在節(jié)能降耗背景下醫(yī)院的建筑電氣照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)

安科瑞汪洋/汪小姐/汪女士（銷售專員）聯(lián)系方式：18702106706

摘要：隨著新時(shí)代的發(fā)展，我國照明技術(shù)從傳統(tǒng)的蠟燭到電氣照明，經(jīng)歷了一段漫長的演變過程。目前醫(yī)院建筑電氣照明系統(tǒng)屬于一體化設(shè)計(jì)，對于24h不間斷使用照明的建筑，能源消耗量巨大，且因?yàn)獒t(yī)院的特殊性，要保證醫(yī)院建筑內(nèi)24h實(shí)時(shí)不間斷照明，但是醫(yī)院建筑內(nèi)有些空間不存在醫(yī)患人員時(shí)，不需要持續(xù)照明，傳統(tǒng)的照明系統(tǒng)是整個(gè)系統(tǒng)同時(shí)照明，造成了大量不必要的能源損耗，能源的過量消耗對于環(huán)境以及人體都有很大的損傷?；诖?，對節(jié)能降耗的醫(yī)院建筑電氣照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，僅供參考。

關(guān)鍵詞：節(jié)能降耗；醫(yī)院建筑；電氣照明；照明系統(tǒng)造

0引言

目前，能源短缺已成為一個(gè)全球性問題。在建筑業(yè)的發(fā)展中，建筑電氣照明系統(tǒng)的節(jié)能水平與中國的能源利用率有關(guān)。照明系統(tǒng)中的低功率因數(shù)和高電壓波動將導(dǎo)致較大的功率損失。因此，要認(rèn)真研究電氣照明系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)。

1醫(yī)院照明設(shè)計(jì)需求

1. 門診照明的設(shè)計(jì)。診所是醫(yī)院重要的功能室，設(shè)計(jì)的主要要求是創(chuàng)造舒適的照明環(huán)境，使患者能夠與醫(yī)生良好溝通。因此，門診照明得保持必要的照明和良好的色彩再現(xiàn)，以滿足醫(yī)生的工作需要。同時(shí)，為了避免患者的焦慮和不適，通常使用沒有頻閃光源的暖白光光源。診所的照明通常為300Lx，燈和燈由李丹控制，方向與外窗平行。
2. 室內(nèi)的照明設(shè)計(jì)。病房是患者能長期呆下去的重要空間。根據(jù)醫(yī)護(hù)人員和患者的不同活動，照明要求也各不相同。因此，室的整體照明設(shè)計(jì)采用混合型。患者需要柔和的照明環(huán)境，以保持舒適和舒適的狀態(tài)。病房的照明通常在100 ~ 150 LX之間，采用沒有頻閃光源的顏色和溫度的溫暖光源。醫(yī)護(hù)人員需要足夠的區(qū)域照明來檢查和治療患者。一般來說，醫(yī)院病床頂部裝有高顏色半透明聚光燈，局部照明可達(dá)到300 ~ 500 LX。同時(shí)，考慮到夜間照明的必要性，為了避免影響其余患者，原則上，微光燈安裝在墻壁的主角線上，或者采用格柵百葉窗，照明控制在1 ~ 2lx。

為領(lǐng)土的運(yùn)作和清理設(shè)計(jì)照明。有干凈要求的房間，如工作區(qū)和重癥監(jiān)護(hù)室，需要滅菌和干凈的燈。同時(shí)，手術(shù)和清潔區(qū)對照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求很高。以手術(shù)室的照明設(shè)計(jì)為例，需要安裝特殊外科用無影燈、普通燈、信號燈和應(yīng)急照明電源，手術(shù)用無影燈和普通照明需要單獨(dú)控制，以單獨(dú)電路供電，提高可靠性。手術(shù)室照明標(biāo)準(zhǔn)需要750lx以上，建議按照1000lx設(shè)計(jì)，光源的淺色指數(shù)一般需要90以上，色溫適合無影燈。另外，內(nèi)置的密封照明條主要用于普通照明，為了防止意外進(jìn)入，得在手術(shù)室外門上方0.2米處安裝警示燈，還得提供緊急照明電源。

2建筑電氣照明系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)中的問題

(1)系統(tǒng)負(fù)荷系數(shù)低的熒光燈和金鹵燈降低了照明系統(tǒng)的功率因數(shù)，造成線路損失大。為了有效解決這類問題，設(shè)計(jì)人員需合理設(shè)置無效的系統(tǒng)補(bǔ)償功率，但這種處理也增加了建筑照明系統(tǒng)的建設(shè)和使用成本。(2)電壓波動造成較大損失。如果系統(tǒng)平均電壓增加4%以上，熒光燈的壽命將縮短約一半。因此，如果建筑物照明系統(tǒng)引起明顯的電壓波動，系統(tǒng)壽命將會縮短，電壓波動將會增加電源線路運(yùn)行時(shí)的功率耗散。為了解決上述問題，得合理選擇燈泡。

3基于系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1光感器設(shè)計(jì)

醫(yī)院建筑電氣照明系統(tǒng)硬件區(qū)域的光感器是節(jié)能降耗領(lǐng)域重要的器件之一，此器件的工作任務(wù)主要是檢測醫(yī)院建筑內(nèi)移動的人員，然后根據(jù)變化的時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行合理強(qiáng)度的照明。檢測器安裝在每棟建筑內(nèi)的每個(gè)樓層頂上，光感器會設(shè)定一定的照明時(shí)間，一旦照明時(shí)間達(dá)到，光感器提前2s進(jìn)行重新識別，如果還存在人員則持續(xù)照明，如果不存在立即熄滅，節(jié)省建筑的照明能源消耗。光感器的臨界光亮度為80cd/m2，光感器的有效時(shí)間設(shè)定為300s。

3.2燈具選擇與布置

為了營造溫暖舒適的醫(yī)療環(huán)境，根據(jù)綜合醫(yī)院建筑各功能場所的特殊要求，根據(jù)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(50034-2013年)和相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的照明標(biāo)準(zhǔn)值，選擇合適的燈來滿足醫(yī)療活動的需要。(1)門診部門的燈和燈的選擇。門診服務(wù)區(qū)主要提供醫(yī)療活動，一般使用網(wǎng)狀熒光燈。如果條件允許，建議使用帶有LED光源的天花板嵌板照明，照明約為300lx。另外，為了讓醫(yī)生確認(rèn)和治療，可以在患者頭頂安裝溫暖的白色窄4000K天花板燈，照明一般為300 ~ 500 LX。(2)在操作區(qū)域內(nèi)，燈和燈的選擇。手術(shù)室照明強(qiáng)度要高，燈的數(shù)量不能太大，還要考慮手術(shù)室的節(jié)能要求。一般來說，建議使用發(fā)熱量低、幾乎不會使室內(nèi)溫度上升的LED光源。選擇燈和燈時(shí)，要考慮清潔和衛(wèi)生要求。通常會選擇內(nèi)置的密封燈帶，它具有很好的防震效果，可以阻止眩光。一般來說，手術(shù)室的照明應(yīng)采取調(diào)光方法。手術(shù)室不能有強(qiáng)烈的反射，照明的均勻性不能低于0.7。色溫得與無陰影光源的色溫兼容，顏色再現(xiàn)接近自然光。根據(jù)手術(shù)室的大小和操作特點(diǎn)，選擇沒有特殊陰影的燈，得配備調(diào)光開關(guān)，根據(jù)特殊配電盒方案供電。(3)病房地區(qū)的燈具選擇。一張伊登床得允許在病房區(qū)，并安裝當(dāng)?shù)責(zé)艄?。通常使用漫反射燈和高顏色光源。通常，模塊化熒光燈安裝在綜合醫(yī)療皮帶上，以滿足患者在床上的要求，避免影響其他床。光源要暖和，功率不能太高。

3.3控制開關(guān)的使用

如果一個(gè)地方或固定場所同時(shí)有許多燈和燈，得合理地管理它們。在充足的自然光條件下，開關(guān)應(yīng)安裝在靠近遠(yuǎn)窗的窗戶上。因此，在室內(nèi)照明設(shè)計(jì)過程中，充分考慮到將使用室內(nèi)照明的人數(shù)。如果人少的話，只應(yīng)該使用少量的燈和燈籠，其他的燈和燈籠可以燉，這可以在一定程度上減少資源的浪費(fèi)。民用場所居室和通道照明設(shè)計(jì)采用統(tǒng)一的開關(guān)控制方法，正確考慮照明條件和場所使用要求，并進(jìn)行合理的群體控制。在設(shè)計(jì)影院照明控制時(shí)，進(jìn)行統(tǒng)一管理和控制照明設(shè)備，并根據(jù)影院內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)和要求控制照明強(qiáng)度。就酒店而言，所有客房都應(yīng)配備節(jié)能控制開關(guān)?？墒褂米匀徽彰鳂翘莺妥呃?，安裝應(yīng)急照明設(shè)備和節(jié)能控制開關(guān)。光線充足時(shí)，節(jié)能控制開關(guān)可自動關(guān)閉。

3.4控制器設(shè)計(jì)

對于醫(yī)院建筑電氣照明系統(tǒng)來說，識別并執(zhí)行光感器和脈沖器發(fā)送的照明命令也是十分重要的，因此在系統(tǒng)的硬件區(qū)域設(shè)計(jì)一個(gè)控制器，完成系統(tǒng)照明的約束。為了達(dá)到預(yù)期效果，文中選擇EIB控制系統(tǒng)，控制器主要由總線、控制閥、各種零件以及雙絞線組成。總線采用二進(jìn)制材料，該材料具備較高的靈敏度，對于任何強(qiáng)度的信號都可以識別并控制。此控制器的輸出模式采用繼電器和NPN晶體管的模式，供電電源為24V，控制精度可以達(dá)到1.0等級，為了降低各個(gè)器件之間工作的磨損，控制器的外殼采用不銹鋼材質(zhì)，工作功率為2W，控制頻率為800次/s，輸出的有效功率為25W。

3.5采用新型電子節(jié)能鎮(zhèn)流器

壓載是節(jié)能燈所需的。傳統(tǒng)的壓艙物可能在壓艙物中起一定作用，但實(shí)際效果并不令人滿意，不能完全滿足目前的需求，需要消耗大量的能源。新的電子壓載有很多優(yōu)點(diǎn)，如低噪音、低頻閃污染、低消費(fèi)功能等。同時(shí)大大降低線損率，提高電網(wǎng)質(zhì)量水平。因此，需要高度重視電子節(jié)能壓載，并正確應(yīng)用于節(jié)能結(jié)構(gòu)，達(dá)到良好的節(jié)能降耗效果。

4 AcrelEMS-MED醫(yī)院能源綜合管理平臺

4.1平臺概述

AcrelEMS-MED醫(yī)院能源管理平臺充分結(jié)合《醫(yī)療建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》《綠色醫(yī)院建筑評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》、《醫(yī)院建筑能耗監(jiān)管系統(tǒng)建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則》等行業(yè)規(guī)范、根據(jù)醫(yī)院用戶需求以及能源管理部門要求，采集分析能源、能耗、能效數(shù)據(jù)，監(jiān)測以電能質(zhì)量、智慧用電相關(guān)指標(biāo)以及其他用能指標(biāo)，并與國家能源政策與用能模式改革結(jié)合。能夠輔助醫(yī)院后勤管理人員進(jìn)行能源供應(yīng)系統(tǒng)及設(shè)備的運(yùn)行管理工作，幫助醫(yī)院管理層實(shí)時(shí)掌握醫(yī)院的能耗情況，為醫(yī)院能源信息化建設(shè)和節(jié)能管理提供了良好的技術(shù)平臺。

4.2平臺拓?fù)鋱D

4.3醫(yī)院智能照明控制系統(tǒng)解決方案

醫(yī)院人流比較密集，科室較多，照明用電在醫(yī)院電能消耗中約占到15%左右。所以合理使用照明控制系統(tǒng)，在提升醫(yī)生和患者的體驗(yàn)情況下大程度使用自然光照明，通過感應(yīng)控制做到人來燈亮，人走燈滅或保持地強(qiáng)度照明，盡量解決照明用電。

ASL1000智能照明控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)場景控制、時(shí)間控制、區(qū)域控制、光照度感應(yīng)控制以及紅外感應(yīng)控制等多種控制方式，能有效避免公共區(qū)域的照明浪費(fèi)，還可以幫助醫(yī)院管理照明。

系統(tǒng)在配電箱內(nèi)的模塊主要有總線電源、開關(guān)驅(qū)動器、IP網(wǎng)關(guān)、耦合器、干接點(diǎn)輸入模塊等。這些模塊使用35mm標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌安裝。

安裝在控制現(xiàn)場的模塊主要有光照度傳感器、紅外傳感器和智能面板。有人經(jīng)過可以設(shè)定紅外感應(yīng)控制亮燈，人離開后在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)熄燈，智能面板等手動控制設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)自動控制、現(xiàn)場控制和值班室遠(yuǎn)程控制相結(jié)合。

應(yīng)用場合（配電室）		產(chǎn)品	型號	功能
普通照明	配電箱		ASL220-S 系列	1、ALIBUS總線擴(kuò)展模塊，通信鏈路供電。 2、功耗：≤5VA 3、4路16A磁保持繼電器輸出，輸出可通過按鈕手動控制，輸出狀態(tài)液晶屏顯示。 4、2路開關(guān)量輸入，可接入開關(guān)、報(bào)警、人體紅外感應(yīng)器等信號。 外形尺寸: 144mm(W)*90mm(H)*70mm(D)。 6、35mm標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌式安裝
	按鍵面板		ASL220-F1/2	1聯(lián)兩鍵 1、ALIBUS總線場景面板，通信鏈路供電； 2、1聯(lián)2鍵輕觸按鍵，多彩背光指示，金、黑、灰可選； 3、每個(gè)按鍵支持長按、短按功能，均可實(shí)現(xiàn)開關(guān)、調(diào)光、場景控制； 4、外形尺寸: 86mm(W)*86mm(H)*24mm(D)； 5、86底盒安裝
	探測器		ASL220-PM/T	PIR+照度傳感器 1、ALIBUS總線傳感器，通信鏈路供電,功耗：20mA@24V； 2、特殊運(yùn)算電路，可通過紅外感應(yīng)探測到人體動作； 4、安裝方式：嵌入式； 5、外形尺寸：ф80mm*33mm；產(chǎn)品外露尺寸：ф80mm*2.5mm
備用照明	雙切箱		ASL210-S 系列	1、ALIBUS總線擴(kuò)展模塊，通信鏈路供電。 2、功耗：≤3VA 3、4路16A磁保持繼電器輸出。 4、1路開關(guān)量輸入，可接入開關(guān)、報(bào)警、人體紅外感應(yīng)器等信號，1路485通訊。 5、外形尺寸:108mm(W)*90mm(H)*70mm(D)。 6、消防聯(lián)動啟動一般照明（備用照明）。 7、35mm標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌式安裝
應(yīng)用場合（艙室）		產(chǎn)品	型號	功能
普通照明	配電箱		ASL220-S 系列	1、ALIBUS總線擴(kuò)展模塊，通信鏈路供電。 2、功耗：≤5VA 3、4路16A磁保持繼電器輸出，輸出可通過按鈕手動控制，輸出狀態(tài)液晶屏顯示。 4、2路開關(guān)量輸入，可接入開關(guān)、報(bào)警、人體紅外感應(yīng)器等信號。 5、外形尺寸:144mm(W)*90mm(H)*70mm(D)。 6、35mm標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌式安裝
	按鍵面板		ASL220-F1/2	1聯(lián)兩鍵 1、ALIBUS總線場景面板，通信鏈路供電； 2、1聯(lián)2鍵輕觸按鍵，多彩背光指示，金、黑、灰可選； 3、每個(gè)按鍵支持長按、短按功能，均可實(shí)現(xiàn)開關(guān)、調(diào)光、場景控制； 4、外形尺寸:86mm(W)*86mm(H)*24mm(D)； 5、86底盒安裝
	探測器		ASL220-PM/T	PIR+照度傳感器 1、ALIBUS總線傳感器，通信鏈路供電,功耗：20mA@24V； 2、特殊運(yùn)算電路，可通過紅外感應(yīng)探測到人體動作； 4、安裝方式：嵌入式； 5、外形尺寸：ф80mm*33mm；產(chǎn)品外露尺寸：ф80mm*2.5mm
備用照明	雙切箱		ASL210-S 系列	1、ALIBUS總線擴(kuò)展模塊，通信鏈路供電。 2、功耗：≤3VA 3、4路16A磁保持繼電器輸出。 4、1路開關(guān)量輸入，可接入開關(guān)、報(bào)警、人體紅外感應(yīng)器等信號，1路485通訊。 5、外形尺寸:108mm(W)*90mm(H)*70mm(D)。 6、消防聯(lián)動啟動一般照明（備用照明）。 7、35mm標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌式安裝
IP網(wǎng)關(guān)			ASL200-485-IP	IP協(xié)議轉(zhuǎn)換器（ALIBUS<-->TCP/IP） 1、1路ALIBUS通信總線接口。 2、1路RS485 3、1路以太網(wǎng)接口，以太網(wǎng)通訊 4、串口速率1200~115200bps可配置。串口支持標(biāo)準(zhǔn)MODBUS-RTU協(xié)議。 5、外形尺： 96.6mm(W)*70mm(H)*18mm(D)。 6、35mm標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌式安裝 7、IP地址設(shè)置連接、ALIBUS系統(tǒng)組網(wǎng)擴(kuò)容、ALIBUS通訊軟件連接
IP輔助電源			ASL200-P20	輔助電源 1、輸入電壓范圍：176-264VAC 2、輸出電壓及功率：24VDC/20W 3、電壓調(diào)整范圍：21.6~29V 4、工作溫度:-40~+70℃ 5、外形尺寸：96.6mm(W)*70mm(H)*18mm(D) 6、35mm標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌式安裝

5結(jié)束語

近年來，新的大型醫(yī)院建筑不斷涌現(xiàn)，醫(yī)院的服務(wù)質(zhì)量和水平也在不斷提高。作為24小時(shí)不間斷運(yùn)行的公共建筑，醫(yī)院照明系統(tǒng)中燈具的種類和數(shù)量非常多。良好的照明環(huán)境和舒適度可以提高患者的康復(fù)效果，降低醫(yī)療失誤率。醫(yī)院照明系統(tǒng)有引導(dǎo)、手術(shù)、等待、住院、急診、值班、用餐、監(jiān)控、室外照明等類別和要求。照明能耗約占醫(yī)院總能耗的8%~15%，能耗占比很大。