0引言
目前,能源短缺已成為一個(gè)全球性問(wèn)題。在建筑業(yè)的發(fā)展中,建筑電氣照明系統的節能水平與中國的能源利用率有關(guān)。照明系統中的低功率因數和高電壓波動(dòng)將導致較大的功率損失。因此,要認真研究電氣照明系統的節能設計。
1醫院照明設計需求
. 門(mén)診照明的設計。診所是醫院重要的功能室,設計的主要要求是創(chuàng )造舒適的照明環(huán)境,使患者能夠與醫生良好溝通。因此,門(mén)診照明得保持必要的照明和良好的色彩再現,以滿(mǎn)足醫生的工作需要。同時(shí),為了避免患者的焦慮和不適,通常使用沒(méi)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。
. 室內的照明設計。病房是患者能長(cháng)期呆下去的重要空間。根據醫護人員和患者的不同活動(dòng),照明要求也各不相同。因此,室的整體照明設計采用混合型?;颊咝枰岷偷恼彰鳝h(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(méi)有頻閃光源的顏色和溫度的溫暖光源。醫護人員需要足夠的區域照明來(lái)檢查和治療患者。一般來(lái)說(shuō),醫院病床頂部裝有高顏色半透明聚光燈,局部照明可達到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(xiàn)上,或者采用格柵百葉窗,照明控制在1 ~ 2lx。
為領(lǐng)土的運作和清理設計照明。有干凈要求的房間,如工作區和重癥監護室,需要滅菌和干凈的燈。同時(shí),手術(shù)和清潔區對照明系統設計要求很高。以手術(shù)室的照明設計為例,需要安裝特殊外科用無(wú)影燈、普通燈、信號燈和應急照明電源,手術(shù)用無(wú)影燈和普通照明需要單獨控制,以單獨電路供電,提高可靠性。手術(shù)室照明標準需要750lx以上,建議按照1000lx設計,光源的淺色指數一般需要90以上,色溫適合無(wú)影燈。另外,內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(mén)上方0.2米處安裝警示燈,還得提供緊急照明電源。
2建筑電氣照明系統節能設計中的問(wèn)題
(1)系統負荷系數低的熒光燈和金鹵燈降低了照明系統的功率因數,造成線(xiàn)路損失大。為了有效解決這類(lèi)問(wèn)題,設計人員需合理設置無(wú)效的系統補償功率,但這種處理也增加了建筑照明系統的建設和使用成本。(2)電壓波動(dòng)造成較大損失。如果系統平均電壓增加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引起明顯的電壓波動(dòng),系統壽命將會(huì )縮短,電壓波動(dòng)將會(huì )增加電源線(xiàn)路運行時(shí)的功率耗散。為了解決上述問(wèn)題,得合理選擇燈泡。
3基于系統設計要點(diǎn)
3.1光感器設計
醫院建筑電氣照明系統硬件區域的光感器是節能降耗領(lǐng)域重要的器件之一,此器件的工作任務(wù)主要是檢測醫院建筑內移動(dòng)的人員,然后根據變化的時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行合理強度的照明。檢測器安裝在每棟建筑內的每個(gè)樓層頂上,光感器會(huì )設定一定的照明時(shí)間,一旦照明時(shí)間達到,光感器提前2s進(jìn)行重新識別,如果還存在人員則持續照明,如果不存在立即熄滅,節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)間設定為300s。
3.2燈具選擇與布置
為了營(yíng)造溫暖舒適的醫療環(huán)境,根據綜合醫院建筑各功能場(chǎng)所的特殊要求,根據現行國家標準《建筑照明設計標準》(50034-2013年)和相關(guān)設計標準的照明標準值,選擇合適的燈來(lái)滿(mǎn)足醫療活動(dòng)的需要。(1)門(mén)診部門(mén)的燈和燈的選擇。門(mén)診服務(wù)區主要提供醫療活動(dòng),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,為了讓醫生確認和治療,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)在操作區域內,燈和燈的選擇。手術(shù)室照明強度要高,燈的數量不能太大,還要考慮手術(shù)室的節能要求。一般來(lái)說(shuō),建議使用發(fā)熱量低、幾乎不會(huì )使室內溫度上升的LED光源。選擇燈和燈時(shí),要考慮清潔和衛生要求。通常會(huì )選擇內置的密封燈帶,它具有很好的防震效果,可以阻止眩光。一般來(lái)說(shuō),手術(shù)室的照明應采取調光方法。手術(shù)室不能有強烈的反射,照明的均勻性不能低于0.7。色溫得與無(wú)陰影光源的色溫兼容,顏色再現接近自然光。根據手術(shù)室的大小和操作特點(diǎn),選擇沒(méi)有特殊陰影的燈,得配備調光開(kāi)關(guān),根據特殊配電盒方案供電。(3)病房地區的燈具選擇。一張伊登床得允許在病房區,并安裝當地燈光。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療皮帶上,以滿(mǎn)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(kāi)關(guān)的使用
如果一個(gè)地方或固定場(chǎng)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(kāi)關(guān)應安裝在靠近遠窗的窗戶(hù)上。因此,在室內照明設計過(guò)程中,充分考慮到將使用室內照明的人數。如果人少的話(huà),只應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。民用場(chǎng)所居室和通道照明設計采用統一的開(kāi)關(guān)控制方法,正確考慮照明條件和場(chǎng)所使用要求,并進(jìn)行合理的群體控制。在設計影院照明控制時(shí),進(jìn)行統一管理和控制照明設備,并根據影院內部標準和要求控制照明強度。就酒店而言,所有客房都應配備節能控制開(kāi)關(guān)??墒褂米匀徽彰鳂翘莺妥呃?,安裝應急照明設備和節能控制開(kāi)關(guān)。光線(xiàn)充足時(shí),節能控制開(kāi)關(guān)可自動(dòng)關(guān)閉。
3.4控制器設計
對于醫院建筑電氣照明系統來(lái)說(shuō),識別并執行光感器和脈沖器發(fā)送的照明命令也是十分重要的,因此在系統的硬件區域設計一個(gè)控制器,完成系統照明的約束。為了達到預期效果,文中選擇EIB控制系統,控制器主要由總線(xiàn)、控制閥、各種零件以及雙絞線(xiàn)組成??偩€(xiàn)采用二進(jìn)制材料,該材料具備較高的靈敏度,對于任何強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采用新型電子節能鎮流器
壓載是節能燈所需的。傳統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(mǎn)意,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、低消費功能等。同時(shí)大大降低線(xiàn)損率,提高電網(wǎng)質(zhì)量水平。因此,需要高度重視電子節能壓載,并正確應用于節能結構,達到良好的節能降耗效果。
4 AcrelEMS-MED醫院能源綜合管理平臺
4.1平臺概述
AcrelEMS-MED醫院能源管理平臺充分結合《醫療建筑電氣設計規范》《綠色醫院建筑評價(jià)標準》、《醫院建筑能耗監管系統建設技術(shù)導則》等行業(yè)規范、根據醫院用戶(hù)需求以及能源管理部門(mén)要求,采集分析能源、能耗、能效數據,監測以電能質(zhì)量、智慧用電相關(guān)指標以及其他用能指標,并與國家能源政策與用能模式改革結合。能夠輔助醫院后勤管理人員進(jìn)行能源供應系統及設備的運行管理工作,幫助醫院管理層實(shí)時(shí)掌握醫院的能耗情況,為醫院能源信息化建設和節能管理提供了良好的技術(shù)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(guò)感應控制做到人來(lái)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(shí)現場(chǎng)景控制、時(shí)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(xiàn)電源、開(kāi)關(guān)驅動(dòng)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標準導軌安裝。
安裝在控制現場(chǎng)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(guò)可以設定紅外感應控制亮燈,人離開(kāi)后在設定的時(shí)間內熄燈,智能面板等手動(dòng)控制設備,可實(shí)現自動(dòng)控制、現場(chǎng)控制和值班室遠程控制相結合。
應用場(chǎng)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(xiàn)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(guò)按鈕手動(dòng)控制,輸出狀態(tài)液晶屏顯示。 4、2路開(kāi)關(guān)量輸入,可接入開(kāi)關(guān)、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(lián)兩鍵 1、ALIBUS總線(xiàn)場(chǎng)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(cháng)按、短按功能,均可實(shí)現開(kāi)關(guān)、調光、場(chǎng)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(xiàn)傳感器,通信鏈路供電,功耗:20mA@24V; 2、特殊運算電路,可通過(guò)紅外感應探測到人體動(dòng)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(xiàn)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(kāi)關(guān)量輸入,可接入開(kāi)關(guān)、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(lián)動(dòng)啟動(dòng)一般照明(備用照明)。 7、35mm標準導軌式安裝 |
應用場(chǎng)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(xiàn)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(guò)按鈕手動(dòng)控制,輸出狀態(tài)液晶屏顯示。 4、2路開(kāi)關(guān)量輸入,可接入開(kāi)關(guān)、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(lián)兩鍵 1、ALIBUS總線(xiàn)場(chǎng)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(cháng)按、短按功能,均可實(shí)現開(kāi)關(guān)、調光、場(chǎng)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(xiàn)傳感器,通信鏈路供電,功耗:20mA@24V; 2、特殊運算電路,可通過(guò)紅外感應探測到人體動(dòng)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(xiàn)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(kāi)關(guān)量輸入,可接入開(kāi)關(guān)、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(lián)動(dòng)啟動(dòng)一般照明(備用照明)。 7、35mm標準導軌式安裝 |
IP網(wǎng)關(guān) |
| ASL200-485-IP | IP協(xié)議轉換器(ALIBUS<-->TCP/IP) 1、1路ALIBUS通信總線(xiàn)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。串口支持標準MODBUS-RTU協(xié)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(wǎng)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(yǔ)
近年來(lái),新的大型醫院建筑不斷涌現,醫院的服務(wù)質(zhì)量和水平也在不斷提高。作為24小時(shí)不間斷運行的公共建筑,醫院照明系統中燈具的種類(lèi)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,降低醫療失誤率。醫院照明系統有引導、手術(shù)、等待、住院、急診、值班、用餐、監控、室外照明等類(lèi)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(shí)登福.建筑電氣照明系統節能優(yōu)化設計技術(shù)要點(diǎn)分析[J].光源與照明,2021(06):7-8.
安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊2020.06版.
安科瑞用戶(hù)變電站變配電監控解決方案2021.10
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