智能照明节能控制系统硬件设计.docx
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智能照明节能控制系统硬件设计
毕业设计(论文)
(2012 届)
题目:
智能照明节能控制系统硬件设计
学院:
电气与自动化工程学院
专业:
电气工程及其自动化
专业方向:
建筑电气与智能化
班级:
学号:
姓名:
指导教师:
职称:
填写日期:
2012年5月18日
电气与自动化工程学院制
摘要
本设计是在对大楼内部照明部件的硬件设计,使大楼对其内部特定区域进行特殊控制,实现其的智能化,同时在设计过程中还要考虑其的节能环保功能,这个也符合当下的绿色这个主题,对节约能源提供一个新途径。
智能照明已经正式列入国家计划,终端节能优先的观念已经深入人心;智能照明控制是节约能耗及提高物业管理水平、体现现代化生活方式与优化工作环境的有效手段。
智能照明使得照明方案具备高度的灵活性,系统投入使用后,会带来高质量的照明环境,提高整个建筑物的智能化管理水平,也可以便捷地调整照明系统,既满足美观、实用的要求,同时又达到了绿色节能环保的目标,显示出巨大的发展潜力。
因此,智能照明会有更广阔的应用前景。
关键字:
智能照明环保直接数字控制
Abstract
Thedesignisinthehardwaredesignofthebuildinginteriorlightingcomponents,buildingitsinternalspecificareaofspecialcontrol,toachieveitsintelligentatthesametimeitsenergy-savingenvironmentalfeaturesshouldalsobeconsideredinthedesignprocess,thisalsoinlinewiththecurrentgreenthistopic, providea newwayto saveenergy. Intelligentlighting has beenofficiallyincludedinnationalplans,priorityterminalenergy-savingconcepthasgained;Intelligent lightingcontrolisaneffectivemeanstoreduceenergyconsumptionandraisethelevelofpropertymanagement,reflectsthemodernlifestyleandoptimizetheworkenvironment.Intelligentlightingmakeslightingsolutionswithahighdegreeofflexibility,willbringhigh-qualitylightingsystemputintouse,theenvironmentimprovethelevelofintelligentmanagementoftheentirebuilding,youcanalsoeasilyadjustthelightingsystem,bothtomeetthebeautifulandpracticalrequirementswhiletoachievethegoalofgreenenergysavingandenvironmentalprotection,showinggreatpotentialfordevelopment.Therefore,intelligentlightingwillhavebroadapplicationprospects.
Keywords:
intelligentlighting environmentaldirectdigitalcontrol
第1章绪论
1.1选题的目的与意义
智能照明已经正式列入国家计划,终端节能优先的观念已经深入人心;智能照明控制是节约能耗及提高物业管理水平、体现现代化生活方式与优化工作环境的有效手段。
智能照明使得照明方案具备高度的灵活性,系统投入使用后,会带来高质量的照明环境,提高整个建筑物的智能化管理水平,也可以便捷地调整照明系统,既满足美观、实用的要求,同时又达到了绿色节能环保的目标,显示出巨大的发展潜力。
因此,智能照明会有更广阔的应用前景。
1.2智能大厦照明监控系统的定义及发展趋势
照明是为了创造一个电气照明是建筑物的重要组成部分。
照明设计的优劣除了影响建筑物的功能外,还影响建筑艺术的效果。
照明系统由照明装置及其电气部分组成。
照明装置主要是灯具,照明装置的电气部分包括照明开关、照明线路及照明配电等。
国外现状:
从1983年第一座带有智能化概念的建筑物在美国落成后,楼宇智能化成为建筑电气发展的主流技术。
各发达国家,如美国、日本及欧洲各国都对绿色节能照明提出了各自的工作计划及目标。
为贯彻执行资源的开发和节约并举、将节约置于首位的方针。
美国从2000年起投资5亿美元实施"国家智能照明计划"。
美国能源部预测,到2010年前后,美国将有55%的白炽灯和荧光灯被半导体灯具替代,每年仅节电就可达350亿美元。
世界着名的印制电路板生产公司、奥地利的AT&S也积极开发LED用于印制电路板,并打算将该类印制电路板作为未来的支柱产品。
韩国政府则在实施将路灯更换成智能照明系统的计划。
欧盟已经规定,自2009年9月1日起,所有超市不允许销售白炽灯泡,也不允许销售高压的荧光灯灯泡,只能销售节能灯。
波士顿大学教授ThomasLittle说道:
“我们现在正在做的事情就是抓住这个机会,把联网功能嵌入照明革命之中。
随着白炽灯和日光灯被取代,我们希望把联网技术嵌入智能照明之中。
”
国内现状:
90前后,在国外智能照明蓬勃发展的背景下,真善美、松下以及SOK等众多企业相继投入大量人力物力进行研发,十年过去,成果斐然。
随着国家主席胡锦涛访美期间参观世界首富比尔·盖茨位于西雅图的私人豪宅,所有电器设备均被连接成一个可控网络,含盖了包括智能气象、智能照明、智能通风、智能电工和智能安防等各项“未来科学技术”,堪称世界智能家居的“未来之屋”。
上海世博会上,大家见识到了不同的馆区不同的国家有着不同的风采,但是,不管是美国馆,加拿大馆,文化中心还是上汽通用汽车馆,都有一个共同点,那就是室内照明全部采用被称为“21世纪绿色光源”的智能照明系统。
由此可见,智能照明已经成为全球各国各行业的照明方面的共识。
在中国“绿色照明工程促进项目”实施计划的推动下,智能照明控制系统应运而出,集四大节能功效于一身:
智能稳压(节电)、提高功率因素(节能)、消除浪涌谐波、延长灯具寿命。
这充分体现了“智能照明”的宗旨:
节约用电、提高工作和生活的质量。
1.3毕业设计内容
本次为某电力大厦设计智能照明监控系统,主建筑地上6层,地下2层,建筑面积达到14400平方米。
设计的原则:
在满足照明质量要求的基础上,正确选择光源和灯具,合理的照明控制方式;节约电能;安装和使用安全可靠;配合建筑的装饰;经济合理及预留照明条件等。
设计的主要内容:
照明种类为:
工作照明、紧急照明、外立面美化照明;
照明灯具的布点,根据照明区域的不同以及建筑空间使用用途,选择相应的灯具,进行照度计算,灯具数量满足照度的要求,画出总平面布置图;
照明供电回路的设计,为灯具提供工作电源,设置总配电柜、各个楼层分配电柜以及垂直主干走线;画出照明配电线路总图;
智能照明的功能设计及优化;
照明分区的设计,根据智能控制的不同模式,划分多个分区,当处于不同模式时,由分区的组合实现控制功能,画出控制器接线总图;
智能控制器选型,通过性价比较,选择控制器的类型,确定控制器的数量,设计控制器的网络连接;
为了充分利用太阳光、节约电能,靠窗的办公室检测光照度,构成自动控制;
列出灯具、配电主要设备及材料清单。
第2章
智能大厦照明系统的设计
2.1照明的基本知识
2.1.1照明系统的概念
照明系统由照明装置及其电气部分组成。
照明装置主要是灯具,照明装置的电气部分包括照明开关、照明线路及照明配电等。
2.1.2照度标准
照度的正确选择与计算是电气照明设计的重要任务。
因此在照明工程中,对照度设计计算应按照国家标准进行。
目前我国的照明设计标准是《建筑照明设计标准》(GB50034—2004),自2004年12月1日起实施;《城市道路照明设计标准》(CJJ45—2006)自2007年7月1日起实施,其中照明节能部分为强制性条文必须严格执行。
建筑照明照度标准值均按以下系列分级:
0.51lx、1lx、3lx、5lx、10lx、15lx、20lx、30lx、50lx、75lx、100lx、150lx、200lx、300lx、500lx、750lx、1000lx、1500lx、2000lx、3000lx和5000lx。
表2—1公用场所照明标准值
房间或场所
参考平面及其高度
照度标准值(lx)
UGR
Ra
门厅
普通
地面
100
—
60
高档
地面
200
—
80
走廊、流动区域
普通
地面
50
—
60
高档
地面
100
—
80
楼梯、平台
普通
地面
30
—
60
高档
地面
75
—
80
自动扶梯
地面
150
—
60
厕所、盥洗室、浴室
普通
地面
75
—
60
高档
地面
150
—
80
电梯前厅
普通
地面
75
—
60
高档
地面
150
—
80
休息室
地面
100
22
80
储藏室、仓库
地面
100
—
60
车库
普通
地面
75
29
60
高档
地面
200
25
60
表2—2办公建筑照明标准值
房间或场所
参考平面及其高度
照度标准值(lx)
UGR
Ra
普通办公室
0.75水平面
300
19
80
高档办公室
0.75水平面
500
19
80
会议室
0.75水平面
300
19
80
接待室、前台
0.75水平面
300
—
80
营业厅
0.75水平面
300
22
80
设计室
实际工作面
500
19
80
文件整理、复印、发行室
0.75水平面
300
—
80
资料、档案室
0.75水平面
200
—
80
2.1.3光源与灯具
(1)根据发光原理,电光源可分为热辐射发光光源、气体放电发光光源和其他发光光源。
1)热辐射发光光源
热辐射发光光源也可称为固体发光光源,是利用灯丝通过电流时被加热而发光的一种光源。
白炽灯和卤钨灯都是以钨丝作为辐射体,钨丝被电流加热到白痴程度时产生热辐射。
2)气体放电发光光源
气体放电光源的发光原理完全不同于普遍的白炽灯类热辐射光源。
主要是利用电流通过气体而发射光的光源。
如通过灯管中的水银蒸气放电,辐射出肉眼看不到的波长为254nm为主的紫外线,然后照射到管内壁的荧光物质上,再转换为某个波长段的可见光。
气体放电光源又可按放电的形式分为弧光放电灯和辉光放电灯。
常用的弧光放电灯有荧光灯、钠灯、氙灯、汞灯和金属卤化物灯;辉光放电灯有霓虹灯、氖灯。
气体放电光源工作时需要很高的电压,其特点是具有发光效率高、表面亮度低、亮度分布均匀、热辐射小、寿命长等诸多优点,目