

第五篇 技术篇

二、绿色低碳年度颠覆性创新技术
2.ZPLC智能照明系统通讯技术
(1)创新技术介绍
1)技术背景、行业痛点难点
当前,我国绿色建筑快速发展,要求和标准逐步提高,从节能发展到绿色、健康、环保,并取得了显著成就,截至2023年年底,全国城镇累计建成绿色建筑面积约118.5亿平方米,获得绿色建筑标识项目累计2.7万余个,2023年新建绿色建筑面积占城镇新建建筑面积的94%。既有建筑方面绿色建筑达标方面不容乐观,我国既有建筑面积超过600亿平方米,约有60%以上的建筑是不节能建筑,照明能耗为刚需能耗,建筑照明能耗占建筑总能耗的30%~50%,该部分节能对提高建筑整体能耗水平意义重大,同时随着人民生活水平的提高,人们对建筑照明又有了更高要求,在满足基本照明需求上,还要求照明智能化、健康、节能、舒适等。智能照明发展受到受到产品价格、实施难度高、产品性能不足等方面制约,普及率低。当前现有智能照明主要集中于中高端新建公共建筑领域(如体育场馆、高档酒店等),大量存量建筑尤其是普通公共建筑智能照明发展严重滞后亟待解决。
2)解决的核心问题
①解决既有建筑快速实现节能改造的问题。恒亦明物联网低碳照明技术采用ZPLC电力线通讯,无需额外敷设通讯线缆,仅利用现有电力线便可快速实现建筑照明智能化,施工便捷,施工不影响正常运营,改造新建项目均适合,尤其适用于城市更新及存量公共建筑的智能、健康、节能改造。
②解决建筑节能降耗的问题。“双碳”背景下,智能照明是建筑节能降耗的重要内容和途径,恒亦明物联网低碳照明技术在LED节能基础上实现二次节能,综合节能率可达70%, 有效降低能耗及碳排放、提升智能化及舒适度。
③解决建筑照明智能化升级的问题。恒亦明物联网低碳照明技术集物联网、云计算、传感器、能耗计量等设备和新一代信息技术为一体,采用自主知识产权的ZPLC电力线通讯技术,无可快速实现公共建筑灯光远程管理、亮度色温调节、场景分组控制、感应控制、时序自动控制等功能,促进建筑照明智能化。
3)主要技术原理
恒亦明物联网低碳照明技术是基于自主知识产权的ZPLC通信技术,利用现有照明交流供电线路进行信号传输,实现照明开关面板或控制模块对LED数字化调光调色温灯具光源的亮度、色温、场景、分组等多参数控制,以满足现代化建筑健康舒适、高效节能、智慧管理的照明控制需求,是最新一代的智慧照明系统。

图5-8 系统架构
4)总体应用效果
①良好的节能效果,高经济回报率
全系列光源均为LED光源,不仅是LED光源本身节能,同时通过智能控制、调光、感应、背景光等先进的二次节能技术可以真正做到“按需照明”,通过管理控制可以在普通LED产品的基础上再节能约20%,相比传统照明综合节能率可达70%,车库应用节能率更可达80%以上。
②建筑光环境大幅提升
系统光源为全数字化LED光源,全系列光源可直接实现亮度、冷暖色温甚至色彩调节、场景控制、光感应、人体感应、时序控制、遥控控制、远程控制等控制管理功能。
灯光亮度色温场景根据不用的应用模式和需求进行切换,有助于对工作效率及心理情绪发挥积极影响,根据北京工业大学办公建筑光环境使用调研数据结果表明:在不同的场景中使用者对光环境需求有差异,在采用物联网光环境系统建筑比传统照明建筑中,体验者在办公室的整体满意度有大幅度的提升,照明总体满意度由传统照明办公室使用者的39%提升到采用物联网光环境系统办公室使用者的61%,提升建筑光环境有重要现实意义。
③全免控制线系统架构,适用范围广
系统无需敷设额外控制线,实施施工成本低,同时专利的软分组技术可以大大减少灯光分回路电缆用量,系统造价远低于传统智能照明系统。尤其适用公共建筑照明智能化及光环境提升改造,为既有建筑的节能改造提供了一种更简易、高效、智能的解决方案。
④灵活多样的智能管理模式
系统支持远程控制、遥控控制、感应控制、时序控制、能耗监测等管理模式,同时保留传统本地控制操作习惯,本地面板及面板化贴墙遥控面板极大的方便用户随时控制灯光,完善的权限控制管理功能,各个区域用户在权限范围内可以方便通过电脑、手机、平板等终端轻松控制管理灯光。此外,系统顶层提供开放互联网接口,方便与其它智能系统互联互通。
5)商业化进展程度
目前在全国中心城市及重点城市:北京、上海、重庆、成都、西安、沈阳、兰州、南昌、深圳、银川、西宁、乌鲁木齐、贵阳、昆明南宁、杭州、宁波、洛阳等均有都有技术应用或示范案例;典型案例包括:中国外交部、中国工信部、中国教育部、中国烟草总局、中央团校、青海省人民银行、中国人民银行重庆营管部、招商银行深圳总部、甘肃财政厅、解放军第三〇七医院、西安医学中心、洛阳儿童医院、江西革命烈士纪念堂、中商飞江西试飞中心、西昌高铁站、甘肃大剧院、成都新世纪环球中心、中国移动成都产业研究院等。
(2)示范项目介绍
1)示范项目基本情况
中国人民银行西宁某支行是中国人民银行的派出机构,主要职责是负责在青海辖区贯彻落实总行制定的货币政策、维护金融稳定、提供金融服务。项目地处中国青藏高原第一大城市西宁市,海拔2261米,属于典型的高原高山寒温性气候,光气候分区II。中国人民银行西宁某支行办公大楼属于典型金融营业综合办公建筑,建于上世纪九十年代,曾是青海省西宁市地标建筑,楼高20层,建筑面积近2万平米,建筑内部地面及部分墙面全天然暖色大理石装饰,装饰风格庄重,经过多年的运营使用,大楼各项设备包括照明陈旧老化,能耗高,不仅影响正常办公,还存在安全隐患,同时已经无法满足绿色建筑要求。
2019年开始大楼整体翻新改造,照明系统成为改造中的重要环节,该项目照明智能化及光环境改造同时列入“十三五”国家重点研发计划绿色建筑及建筑工业化重点专项科技示范工程(公共建筑光环境提升关键技术研究及示范2018YFC0705100)。
2)项目的示范效果、意义、可推广性分析
恒亦明物联网低碳照明系统采用全数字化智能LED光源、ZPLC专利通讯技术,灯光的亮度、色温、灯组、场景等可随意调节和切换,每个光源在亮度与色温调节上都有七个档位可供选择,可按公司运作时间与员工作息时间按需设置场景,即舒适护眼,又可二次节能。可变的亮度与色温,其能耗比普通LED照明低,节能率大,全系统无任何高能耗光源。其绿色LED数字光源,超长寿命,维护费用低,具备优异的经济性,以按需照明的理念,实现节能的最大化;整个照明系统尤其是在公共区域内,在照明系统工作状态下可设置为全自动方式,系统将按预设的照明计划进行工作,灯光状态按计划自动运行,免除人为开关控制,大大减少用户的维护费用。后台管理人员可通过PC端(局域网或互联网)、手机、电脑终端随时随地对控制系统下的灯光进行统一管理,并随时检测灯光运行状况。物联网光环境系统是智能照明与互联网相互融合的新一代照明系统,控制管理模式灵活多样,WEB页面接入,无需下载APP,轻松满足灯光本地及远程控制管理需求,在降低人工成本提高工作效率的同时,实现智能、节能双标准。
恒亦明物联网低碳照明技术创新的无线分布式系统可以极大简化传统总线系统设计施工,降低系统拓扑复杂程度,有助于适应智能照明发展趋势和要求。恒亦明物联网低碳照明技术的应用实施,尤其在既有建筑照明智能化光环境提升改造方面具有明显优势和创新性,社会经济效益显著,照明智能化的普及发展能够推动绿色建筑的推广实施以及降低能耗,绿色建筑、节能减排不仅是国家战略发展的需要,更是衡量社会发展的重要表现。
3)综合效益
①能耗测试计算
经过计算和测试,照明节电率达到61%,如表5-2所示:
表5-2 项目照明节电率测试结果
检测项目 | 办公室 | 会议室 | 大厅 | 走廊 |
安装功率W | 27279 | 3451 | 972 | 8680 |
节电率(%) | 63.5% | 65.1% | 58% | 51.1% |
总节电率(%) | 61.0% |
②社会效益
光环境是绿色建筑的重要组成部分,健康的光环境对人的生理、心里、健康与行为具有积极的影响,光环境对应的照明能耗也影响到整个建筑能耗。公共建筑光环境系统设计应用水平将直接关系到服务水平,基于ZPLC的全调光调色温光环境系统成功解决并实际应用于大型公共建筑,系统创新的免布控制线技术可极大简化降低系统拓扑复杂程度,降低系统造价,有助于光环境系统的应用发展。全调光调色温光环境系统的规模推广应用,将会极大地提高建筑光环境品质及照明智能化水平,创造经济及社会价值。
(3)专家评审意见或第三方鉴定测试报告等支持文件

图5-9
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