照明控制的发展趋势:未来智能化将主导一切

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自从新冠病毒大流行开始以来,设施管理人员和业主面临着若干挑战,从与越来越偏远的劳动力一起处理安全和维护问题,到适应空间使用方式和时间的变化,同时努力控制业务成本。这一流行病还更加强调了商业建筑中健康与安全的重要性。随着商业空间世界的不断发展,获取更细粒度数据和增强灵活性可以帮助设施管理人员和业主更好地处理这些类型的中断。连接照明系统是一种潜在的解决方案,它既提供了强大的数据,又增强了灵活性。


灯具级照明控制(LLLC)是网络化照明控制的一个子集。在LLLC系统中,每个单独的灯具都有自己的内置传感器,使它们能够无线通信和传输数据。使用LLLC,您可以根据需要对照明进行分组和重组,一直到单个设备级别。


LLLC通常被看作是提高能源效率和节约成本的工具,它因设施类型和运行时间的不同而不同,但意义重大,平均可达63%,超过了单纯的灯具升级节约。这是通过 "分层 "不同的控制方案实现的,如占用感应和日光采集。然而,LLLC技术还提供了一系列节能以外的好处。在许多系统中,这些商业利益可以包括与其他建筑系统的整合(例如,HVAC、资产跟踪、集成安全)。鉴于成本往往是安装或改造建筑物照明系统时的一个关键决定因素,这些好处往往可以使平衡点倾斜,甚至超过LLLC提供的节能效果。


关于成本问题,一项新的研究显示了LLLC技术的另一个积极发展。在过去的三年里,成本呈现出持续下降的趋势。


由西北能源效率联盟(NEEA)资助的 "2020年灯具级照明控制增量成本研究",每年跟踪LLLC灯具的成本,与没有控制的灯具相比,基于从购买到安装的设备和劳动力的 "全部 "成本。


在2020年的研究中,总部位于加州奥克兰的能源解决方案公司的研究人员共采访了16家制造商和制造商代表,以收集基于原型办公大楼的19个照明项目的详细劳动力和其他成本数据。如图1和图2所示,该研究发现,在2017年和2020年之间,最基本的LLLC的每个灯具增量成本下降了28%,从2017年的68美元下降到2020年的49美元。2020年每个灯具的总成本为149美元,而没有控制装置的标准LED灯具为100美元。在同一时期,具有附加功能的高级LLLC的每台灯具增量成本也下降了16%。

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图1:每个研究年度的每台灯具成本增量,以及2017年和2020年之间的百分比变化。

该研究于2021年1月发表,将不同的LLLC系统分为三类:灵活、灵活-混合和智能。


灵活的系统满足DesignLights Consortium(DLC)合格产品清单(QPL)的基本要求,如高端装饰、调光、占用感应和 "即插即用 "灯具,安装时几乎没有额外的编程费用。


"智能 "系统包括所有 "灵活"的功能,但也可以分析和交流能源和非能源数据,为各种物联网(IoT)用例提供决策过程,如空间利用、HVAC优化和零售资产跟踪。


一个新兴的产品子类别是介于智能和灵活之间的 "灵活-混合 "系统:这些系统包括一个独立的网关,并提供额外的功能,如能源监测,但缺乏智能系统的完整物联网功能。


总的来说,研究表明,在不同的系统类别中,安装LLLC与没有控制的LED照明相比,每个灯具的增量成本相差40-90美元。虽然乘以一个设施中的所有灯具并不是微不足道的,但许多公用事业部门也为安装LLLC提供了大量的补贴。例如,在西北太平洋地区,一些公用事业部门的激励措施可高达每盏灯75美元,在某些情况下甚至更高。在对你的照明系统做出决定之前,值得检查你当地的公用事业提供的服务,因为一旦补贴因素被考虑在内,LLLC和传统的LED照明之间可能基本上没有或只有很小的成本差异。

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图2:2017年至2020年,灵活、灵活-混合和智能系统的每个灯具增量成本的变化。

该研究还比较了LLLC灯具与符合标准规范的灯具的成本(而不是前面讨论的没有控制的灯具)。在这里,每个灯具的增量成本从29-70美元不等(因为规范的最低控制成本约为20美元,减少了成本差异)。


增量成本显示在图3中。图中还显示,带有集成传感器和控制器的灯具成本在每个灯具的总成本中占最大比例。相比之下,每个灯具的网关、服务器和编程的成本相对较小。总的来说,这些因素使LLLC能够为设施管理人员和业主提供比标准控制更大的价值。

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图3: 灵活、灵活-混合和智能系统的增量成本的组成部分,以每个灯具为基础。假设每个灯具的成本平均为20美元,高于最低标准。

例如,单个LLLC灯具可以传输关于灯具能源使用和性能指标的数据,这样就可以通过诊断和自动电子邮件通知进行预测性维护,以便在发生问题之前发现潜在问题。每个LLLC灯具都有一个占用传感器--这些传感器可以被激活,以提供更精确的感应入侵者和通知安全团队。LLLC灯具还可以有热传感器,可以与消防和生命安全系统集成,以创建独特的警报反应,如 "脉冲 "灯显示远离通过热感应确定的热点的出口路径。最近,LLLC传感器也被用来支持新冠病毒相关的接触追踪。一些零售商甚至正在使用LLLC来了解商店的交通流量,以优化销售,并根据客户的位置发送定制的营销优惠。


虽然LLLC的能力可能看起来有些未来主义,但该技术绝不是新的或未经测试的。所有主要的照明制造商都提供LLLC产品,使这些产品相对容易找到。这些产品也被成功地安装在各种类型的建筑中,从大型医疗中心到办公室,甚至是像好市多和宜家这样熟悉的零售品牌所经营的大型仓库。此外,在最近的NEEA研究中使用的所有LLLC设备都是经过严格审查的,符合所有DLC合格产品列表的要求,并代表了目前市场上的选择范围。


目前,联网照明在美国所有灯具中的比例不到1%。根据我们所看到的成本下降趋势以及功能和优势的大幅扩展,这一比例在未来20年可能会大幅增长。能源部(DOE)估计,到2035年,商业建筑中安装的灯具中几乎有三分之一将具有网络连接。


随着行业的创新和引入新的使用案例,LLLC的可能性将继续增长。考虑到照明系统每10-20年才更新一次,当今天投资LLLC技术时,设施管理人员和业主能够使他们的建筑 "面向未来",并获得灵活性以适应未来的需求。



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