安科瑞魯一揚15821697760

摘要

伴隨新時代的持續(xù)推進，我國照明技術已然歷經從傳統蠟燭到電氣照明的漫長演進歷程。當下，醫(yī)院建筑電氣照明系統多采用一體化設計模式，鑒于醫(yī)院需保障 24 小時不間斷照明的特殊屬性，其能源消耗頗為巨大。尤其是在醫(yī)院內部分空間無人使用時，傳統照明系統整體同時開啟的方式會造成大量不必要的能源損耗，而過量的能源消耗對環(huán)境及人體均會產生諸多不良影響。基于此現狀，本文著重針對節(jié)能降耗的醫(yī)院建筑電氣照明系統設計展開深入研究，旨在為提升醫(yī)院照明系統的節(jié)能水平提供參考依據。

關鍵詞

節(jié)能降耗；醫(yī)院建筑；電氣照明；照明系統設計

引言

當前，能源短缺問題已演變?yōu)槿蛐蕴魬?zhàn)。在建筑行業(yè)蓬勃發(fā)展的進程中，建筑電氣照明系統的節(jié)能成效與我國能源利用率緊密相關。照明系統中存在的低功率因數以及高電壓波動現象，往往會導致較大的功率損耗。故而，深入探究電氣照明系統的節(jié)能設計極具現實意義。

1.醫(yī)院照明設計需求

門診照明設計

門診作為醫(yī)院至關重要的功能區(qū)域，其照明設計關鍵在于營造舒適宜人的照明環(huán)境，以促進患者與醫(yī)生之間的良好溝通。因此，門診照明需維持必要的照度并具備出色的色彩還原性，從而契合醫(yī)生的工作需求。同時，為舒緩患者的焦慮情緒并避免其產生不適之感，通常優(yōu)先選用無頻閃的暖白光光源。門診區(qū)域的照度標準一般設定為 300Lx，燈具布置方向多與外窗平行，且采用分區(qū)控制方式。

病房照明設計

病房是患者長時間停留的重要空間，基于醫(yī)護人員與患者不同的活動需求，對照明要求存在顯著差異。故而，病房整體照明設計多采用混合式方案?；颊咝枰岷偷恼彰鞣諊员３稚硇氖孢m，病房照度通常介于 100 - 150Lx 之間，采用無頻閃、色溫適宜的暖光源。醫(yī)護人員則需要充足的局部照明來開展檢查與治療工作，一般在病床頂部安裝高顯色性半透明聚光燈，局部照度可達 300 - 500Lx。此外，考慮到夜間照明的必要性，為避免對其他患者造成干擾，原則上在墻壁踢腳線位置安裝微光燈具或采用格柵百葉窗，將照明亮度控制在 1 - 2Lx。

手術及清潔區(qū)域照明設計

對于有潔凈要求的空間，如工作區(qū)和重癥監(jiān)護室等，需配備滅菌潔凈燈具。其中，手術及清潔區(qū)域對照明系統設計要求極高。以手術室照明設計為例，需安裝專用手術無影燈、普通照明燈具、信號燈以及應急照明電源，且手術無影燈與普通照明應分別控制，并采用獨立電路供電，以確保供電可靠性。手術室照明標準照度需在 750Lx 以上，建議按 1000Lx 進行設計，光源顯色指數一般要求在 90 以上，色溫需與無影燈相適配。此外，普通照明多采用內置密封燈帶，為防止意外進入，應在手術室外門上方 0.2 米處安裝警示燈，并配備應急照明電源。

2.建筑電氣照明系統節(jié)能設計中的問題

功率因數與線路損耗問題

系統中廣泛應用的熒光燈和金鹵燈負荷系數較低，這一特性導致照明系統功率因數下降，進而引發(fā)較大的線路損耗。為有效解決此問題，設計人員需合理配置無功補償功率，但這無疑增加了建筑照明系統的建設與運行成本。

電壓波動影響

若系統平均電壓升高幅度超過 4%，熒光燈的使用壽命將大幅縮短約一半。因此，建筑照明系統若存在明顯的電壓波動，不僅會縮短燈具使用壽命，還會增加供電線路運行時的功率損耗。針對此問題，需合理選擇照明燈具。

3.基于節(jié)能降耗的系統設計要點

光感器設計

光感器是醫(yī)院建筑電氣照明系統硬件部分實現節(jié)能降耗的關鍵器件之一。其主要工作任務為檢測醫(yī)院建筑內人員的活動情況，并依據人員活動時間節(jié)點的變化，合理調控照明強度。光感器安裝于每棟建筑的各樓層頂部，設定有特定的照明時間閾值。當照明時間達到閾值時，光感器會提前 2 秒重新進行人員檢測，若仍有人員存在，則保持照明；若人員已離開，則立即熄滅燈具，從而有效節(jié)省建筑照明能源消耗。光感器的臨界光亮度設定為 80cd/m2，有效時間設定為 300 秒。

燈具選擇與布置

為營造溫馨舒適的醫(yī)療環(huán)境，依據綜合醫(yī)院建筑各功能場所的特殊要求，參照現行國家標準《建筑照明設計標準》（GB 50034 - 2013）及相關設計規(guī)范的照明標準值，精心挑選適宜的燈具以滿足醫(yī)療活動需求。

在門診區(qū)域，燈具選擇以滿足醫(yī)療服務需求為導向。一般情況下，可選用網狀熒光燈；若條件許可，推薦采用 LED 光源的天花板嵌板照明，照度約為 300Lx。此外，為便于醫(yī)生診斷與治療操作，可在患者頭頂位置安裝暖白色、色溫為 4000K 的窄光束天花板燈，照度通常在 300 - 500Lx 之間。

對于手術區(qū)域，照明強度要求較高，但燈具數量不宜過多，同時需兼顧節(jié)能需求。因此，建議選用發(fā)熱量低、對室內溫度影響小的 LED 光源。燈具選型時還需考慮清潔衛(wèi)生要求，一般選擇具有良好防震效果和防眩光功能的內置密封燈帶。手術室照明多采用調光方式，應避免強烈反射，照明均勻度不低于 0.7，色溫需與無影燈光源相匹配，顯色性接近自然光。根據手術室的面積大小和手術特點，選用無特殊陰影的燈具，并配備調光開關，采用特殊配電方案供電。

在病房區(qū)域，需配備局部照明燈具。通常選用漫反射燈具和高顯色性光源，如在綜合醫(yī)療帶上安裝模塊化熒光燈，既能滿足患者在床上的照明需求，又能避免對其他床位產生影響。光源色溫應偏暖，功率不宜過高。

控制開關的使用

當某一區(qū)域或固定場所存在多盞燈具時，需對其進行合理管理。在自然采光充足的情況下，開關應安裝在靠近窗戶的位置。在室內照明設計過程中，充分考慮使用人數，若人數較少，僅開啟少量燈具，其余燈具可關閉，以減少資源浪費。民用場所的居室和通道照明設計可采用統一開關控制方式，綜合考慮照明條件和場所使用要求，進行合理的分組控制。影院照明設計則需進行統一管理和控制，依據影院內部標準和要求調整照明強度。酒店客房應全部配備節(jié)能控制開關，樓梯和走廊可充分利用自然采光，并安裝應急照明設備和節(jié)能控制開關，光線充足時自動關閉節(jié)能控制開關。

控制器設計

對于醫(yī)院建筑電氣照明系統而言，準確識別并執(zhí)行光感器和脈沖器發(fā)出的照明指令至關重要。因此，在系統硬件部分設計一款控制器，以實現對照明系統的有效控制。為達到預期控制效果，選用 EIB 控制系統，該控制器主要由總線、控制閥、各類零部件以及雙絞線構成。總線采用二進制材料，具有高靈敏度，可識別并控制任意強度的信號?？刂破鬏敵瞿Ｊ讲捎美^電器和 NPN 晶體管模式，供電電源為 24V，控制精度可達 1.0 級。為降低各器件間的工作磨損，控制器外殼采用不銹鋼材質，工作功率為 2W，控制頻率為 800 次 / 秒，輸出有效功率為 25W。

采用新型電子節(jié)能鎮(zhèn)流器

鎮(zhèn)流器是節(jié)能燈不可或缺的部件。傳統鎮(zhèn)流器雖在一定程度上發(fā)揮作用，但實際效果難以滿足當前需求，且能耗較高。新型電子節(jié)能鎮(zhèn)流器具有諸多優(yōu)勢，如噪音低、頻閃污染小、能耗低等，同時能顯著降低線損率，提升電網質量水平。因此，應高度重視并合理應用電子節(jié)能鎮(zhèn)流器，以實現良好的節(jié)能降耗效果。

4.AcrelEMS - MED 醫(yī)院能源綜合管理平臺

平臺概述

AcrelEMS - MED 醫(yī)院能源管理平臺緊密結合《醫(yī)療建筑電氣設計規(guī)范》《綠色醫(yī)院建筑評價標準》《醫(yī)院建筑能耗監(jiān)管系統建設技術導則》等行業(yè)規(guī)范，充分考慮醫(yī)院用戶需求以及能源管理部門要求，對能源、能耗、能效數據進行全面采集與深入分析，監(jiān)測電能質量、智慧用電相關指標及其他用能指標，并與國家能源政策和用能模式改革相契合。該平臺能夠有力輔助醫(yī)院后勤管理人員開展能源供應系統及設備的運行管理工作，助力醫(yī)院管理層實時精準掌握醫(yī)院能耗狀況，為醫(yī)院能源信息化建設和節(jié)能管理提供了堅實的技術支撐平臺。

4.2平臺拓撲圖

4.3醫(yī)院智能照明控制系統解決方案

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，在提升醫(yī)生和患者的體驗情況下大程度使用自然光照明，通過感應控制做到人來燈亮，人走燈滅或保持地強度照明，盡量解決照明用電。

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

系統在配電箱內的模塊主要有總線電源、開關驅動器、IP網關、耦合器、干接點輸入模塊等。這些模塊使用35mm標準導軌安裝。

安裝在控制現場的模塊主要有光照度傳感器、紅外傳感器和智能面板。有人經過可以設定紅外感應控制亮燈，人離開后在設定的時間內熄燈，智能面板等手動控制設備，可實現自動控制、現場控制和值班室遠程控制相結合。

應用場合（配電室）	產品	型號	功能
普通照明	配電箱		ASL220-S 系列	1、ALIBUS總線擴展模塊，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路開關量輸入，可接入開關、報警、人體紅外感應器等信號。 外形尺寸: 144mm(W)*90mm(H)*70mm(D)。 6、35mm標準導軌式安裝
按鍵面板		ASL220-F1/2	1聯兩鍵 1、ALIBUS總線場景面板，通信鏈路供電； 2、1聯2鍵輕觸按鍵，多彩背光指示，金、黑、灰可選； 3、每個按鍵支持長按、短按功能，均可實現開關、調光、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、特殊運算電路，可通過紅外感應探測到人體動作； 4、安裝方式：嵌入式； 5、外形尺寸：ф80mm*33mm；產品外露尺寸：ф80mm*2.5mm
備用照明	雙切箱		ASL210-S 系列	1、ALIBUS總線擴展模塊，通信鏈路供電。 2、功耗：≤3VA 3、4路16A磁保持繼電器輸出。 4、1路開關量輸入，可接入開關、報警、人體紅外感應器等信號，1路485通訊。 5、外形尺寸:108mm(W)*90mm(H)*70mm(D)。 6、消防聯動啟動一般照明（備用照明）。 7、35mm標準導軌式安裝
應用場合（艙室）	產品	型號	功能
普通照明	配電箱		ASL220-S 系列	1、ALIBUS總線擴展模塊，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路開關量輸入，可接入開關、報警、人體紅外感應器等信號。 5、外形尺寸:144mm(W)*90mm(H)*70mm(D)。 6、35mm標準導軌式安裝
按鍵面板		ASL220-F1/2	1聯兩鍵 1、ALIBUS總線場景面板，通信鏈路供電； 2、1聯2鍵輕觸按鍵，多彩背光指示，金、黑、灰可選； 3、每個按鍵支持長按、短按功能，均可實現開關、調光、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、特殊運算電路，可通過紅外感應探測到人體動作； 4、安裝方式：嵌入式； 5、外形尺寸：ф80mm*33mm；產品外露尺寸：ф80mm*2.5mm
備用照明	雙切箱		ASL210-S 系列	1、ALIBUS總線擴展模塊，通信鏈路供電。 2、功耗：≤3VA 3、4路16A磁保持繼電器輸出。 4、1路開關量輸入，可接入開關、報警、人體紅外感應器等信號，1路485通訊。 5、外形尺寸:108mm(W)*90mm(H)*70mm(D)。 6、消防聯動啟動一般照明（備用照明）。 7、35mm標準導軌式安裝
IP網關		ASL200-485-IP	IP協議轉換器（ALIBUS<-->TCP/IP） 1、1路ALIBUS通信總線接口。 2、1路RS485 3、1路以太網接口，以太網通訊 4、串口速率1200~115200bps可配置。串口支持標準MODBUS-RTU協議。 5、外形尺： 96.6mm(W)*70mm(H)*18mm(D)。 6、35mm標準導軌式安裝 7、IP地址設置連接、ALIBUS系統組網擴容、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標準導軌式安裝

5結束語

近年來，新的大型醫(yī)院建筑不斷涌現，醫(yī)院的服務質量和水平也在不斷提高。作為24小時不間斷運行的公共建筑，醫(yī)院照明系統中燈具的種類和數量非常多。良好的照明環(huán)境和舒適度可以提高患者的康復效果，降低醫(yī)療失誤率。醫(yī)院照明系統有引導、手術、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。

參考文獻：

周梁燕.基于節(jié)能降耗的醫(yī)院建筑電氣照明系統設計

劉文茜.淺析大型醫(yī)院建筑照明系統設計[J].中國設備工程,2021(23):104-105.

時登福.建筑電氣照明系統節(jié)能優(yōu)化設計技術要點分析[J].光源與照明,2021(06):7-8.

[4] 安科瑞企業(yè)微電網設計與應用手冊2020.06版．

[5] 安科瑞用戶變電站變配電監(jiān)控解決方案2021.10

審核編輯 黃宇