一、引言

智能楼宇电气照明系统承担着办公、商业、公共区域的照明功能，其能耗占楼宇总能耗的20%-25%。传统系统多采用“全天常亮”“固定分组控制”模式，未结合人员活动、自然光强度动态调整：白天自然光充足时仍满负荷照明，造成能耗浪费；会议室、走廊等区域人员离开后照明未及时关闭，日均浪费电量约15kWh/100㎡；控制依赖人工操作，如楼层照明故障需现场排查，响应效率低。随着“双碳”目标与智慧城市建设推进，将物联网控制技术（如传感器、无线通信、云端平台）与照明节能设计融合，实现“按需照明、智能管控”，成为降低楼宇能耗、提升运营效率的关键课题。

二、智能楼宇电气照明系统节能与控制现存问题

2.1硬件设计能耗高，节能潜力未释放

照明系统硬件选型与设计缺乏节能考量，导致能耗基数大。光源仍大量使用传统荧光灯（能效比仅60lm/W），未全面替换为LED光源（能效比达120lm/W），相同照明效果下能耗高1倍；灯具布局未结合空间功能与自然光分布，如办公区灯具均匀密布，靠窗区域与中央区域亮度一致，未利用自然光实现“分区调光”；照明回路设计粗放，多按楼层或区域划分单一回路，无法实现单灯或小范围精准控制，人员局部活动时需开启整片区域照明，能耗浪费严重。

2.2控制方式传统，智能化程度低

控制方式依赖人工与固定时序，无法动态适配场景需求。多数楼宇采用“定时开关+人工旋钮调光”，定时方案固定（如早8点开、晚6点关），加班时段需人工手动开启，且无法根据人员加班数量调整照明范围；缺乏实时感知能力，未部署人体感应、光照度传感器，人员离开后照明持续开启（平均浪费2-3小时/天），自然光变化时亮度无法自动调节；控制指令传输依赖有线线路，故障排查与线路维护成本高，且无法实现远程控制，如管理人员无法通过手机APP临时调整会议室照明。

2.3节能与体验失衡，用户需求难满足

过度追求节能导致照明体验下降，或为保障体验忽视节能。部分楼宇为降低能耗，将照明亮度统一调至最低标准（如200lux），低于办公区域推荐亮度（300-500lux），导致员工视觉疲劳；调光响应滞后，人员进入会议室后需等待1-2分钟照明才逐步亮起，影响使用体验；缺乏个性化控制权限，员工无法根据自身工作习惯（如绘图人员需更高亮度）调整局部照明，只能被动接受统一管控，用户满意度不足60%。

三、智能楼宇电气照明系统节能设计与物联网控制技术融合方案

3.1硬件节能设计：光源与回路优化

从硬件源头降低能耗，为物联网控制提供节能基础。全面替换为高效LED光源，根据空间功能选型：办公区选用防眩光LED面板灯（色温4000K，显色指数Ra＞80），走廊选用LED筒灯（功率8W，替代传统20W荧光灯），整体光源能耗降低50%；采用“分区-分层”回路设计，按空间功能（如办公区、会议室、走廊）与自然光强度（靠窗区、中央区）划分独立回路，每个回路支持单灯控制，实现“人在灯亮、人走灯灭、光强自动调节”；在灯具内部集成调光驱动模块，支持0-100%平滑调光，避免亮度突变影响体验。

3.2物联网控制架构：感知-传输-云端协同

构建“传感器感知+无线传输+云端调度”的物联网控制架构，实现智能管控。感知层部署多类型传感器：人体红外传感器（检测人员存在，响应时间＜1秒）、光照度传感器（检测环境光强，精度±10lux）、电能计量传感器（监测单灯能耗），传感器按50㎡/个密度组网，实时采集场景数据；传输层采用LoRa无线通信技术（传输距离1-3km，低功耗），将传感器数据与控制指令双向传输，替代传统有线线路，降低施工与维护成本；云端层搭建“智能照明管控平台”，具备数据存储、智能分析、远程控制功能，可自动生成照明策略（如工作日9:00-17:00，靠窗区光照＞400lux时关闭照明，＜300lux时开启50%亮度），也支持管理人员通过电脑或手机APP手动调整。

3.3场景化智能联动：适配多元需求

基于物联网控制技术，实现“场景联动+个性化定制”，平衡节能与体验。针对不同场景设计联动策略：办公场景实现“人员-光照-照明”联动，人员进入时自动开启对应区域照明，光照度超400lux时自动调光至30%，人员离开5分钟后关闭；会议场景支持“一键预约”，通过会议室预约系统同步开启照明（亮度80%），会议结束后自动关闭；应急场景联动消防系统，火灾时自动开启应急照明与疏散指示，亮度调至100%，并切断非必要照明回路。同时开放个性化控制权限，员工可通过工位面板或手机APP调整自身区域照明亮度（范围30%-100%），满足差异化需求。

四、融合应用效果分析

4.1能耗显著降低，节能效益突出

融合方案实施后，照明系统能耗大幅下降。LED光源替换与分区控制使基础能耗降低50%，物联网动态调光（结合人员与光照）进一步减少30%能耗，整体能耗较传统系统降低45%，某10000㎡智能楼宇年节约电量约5.4万kWh，折合标准煤18.36吨，减少碳排放45.9吨；电能计量传感器实现单灯能耗监测，可精准定位高能耗灯具（如老化LED灯），及时更换，避免无效能耗。

4.2控制效率提升，管理成本降低

物联网控制技术大幅提升照明系统响应与管理效率。控制响应时间从传统人工调节的10分钟缩短至10秒内，人员进入区域后照明可即时开启；云端平台支持远程监控与故障报警，灯具故障时自动定位（精度至单灯）并推送维修提醒，故障排查时间从4小时缩短至30分钟；无需人工巡检与开关灯操作，每年减少人工成本约2万元，管理效率提升60%。

4.3用户体验优化，满意度提升

场景化联动与个性化控制改善用户照明体验。办公区域亮度稳定在300-500lux，符合视觉舒适标准，员工视觉疲劳投诉率下降70%；会议场景“一键预约+自动启停”，无需人工操作，使用便捷性提升80%；个性化调光权限满足不同需求，用户满意度从60%提升至90%，实现“节能不降耗、智能更便捷”的目标。

五、结论

智能楼宇电气照明系统需通过“硬件节能设计奠定基础、物联网控制技术实现智能、场景化联动平衡体验”的融合路径，才能解决传统系统能耗高、控制笨、体验差的问题。未来需进一步推动照明系统与楼宇其他系统（如空调、安防）的联动，构建“多系统协同”的智慧能源管理体系，实现楼宇整体能耗最优。

参考文献：

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