醫院照明系統節能探討

石風剛 肖現華 賈廣根

（山東華科規劃建筑設計有限公司 山東聊城 252000）

0 引言

有資料顯示，我國醫院能源消耗主要包括以下幾個方面：電力64%、水12%、醫療氣體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]。醫院照明以綠色照明為發展目標，綠色照明包括安全、節能、環保、舒適四項內容。因此，本文就照明系統節能設計提出解決方案。

1 照明光源的選擇

醫院照明燈具全部選用LED 光源，LED 光源具有以下幾個特點：

（1）LED 運用冷光源，眩光小，無輻射，使用中不產生有害物質。電光功率轉換接近100%，在相同照度標準下的使用過程計量中，比傳統光源節能60%以上。

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

（3）LED 由環氧樹脂封裝，屬于固體冷光源。燈體內沒有松動的部分，抗震動，且不存在燈絲發光熱沉積、易燒、光衰等缺點，使用壽命為6萬～10 萬h，是傳統熒光燈光源壽命的10 倍以上。LED 光源性能穩定，可在-30°C～+50°C 環境下正常工作。

LED 光源的超高電光功率轉換，使其相對于常規的三基色熒光燈更加節能。以某三甲醫院為例，在僅統計辦公室、診室為例條件下，節能計算如表1 所示。

表1 雙功率LED 燈年節約電費估算

在僅統計車庫、病房為例條件下，節能計算如表2 所示。

根據以上計算，可以看出，在不計算公共走道LED 光源燈具情況下，每年大約可以節約35.5 萬元。再考慮到公共走道的照明節能費用，從醫院的綜合效益來說，是非常可觀的。

表2 單功率LED 燈年節約電費估算

2 醫院典型功能區域照明燈具

為貫徹落實國家節約能源和保護環境的基本國策，努力全面貫徹綠色建筑設計理念，依據國家和省現行綠色建筑相關技術標準，制定的省工程建設標準《綠色建筑設計規范》中要求本工程按照綠建設計，要求醫院照明功率密度值均按照目標值執行。

根據《建筑照明設計標準》和《醫療建筑電氣設計規范》，醫療建筑各主要功能房間的照度、統一眩光值、照度均勻度、顯色指數和功率密度限值如表3 所示。

表3 醫院主要場所照度標準值、UGR、U0、Ra 及功率密度值

下面簡要介紹醫院典型功能區域照明燈具應用：

2.1 辦公室、治療室、診室

采用LED 平板燈，2×28W。顯色指數95，色溫4300K。能夠滿足工作人員辦公需求；滿足檢查室、治療室和診室內醫生對患者的檢查和診療。選用燈具時應該考慮實際需要及患者自身的要求。醫院照明設計應根據不同的診療項目，部分場所可選擇調光控制的LED 平板燈。

2.2 病房

病房內照明設計中既要滿足規范中的照明要求，也要考慮病人對照明環境的反應，避免因照明布置或照度選擇不當而引起病人的不適或反感，應給病人營造一個舒適的康復場所。采用LED 平板燈、18W、防眩光型，使患者臥床時感受不到眩光，給病人營造一種溫馨、舒適的恢復、療養環境。

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

2.3 手術室

手術室是醫院建設的重要項目之一，需要全部采用無菌潔凈環境。醫院建設過程中，往往把潔凈區域單獨承包給潔凈室工程專業機構。目前手術室照明燈具均采用LED 光源，采用合適的表面材料和防護方式，燈具表面不僅要滿足物理潔凈（無塵）的要求，還要滿足生物潔凈（無菌）的要求，有機高分子材料表面不能產生靜電，金屬材料表面要進行防腐處理，燈具結構上要防塵防水。根據氣流流型選擇合適的燈具結構和合理的安裝方式，一般采用頂部安裝面板型燈具。

采用專用手術無影燈，采用LED 光源，整個照明系統與手術室安裝及凈化工程相結合，解決無障礙手術照明。無影燈應根據手術室面積大小及手術要求進行配置，應滿足水平和垂直調節，應能固定在任何需要設置的工作部位，應能實現無方位旋轉360°。安裝時還需要與其它固定設備協調配合，避免相互影響。手術室照明對照度要求較高，要求燈具的擴散性要好、帶罩結構牢固等，還需要考慮減輕醫務人員長時間工作帶來的疲勞感問題。手術無影燈的設計安裝涉及到醫學專業知識，在實際中應由照明設計人員和專業醫務人員共同確定。

手術室是醫院中最典型的潔凈空間，是醫生進行精細作業的區域，對照明要求高，根據規范要求設計要達到750lx，一般建議750～1000lx，同時盡可能提高顯色性，以提高醫務人員對病人的病灶組織、待檢測血液等色澤變化的辨識和判斷能力。同時，手術室燈具還必須配備應急照明電源。

2.4 公共空間

公共空間包括門診大廳、候診室、公共走道、前室及樓梯間等區域。門診大廳一般是醫院的向導，包括掛號、取藥、建檔及咨詢等功能，面積較大，人員進出較多，流動性強，照明設計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，應處理好自然光與人工照明的平穩轉換，防止與周圍回廊之間明暗差距太大而引起視覺的不適。急診大廳可以參照門診大廳的照明設計，并結合人員導流進行燈具布局。醫院公共通道較多，人流較大，應保持明亮的環境，傳統做法是安裝LED 筒燈，或結合裝飾照明，在頂部安裝線條型LED 燈帶。

3 節能控制方式

作為醫院正常工作、運轉的主要組成部分，照明系統的節能優化管理顯得非常重要。隨著科技的發展，建筑物內部照明特別是公共場所照明節能措施原來越多。如紅外感應燈、微波感應燈。根據《醫療建筑電氣設計規范》（JGJ 312—2013），第8.5.4 條：公共場所一般照明可由建筑設備監控系統或智能照明控制系統進行控制。針對醫院停車庫、公共走道的節能控制，目前最常規的是采用智能照明控制系統。智能照明控制系統由調光模塊、開關模塊、控制面板、液晶顯示觸摸器、智能傳感器、PC接口、監控計算機等部件組成，設計中可根據具體工程和需求進行增減。基于智能照明控制器和照明燈具回路，通過編程，可實現各種模式控制，如工作模式、休息模式、夜間模式等。

車庫智能照明系統，通常是按照交叉回路進行編號，將不同的車道、車位上的燈具設計盡可能多的回路，以便通過智能照明控制器進行多模式下的編程控制。該系統易通過時間或季節的變化編程控制或根據感光元器件進行自動控制，對于值班人員來說操作簡單、靈活方便，每年大約減少車庫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，根據走廊面積和長度，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景控制需求。

病房夜間照明接入智能照明控制系統，通過智能照明控制器，定時開啟、關閉。智能照明控制器引出控制面板，控制面板設置在每層護士站處，也可由護士站直接開啟或由值班室通過樓宇自控系統開啟或關閉。

智能照明控制系統作為樓宇智能控制系統的一個組成部分，它使用獨立的控制協議，能夠滿足對照明控制的要求。目前智能照明控制系統為BA 系統提供的接口大多數為現場總線通訊協議，而且產品具有多種接口單元，開發性好，支持常見的通訊協議，多個廠家的不同產品之間易于系統集成。智能照明控制系統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習的控制理論等逐步應用于實際工程，相信針對智能照明控制系統的應用和研究越來越廣泛。

針對辦公室、診室等一些辦公醫療場所，通常是采用就地控制措施。本工程采用點對點控制與平行外窗相結合的面板控制方式。同時對醫院管理系統提出加強辦公區用電管理及安全控制。醫院行政管理具有其特殊性，各級行政人員常有周末上班或加班情況，所以無法直接集中關閉整個辦公區的電源。用電管理的目的就是加強對員工的節電意識。有醫院已經借鑒日本和臺灣地區推行的一種企業對基層員工的管理模式：“品管圈”[5]。通過員工統計照明使用記錄，指定節電目標，分析原因，對策指定與實施，形成了一種有效的節電管理模式，該模式可節省照明用電量的63%。

4 總結

LED 作為一種高效節能、新型環保光源，目前正大規模應用于各類場所。醫院照明是體現醫院現代化形象的一個重要手段，本工程將LED平板燈、LED 燈帶、LED 筒燈應用于醫院各個部門房間，手術室采用LED光源專用無影燈，滿足各個部門對照明的不同需求，使醫院照明與其復雜房間功能特點相結合，提高了醫務工作人員的效率，緩解了醫務人員的精神與身體的疲勞；為醫生對病人的病情給以正確診斷、治療創造條件；給病人創造了一個舒適、清潔、安靜、輕松的康復就醫環境。同時，滿足了綠色照明的安全、節能、環保、舒適的要求。采用智能照明控制系統，將醫院的公共照明系統地集成在一起，通過多模式或多場景的控制方式，使醫院照明能夠在一種節能的模式下運行，極大的節約了照明系統的電費開支，同時集成在樓宇自控系統體系中，方便了醫院的管理要求。