電氣節能技術在醫院建筑中的應用微析

施宇光

摘? 要：文章從經濟性、功能性、適宜性三個角度入手，簡要分析了電氣節能技術在醫院建筑中的應用原則;圍繞供配電系統、照明系統以及空調系統三個部分，提出了電氣節能技術在醫院建筑中應用的策略建議。

關鍵詞：醫院建筑;照明系統;節能降耗

中圖分類號：TU85 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2020）30-0155-02

Abstract： This paper briefly analyzes the application principles of electrical energy saving technology in hospital buildings from the perspectives of economy， function and suitability. Based on the power supply and distribution system， lighting system and air conditioning system， this paper puts forward some suggestions on the application of electrical energy saving technology in hospital buildings.

Keywords： hospital building; lighting system; saving energy and reducing consumption

引言

醫院建筑具有用電設備多、用電需求大、用電活動持續等特點，故而會在日常運行中形成大量級的電能資源消耗。在此背景下，尋找出科學有效的節能降耗路徑，既有助于降低醫院在能源方面的投入費用，提高醫院建筑的經濟性運行能力，也在很大程度上符合了現代社會低碳節能的發展方向，對“綠色醫院”的建設變革起到助推作用。據此，我們有必要對電氣節能技術在醫院建筑中的應用展開探究討論。

1 電氣節能技術在醫院建筑中的應用原則

1.1 經濟性原則

降低能源成本是醫院建筑應用電氣節能技術的主要目的之一。所以，相關人員在設計、改造等實踐過程中，應從經濟型的角度作出考量，以免一些技術部分的建設投資或投用運行耗費過大，降低電氣節能技術的應用價值。

1.2 功能性原則

基于醫院特殊的社會公共服務屬性，其用電質量與用電可靠性極為重要。所以，在應用電氣節能技術的過程當中，切不可將削弱建筑電氣系統功能作為代價，盲目地進行電能資源的節約降耗。在此基礎上，還應盡量保證建筑電氣系統設計或改造方案中節能技術的先進性，從而在降低建筑能耗的同時，賦予建筑以自動化、智能化的調控能力，促使建筑功能的進一步提升。

1.3 適宜性原則

醫院開展常規性診療活動的時間比較固定，故而在建筑耗電方面存在比較規律的波動性特點。通常情況下，醫院建筑中電梯、空調以及各類醫療、辦公設備會在白天呈現出頻繁、持續的運行特點，進而形成極大的用電負荷。而到了夜間或節假日，絕大部分醫療設備、辦公設備將停止使用，電梯、空調等設備的啟動量也顯著減少，進而形成較低的用電負荷。在應用電氣節能技術時，相關人員必須要了解醫院建筑的這一特點，繼而制定出適宜性、實際性的技術設計與改造計劃，以保障節能降耗方案的最終質量。

2 電氣節能技術在醫院建筑中的應用策略

2.1 醫院建筑供配電系統的節能降耗技術

第一，要對供電電壓進行合理選擇。基于電壓、電流與功率之間的基本關系可知，在相同用電功率的背景下，供電系統的供電電壓越高，其電流流量越小。在此基礎上，電流流量的減小，也就意味著供配電纜線橫截面積的縮小以及電網線損的降低。所以，結合醫院建筑的具體需求進行電壓設計優化，可達到理想的節能降耗效果。標稱電壓與其送電能力、送電距離的關系如圖1所示。

第二，要對變配電所進行科學選址。變配電所的建設位置與電網負荷的配電半徑、低壓配電距離密切相關。所以，在醫院建筑供配電系統的設計過程中，相關人員應將變配電所布設在醫院建筑的負荷中心處，以此達到減小配電半徑、縮短低壓配電距離的效果，實現電能資源的節約降耗。

第三，運用有效的變壓器降耗技術。在醫院建筑供配電系統中，變壓器設備具有規模大、數量多、容量高等特點，且有空載損耗、負載損耗、介質損耗等多種電能損耗形式，因此相關人員必須要這一方面的節能降耗技術提起重視。首先，應選購市面上新型的高效節能變壓器設備，如S11、S13等，以此提高變壓器在配電運行過程中的自動調整能力，實現負載工況或空載工況下有功損耗量的降低;其次，應對電網內變壓器的分布結構進行合理設計，將變壓器的負荷率維持在75%至85%之間。這樣一來，可保證變壓器的健康化、經濟化運用，避免因配電調度不均而引發的設備空載、負載現象，降低電能損耗的發生幾率;最后，對于帶有季節性特征的配電系統環節，如空調系統、采暖系統等，可將其變壓器與電網主體進行分離化處理。這樣一來，在空調、采暖的非使用季節，可停用相應的變壓器設備，從而進一步避免設備空載，提升電能資源的節約量級。

第四，運用有效的諧波治理技術。基于醫療服務的特殊性，醫院建筑中會存放、運行有大量的高次諧波源，如MRI設備、DR設備、伽馬刀、心電監護儀、超聲診療儀等。據相關研究顯示，高次諧波污染是導致電力系統中電能質量下降的主要“公害”之一，同時也是引發用電設備過熱、負載、老化等問題的核心因素。所以，相關人員在節能降耗的方案制定過程中，有必要實施出科學有效的諧波治理技術。從安裝結構、投入成本、維護便捷性等角度進行考量，可將無源濾波器作為高次諧波污染的治理首選。將其布設到醫院建筑的可磁共振室、病房等區域，可通過低阻抗旁路實現目標頻率諧波電流的有效分流，進而降低諧波對電力系統、用電設備的干擾性，為電能資源的節約利用做出保障。

2.2 醫院建筑照明系統的節能降耗技術

據相關調查顯示，醫院建筑的整體用電負荷中，照明系統的負荷占比高達30%。所以，將照明系統作為節能降耗的技術優化對象，也是極有必要的。具體來講：

首先，應做好照明燈具的合理選擇。現階段，市面上常見的燈具主要有發光二極管、高頻無極燈、金屬鹵化物燈、緊湊型熒光燈、三基色直管熒光燈等。相關人員在進行照明系統設計時，應盡量選擇發光二極管、三基色直管熒光燈等節能型燈具，并配備出節能鎮流器、電子鎮流器等裝置，以此提高燈具的功率因數，強化電能資源在照明系統中的利用效能。

其次，應做好照明燈具的距離調整。根據光照度第一定律E=IR2（E為光照度，R為光源與照明對象之間的距離，I為光源的發光強度）可知，將光源與照明對象之間的距離成倍數放大，其光照面積將擴大至4倍以上。但與此同時，隨著光照面積的擴大，光照的強度也會有所減弱。基于此，相關人員在設計光照強度需求較低的建筑空間時，可適當增大燈具的水平高度，從而達到擴大光照面積，減少燈具用量的效果。而在設計光照強度需求較高的建筑空間時，也可適當降低燈具的水平高度，從而在燈具功率不變的情況下，達到提高光照強度的效果。通過應用這兩種技術策略，可“殊途同歸”地實現電能資源的節約降耗。

最后，應做好控制方式的優化設計。照明系統的控制方式主要有人工控制與自動控制兩種。前者主要基于固定開關實現照明電路的投切以及燈具功率的變更，后者則通過聲音、激光、時鐘、光感等傳感機制或預設程序，進行照明系統的自動化或智能化調整。從當前來看，將光學傳感器、電子時鐘模塊、驅動控制器、單片機等裝置器件布設到照明系統的電力回路當中，可形成定時控制、動態控制、集中控制等多種自動控制機制。與人工控制相比，此類控制方式適宜性更強，敏感度更高，有助于實現光照需求與照明供應的高度匹配，進而避免照明電能的過度浪費。

2.3 醫院建筑空調系統的節能降耗技術

空調系統也是醫院建筑電能消耗的主要部分，且與醫院環境服務質量存在直接關聯。相關人員在進行這一系統的節能降耗技術設計時，一方面應選用新式變頻節能空調，或對原有空調設備進行節能調速改造，使空調系統可根據不同環境溫度進行工況的動態調整，從而防止空調設備持續處在大功率、高負荷的運行狀態，降低電能資源的額外損耗;另一方面，可在空調系統中應用調峰蓄能技術。在夜間低負荷時期，空調系統中流通的電能資源儲存到蓄電池結構中;在白天高負荷時期，再將繼續的電能釋放出來，進而形成削峰填谷的效果，保障空調系統的經濟運行與壽命穩定。

3 結束語

總而言之，醫院建筑的用電體系較為復雜，其電能資源消耗的涉及環節也比較多。所以，相關人員在制定設計、改造的技術方案時，應著眼于供配電、照明、空調等多個系統環節，實施出設備選型、模式優化等合理的技術措施，以便在保障用電質量的前提下，實現電能資源的有效節約。

參考文獻：

[1]高云，段修菊.綜合醫院電氣節能技術措施探討[J].能源與節能，2020（05）：45-46.

[2]尚慶武，王樂平，謝林森.綠色三甲醫院建筑電氣系統的節能思考[C].中國醫學裝備協會、《中國醫學裝備》雜志社，2018：346-348. [3]郭秀忠.淺談實現醫院電氣能源管理與節能的措施[J].河南建材，2018（02）：121-122.