醫(yī)院照明系統(tǒng)節(jié)能探討

石風(fēng)剛 肖現(xiàn)華 賈廣根

（山東華科規(guī)劃建筑設(shè)計(jì)有限公司 山東聊城 252000）

0 引言

有資料顯示，我國(guó)醫(yī)院能源消耗主要包括以下幾個(gè)方面：電力64%、水12%、醫(yī)療氣體5%、其他支出（比如辦公用品、汽車燃油等）19%。其中，電力消耗中有20%左右是照明用電[1]。醫(yī)院照明以綠色照明為發(fā)展目標(biāo)，綠色照明包括安全、節(jié)能、環(huán)保、舒適四項(xiàng)內(nèi)容。因此，本文就照明系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)提出解決方案。

1 照明光源的選擇

醫(yī)院照明燈具全部選用LED 光源，LED 光源具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

（1）LED 運(yùn)用冷光源，眩光小，無(wú)輻射，使用中不產(chǎn)生有害物質(zhì)。電光功率轉(zhuǎn)換接近100%，在相同照度標(biāo)準(zhǔn)下的使用過(guò)程計(jì)量中，比傳統(tǒng)光源節(jié)能60%以上。

（2）LED 的環(huán)保效益更佳，光譜中沒(méi)有紫外線和紅外線，而且廢棄物可回收，沒(méi)有污染，不含汞元素，可以安全觸摸，屬于典型的綠色照明光源。

（3）LED 由環(huán)氧樹(shù)脂封裝，屬于固體冷光源。燈體內(nèi)沒(méi)有松動(dòng)的部分，抗震動(dòng)，且不存在燈絲發(fā)光熱沉積、易燒、光衰等缺點(diǎn)，使用壽命為6萬(wàn)～10 萬(wàn)h，是傳統(tǒng)熒光燈光源壽命的10 倍以上。LED 光源性能穩(wěn)定，可在-30°C～+50°C 環(huán)境下正常工作。

LED 光源的超高電光功率轉(zhuǎn)換，使其相對(duì)于常規(guī)的三基色熒光燈更加節(jié)能。以某三甲醫(yī)院為例，在僅統(tǒng)計(jì)辦公室、診室為例條件下，節(jié)能計(jì)算如表1 所示。

表1 雙功率LED 燈年節(jié)約電費(fèi)估算

在僅統(tǒng)計(jì)車庫(kù)、病房為例條件下，節(jié)能計(jì)算如表2 所示。

根據(jù)以上計(jì)算，可以看出，在不計(jì)算公共走道LED 光源燈具情況下，每年大約可以節(jié)約35.5 萬(wàn)元。再考慮到公共走道的照明節(jié)能費(fèi)用，從醫(yī)院的綜合效益來(lái)說(shuō)，是非?？捎^的。

表2 單功率LED 燈年節(jié)約電費(fèi)估算

2 醫(yī)院典型功能區(qū)域照明燈具

為貫徹落實(shí)國(guó)家節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境的基本國(guó)策，努力全面貫徹綠色建筑設(shè)計(jì)理念，依據(jù)國(guó)家和省現(xiàn)行綠色建筑相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，制定的省工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)《綠色建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》中要求本工程按照綠建設(shè)計(jì)，要求醫(yī)院照明功率密度值均按照目標(biāo)值執(zhí)行。

根據(jù)《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》和《醫(yī)療建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》，醫(yī)療建筑各主要功能房間的照度、統(tǒng)一眩光值、照度均勻度、顯色指數(shù)和功率密度限值如表3 所示。

表3 醫(yī)院主要場(chǎng)所照度標(biāo)準(zhǔn)值、UGR、U0、Ra 及功率密度值

下面簡(jiǎn)要介紹醫(yī)院典型功能區(qū)域照明燈具應(yīng)用：

2.1 辦公室、治療室、診室

采用LED 平板燈，2×28W。顯色指數(shù)95，色溫4300K。能夠滿足工作人員辦公需求；滿足檢查室、治療室和診室內(nèi)醫(yī)生對(duì)患者的檢查和診療。選用燈具時(shí)應(yīng)該考慮實(shí)際需要及患者自身的要求。醫(yī)院照明設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)不同的診療項(xiàng)目，部分場(chǎng)所可選擇調(diào)光控制的LED 平板燈。

2.2 病房

病房?jī)?nèi)照明設(shè)計(jì)中既要滿足規(guī)范中的照明要求，也要考慮病人對(duì)照明環(huán)境的反應(yīng)，避免因照明布置或照度選擇不當(dāng)而引起病人的不適或反感，應(yīng)給病人營(yíng)造一個(gè)舒適的康復(fù)場(chǎng)所。采用LED 平板燈、18W、防眩光型，使患者臥床時(shí)感受不到眩光，給病人營(yíng)造一種溫馨、舒適的恢復(fù)、療養(yǎng)環(huán)境。

為方便患者康復(fù)期間的閱讀需求，在床頭安裝局部照明，比如窄光束的閱讀燈，其配光應(yīng)適宜，燈具及其開(kāi)關(guān)控制宜與多功能醫(yī)院線槽合用。病房設(shè)置夜間照明，為不影響患者休息，一般都在門口附近墻面的踢腳線或衛(wèi)生間內(nèi)位置安裝低照度燈具，照度控制在1～2lx。

2.3 手術(shù)室

手術(shù)室是醫(yī)院建設(shè)的重要項(xiàng)目之一，需要全部采用無(wú)菌潔凈環(huán)境。醫(yī)院建設(shè)過(guò)程中，往往把潔凈區(qū)域單獨(dú)承包給潔凈室工程專業(yè)機(jī)構(gòu)。目前手術(shù)室照明燈具均采用LED 光源，采用合適的表面材料和防護(hù)方式，燈具表面不僅要滿足物理潔凈（無(wú)塵）的要求，還要滿足生物潔凈（無(wú)菌）的要求，有機(jī)高分子材料表面不能產(chǎn)生靜電，金屬材料表面要進(jìn)行防腐處理，燈具結(jié)構(gòu)上要防塵防水。根據(jù)氣流流型選擇合適的燈具結(jié)構(gòu)和合理的安裝方式，一般采用頂部安裝面板型燈具。

采用專用手術(shù)無(wú)影燈，采用LED 光源，整個(gè)照明系統(tǒng)與手術(shù)室安裝及凈化工程相結(jié)合，解決無(wú)障礙手術(shù)照明。無(wú)影燈應(yīng)根據(jù)手術(shù)室面積大小及手術(shù)要求進(jìn)行配置，應(yīng)滿足水平和垂直調(diào)節(jié)，應(yīng)能固定在任何需要設(shè)置的工作部位，應(yīng)能實(shí)現(xiàn)無(wú)方位旋轉(zhuǎn)360°。安裝時(shí)還需要與其它固定設(shè)備協(xié)調(diào)配合，避免相互影響。手術(shù)室照明對(duì)照度要求較高，要求燈具的擴(kuò)散性要好、帶罩結(jié)構(gòu)牢固等，還需要考慮減輕醫(yī)務(wù)人員長(zhǎng)時(shí)間工作帶來(lái)的疲勞感問(wèn)題。手術(shù)無(wú)影燈的設(shè)計(jì)安裝涉及到醫(yī)學(xué)專業(yè)知識(shí)，在實(shí)際中應(yīng)由照明設(shè)計(jì)人員和專業(yè)醫(yī)務(wù)人員共同確定。

手術(shù)室是醫(yī)院中最典型的潔凈空間，是醫(yī)生進(jìn)行精細(xì)作業(yè)的區(qū)域，對(duì)照明要求高，根據(jù)規(guī)范要求設(shè)計(jì)要達(dá)到750lx，一般建議750～1000lx，同時(shí)盡可能提高顯色性，以提高醫(yī)務(wù)人員對(duì)病人的病灶組織、待檢測(cè)血液等色澤變化的辨識(shí)和判斷能力。同時(shí)，手術(shù)室燈具還必須配備應(yīng)急照明電源。

2.4 公共空間

公共空間包括門診大廳、候診室、公共走道、前室及樓梯間等區(qū)域。門診大廳一般是醫(yī)院的向?qū)?，包括掛?hào)、取藥、建檔及咨詢等功能，面積較大，人員進(jìn)出較多，流動(dòng)性強(qiáng)，照明設(shè)計(jì)上要采用較高的照度，而且要盡量回避熱光源的使用。大廳如果有中庭自然采光，應(yīng)處理好自然光與人工照明的平穩(wěn)轉(zhuǎn)換，防止與周圍回廊之間明暗差距太大而引起視覺(jué)的不適。急診大廳可以參照門診大廳的照明設(shè)計(jì)，并結(jié)合人員導(dǎo)流進(jìn)行燈具布局。醫(yī)院公共通道較多，人流較大，應(yīng)保持明亮的環(huán)境，傳統(tǒng)做法是安裝LED 筒燈，或結(jié)合裝飾照明，在頂部安裝線條型LED 燈帶。

3 節(jié)能控制方式

作為醫(yī)院正常工作、運(yùn)轉(zhuǎn)的主要組成部分，照明系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化管理顯得非常重要。隨著科技的發(fā)展，建筑物內(nèi)部照明特別是公共場(chǎng)所照明節(jié)能措施原來(lái)越多。如紅外感應(yīng)燈、微波感應(yīng)燈。根據(jù)《醫(yī)療建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》（JGJ 312—2013），第8.5.4 條：公共場(chǎng)所一般照明可由建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)或智能照明控制系統(tǒng)進(jìn)行控制。針對(duì)醫(yī)院停車庫(kù)、公共走道的節(jié)能控制，目前最常規(guī)的是采用智能照明控制系統(tǒng)。智能照明控制系統(tǒng)由調(diào)光模塊、開(kāi)關(guān)模塊、控制面板、液晶顯示觸摸器、智能傳感器、PC接口、監(jiān)控計(jì)算機(jī)等部件組成，設(shè)計(jì)中可根據(jù)具體工程和需求進(jìn)行增減?；谥悄苷彰骺刂破骱驼彰鳠艟呋芈?，通過(guò)編程，可實(shí)現(xiàn)各種模式控制，如工作模式、休息模式、夜間模式等。

車庫(kù)智能照明系統(tǒng)，通常是按照交叉回路進(jìn)行編號(hào)，將不同的車道、車位上的燈具設(shè)計(jì)盡可能多的回路，以便通過(guò)智能照明控制器進(jìn)行多模式下的編程控制。該系統(tǒng)易通過(guò)時(shí)間或季節(jié)的變化編程控制或根據(jù)感光元器件進(jìn)行自動(dòng)控制，對(duì)于值班人員來(lái)說(shuō)操作簡(jiǎn)單、靈活方便，每年大約減少車庫(kù)1/3 的耗電量。

門廳、候診廳、公共走道同樣是采用燈具多回路控制方法，根據(jù)走廊面積和長(zhǎng)度，盡可能多的將照明燈具分為多回路，有利于形成多模式或多場(chǎng)景控制需求。

病房夜間照明接入智能照明控制系統(tǒng)，通過(guò)智能照明控制器，定時(shí)開(kāi)啟、關(guān)閉。智能照明控制器引出控制面板，控制面板設(shè)置在每層護(hù)士站處，也可由護(hù)士站直接開(kāi)啟或由值班室通過(guò)樓宇自控系統(tǒng)開(kāi)啟或關(guān)閉。

智能照明控制系統(tǒng)作為樓宇智能控制系統(tǒng)的一個(gè)組成部分，它使用獨(dú)立的控制協(xié)議，能夠滿足對(duì)照明控制的要求。目前智能照明控制系統(tǒng)為BA 系統(tǒng)提供的接口大多數(shù)為現(xiàn)場(chǎng)總線通訊協(xié)議，而且產(chǎn)品具有多種接口單元，開(kāi)發(fā)性好，支持常見(jiàn)的通訊協(xié)議，多個(gè)廠家的不同產(chǎn)品之間易于系統(tǒng)集成。智能照明控制系統(tǒng)隨著用戶需要的增加而不斷的完善，隨著模糊控制理論和基于自主學(xué)習(xí)的控制理論等逐步應(yīng)用于實(shí)際工程，相信針對(duì)智能照明控制系統(tǒng)的應(yīng)用和研究越來(lái)越廣泛。

針對(duì)辦公室、診室等一些辦公醫(yī)療場(chǎng)所，通常是采用就地控制措施。本工程采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)控制與平行外窗相結(jié)合的面板控制方式。同時(shí)對(duì)醫(yī)院管理系統(tǒng)提出加強(qiáng)辦公區(qū)用電管理及安全控制。醫(yī)院行政管理具有其特殊性，各級(jí)行政人員常有周末上班或加班情況，所以無(wú)法直接集中關(guān)閉整個(gè)辦公區(qū)的電源。用電管理的目的就是加強(qiáng)對(duì)員工的節(jié)電意識(shí)。有醫(yī)院已經(jīng)借鑒日本和臺(tái)灣地區(qū)推行的一種企業(yè)對(duì)基層員工的管理模式：“品管圈”[5]。通過(guò)員工統(tǒng)計(jì)照明使用記錄，指定節(jié)電目標(biāo)，分析原因，對(duì)策指定與實(shí)施，形成了一種有效的節(jié)電管理模式，該模式可節(jié)省照明用電量的63%。

4 總結(jié)

LED 作為一種高效節(jié)能、新型環(huán)保光源，目前正大規(guī)模應(yīng)用于各類場(chǎng)所。醫(yī)院照明是體現(xiàn)醫(yī)院現(xiàn)代化形象的一個(gè)重要手段，本工程將LED平板燈、LED 燈帶、LED 筒燈應(yīng)用于醫(yī)院各個(gè)部門房間，手術(shù)室采用LED光源專用無(wú)影燈，滿足各個(gè)部門對(duì)照明的不同需求，使醫(yī)院照明與其復(fù)雜房間功能特點(diǎn)相結(jié)合，提高了醫(yī)務(wù)工作人員的效率，緩解了醫(yī)務(wù)人員的精神與身體的疲勞；為醫(yī)生對(duì)病人的病情給以正確診斷、治療創(chuàng)造條件；給病人創(chuàng)造了一個(gè)舒適、清潔、安靜、輕松的康復(fù)就醫(yī)環(huán)境。同時(shí)，滿足了綠色照明的安全、節(jié)能、環(huán)保、舒適的要求。采用智能照明控制系統(tǒng)，將醫(yī)院的公共照明系統(tǒng)地集成在一起，通過(guò)多模式或多場(chǎng)景的控制方式，使醫(yī)院照明能夠在一種節(jié)能的模式下運(yùn)行，極大的節(jié)約了照明系統(tǒng)的電費(fèi)開(kāi)支，同時(shí)集成在樓宇自控系統(tǒng)體系中，方便了醫(yī)院的管理要求。