醫院建筑電氣節能技術應用

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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

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：

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作者：施宇光 單位：常州市第一人民醫院