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摘要

伴隨新時代的持續推進，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，醫院建筑電氣照明系統多采用一體化設計模式，鑒于醫院需保障 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，本文著重針對節能降耗的醫院建筑電氣照明系統設計展開深入研究，旨在為提升醫院照明系統的節能水平提供參考依據。

關鍵詞

節能降耗；醫院建筑；電氣照明；照明系統設計

引言

當前，能源短缺問題已演變為全球性挑戰。在建筑行業蓬勃發展的進程中，建筑電氣照明系統的節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能設計極具現實意義。

1.醫院照明設計需求

門診照明設計

門診作為醫院至關重要的功能區域，其照明設計關鍵在于營造舒適宜人的照明環境，以促進患者與醫生之間的良好溝通。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，通常優先選用無頻閃的暖白光光源。門診區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。患者需要柔和的照明氛圍以保持身心舒適，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。

手術及清潔區域照明設計

對于有潔凈要求的空間，如工作區和重癥監護室等，需配備滅菌潔凈燈具。其中，手術及清潔區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.基于節能降耗的系統設計要點

光感器設計

光感器是醫院建筑電氣照明系統硬件部分實現節能降耗的關鍵器件之一。其主要工作任務為檢測醫院建筑內人員的活動情況，并依據人員活動時間節點的變化，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療環境，依據綜合醫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）及相關設計規范的照明標準值，精心挑選適宜的燈具以滿足醫療活動需求。

在門診區域，燈具選擇以滿足醫療服務需求為導向。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。

對于手術區域，照明強度要求較高，但燈具數量不宜過多，同時需兼顧節能需求。因此，建議選用發熱量低、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能控制開關，光線充足時自動關閉節能控制開關。

控制器設計

對于醫院建筑電氣照明系統而言，準確識別并執行光感器和脈沖器發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。控制器輸出模式采用繼電器和 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。

采用新型電子節能鎮流器

鎮流器是節能燈不可或缺的部件。傳統鎮流器雖在一定程度上發揮作用，但實際效果難以滿足當前需求，且能耗較高。新型電子節能鎮流器具有諸多優勢，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能鎮流器，以實現良好的節能降耗效果。

4.AcrelEMS - MED 醫院能源綜合管理平臺

平臺概述

AcrelEMS - MED 醫院能源管理平臺緊密結合《醫療建筑電氣設計規范》《綠色醫院建筑評價標準》《醫院建筑能耗監管系統建設技術導則》等行業規范，充分考慮醫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，助力醫院管理層實時精準掌握醫院能耗狀況，為醫院能源信息化建設和節能管理提供了堅實的技術支撐平臺。

4.2平臺拓撲圖

4.3醫院智能照明控制系統解決方案

醫院人流比較密集，科室較多，照明用電在醫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，能有效避免公共區域的照明浪費，還可以幫助醫院管理照明。

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，新的大型醫院建筑不斷涌現，醫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，醫院照明系統中燈具的種類和數量非常多。良好的照明環境和舒適度可以提高患者的康復效果，降低醫療失誤率。醫院照明系統有引導、手術、等待、住院、急診、值班、用餐、監控、室外照明等類別和要求。照明能耗約占醫院總能耗的8%~15%，能耗占比很大。

參考文獻：

周梁燕.基于節能降耗的醫院建筑電氣照明系統設計

劉文茜.淺析大型醫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能優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控解決方案2021.10

審核編輯 黃宇