僅可以實現(xiàn)車庫的LED節(jié)能照明目的,還可以通過燈光實現(xiàn)輔助尋找車位等功能。在車輛進入地下車庫時,在有空車位的路徑上,LED燈具為全亮,關聯(lián)部分亮度為一個稍暗點的亮度(比如30%),不相關的燈具為最低亮度(比如10%或者不亮),這樣能保證基本的照明,方便尋找所停車位。
這樣,通過調整目的地路徑上的燈光的亮度,不僅實現(xiàn)了照明的功能,還實現(xiàn)了車輛停車引導,更重要的是實現(xiàn)了節(jié)能降耗。同時,當某盞燈或傳感器出現(xiàn)故障,可以實現(xiàn)自動報警,報告具體位置,通知維修人員進行維修。
3、小結
通過LED照明控制方式的分析,基于物聯(lián)網的LED智能照明控制系統(tǒng)不僅可以實現(xiàn)照明的網絡化、精確化、人性化控制,而且可以節(jié)省大量電能、人力等成本,同時提高了地下車庫的照明效果和管理水平。
(審核編輯: 小王子)
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