醫(yī)院建筑電氣節(jié)能技術(shù)應(yīng)用

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摘要：文章從經(jīng)濟性、功能性、適宜性三個角度入手，簡要分析了電氣節(jié)能技術(shù)在醫(yī)院建筑中的應(yīng)用原則；圍繞供配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)以及空調(diào)系統(tǒng)三個部分，提出了電氣節(jié)能技術(shù)在醫(yī)院建筑中應(yīng)用的策略建議。

關(guān)鍵詞：醫(yī)院建筑；照明系統(tǒng)；節(jié)能降耗

引言

醫(yī)院建筑具有用電設(shè)備多、用電需求大、用電活動持續(xù)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(xué)有效的節(jié)能降耗路徑，既有助于降低醫(yī)院在能源方面的投入費用，提高醫(yī)院建筑的經(jīng)濟性運行能力，也在很大程度上符合了現(xiàn)代社會低碳節(jié)能的發(fā)展方向，對“綠色醫(yī)院”的建設(shè)變革起到助推作用。據(jù)此，我們有必要對電氣節(jié)能技術(shù)在醫(yī)院建筑中的應(yīng)用展開探究討論。

1電氣節(jié)能技術(shù)在醫(yī)院建筑中的應(yīng)用原則

1.1經(jīng)濟性原則

降低能源成本是醫(yī)院建筑應(yīng)用電氣節(jié)能技術(shù)的主要目的之一。所以，相關(guān)人員在設(shè)計、改造等實踐過程中，應(yīng)從經(jīng)濟型的角度作出考量，以免一些技術(shù)部分的建設(shè)投資或投用運行耗費過大，降低電氣節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用價值。

1.2功能性原則

基于醫(yī)院特殊的社會公共服務(wù)屬性，其用電質(zhì)量與用電可靠性極為重要。所以，在應(yīng)用電氣節(jié)能技術(shù)的過程當中，切不可將削弱建筑電氣系統(tǒng)功能作為代價，盲目地進行電能資源的節(jié)約降耗。在此基礎(chǔ)上，還應(yīng)盡量保證建筑電氣系統(tǒng)設(shè)計或改造方案中節(jié)能技術(shù)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(diào)控能力，促使建筑功能的進一步提升。

1.3適宜性原則

醫(yī)院開展常規(guī)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(guī)律的波動性特點。通常情況下，醫(yī)院建筑中電梯、空調(diào)以及各類醫(yī)療、辦公設(shè)備會在白天呈現(xiàn)出頻繁、持續(xù)的運行特點，進而形成極大的用電負荷。而到了夜間或節(jié)假日，絕大部分醫(yī)療設(shè)備、辦公設(shè)備將停止使用，電梯、空調(diào)等設(shè)備的啟動量也顯著減少，進而形成較低的用電負荷。在應(yīng)用電氣節(jié)能技術(shù)時，相關(guān)人員必須要了解醫(yī)院建筑的這一特點，繼而制定出適宜性、實際性的技術(shù)設(shè)計與改造計劃，以保障節(jié)能降耗方案的最終質(zhì)量。

2電氣節(jié)能技術(shù)在醫(yī)院建筑中的應(yīng)用策略

2.1醫(yī)院建筑供配電系統(tǒng)的節(jié)能降耗技術(shù)

第一，要對供電電壓進行合理選擇?；陔妷?、電流與功率之間的基本關(guān)系可知，在相同用電功率的背景下，供電系統(tǒng)的供電電壓越高，其電流流量越小。在此基礎(chǔ)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(wǎng)線損的降低。所以，結(jié)合醫(yī)院建筑的具體需求進行電壓設(shè)計優(yōu)化，可達到理想的節(jié)能降耗效果。標稱電壓與其送電能力、送電距離的關(guān)系如圖1所示。第二，要對變配電所進行科學(xué)選址。變配電所的建設(shè)位置與電網(wǎng)負荷的配電半徑、低壓配電距離密切相關(guān)。所以，在醫(yī)院建筑供配電系統(tǒng)的設(shè)計過程中，相關(guān)人員應(yīng)將變配電所布設(shè)在醫(yī)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(xiàn)電能資源的節(jié)約降耗。第三，運用有效的變壓器降耗技術(shù)。在醫(yī)院建筑供配電系統(tǒng)中，變壓器設(shè)備具有規(guī)模大、數(shù)量多、容量高等特點，且有空載損耗、負載損耗、介質(zhì)損耗等多種電能損耗形式，因此相關(guān)人員必須要這一方面的節(jié)能降耗技術(shù)提起重視。首先，應(yīng)選購市面上新型的高效節(jié)能變壓器設(shè)備，如S11、S13等，以此提高變壓器在配電運行過程中的自動調(diào)整能力，實現(xiàn)負載工況或空載工況下有功損耗量的降低；其次，應(yīng)對電網(wǎng)內(nèi)變壓器的分布結(jié)構(gòu)進行合理設(shè)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(jīng)濟化運用，避免因配電調(diào)度不均而引發(fā)的設(shè)備空載、負載現(xiàn)象，降低電能損耗的發(fā)生幾率；最后，對于帶有季節(jié)性特征的配電系統(tǒng)環(huán)節(jié)，如空調(diào)系統(tǒng)、采暖系統(tǒng)等，可將其變壓器與電網(wǎng)主體進行分離化處理。這樣一來，在空調(diào)、采暖的非使用季節(jié)，可停用相應(yīng)的變壓器設(shè)備，從而進一步避免設(shè)備空載，提升電能資源的節(jié)約量級。第四，運用有效的諧波治理技術(shù)。基于醫(yī)療服務(wù)的特殊性，醫(yī)院建筑中會存放、運行有大量的高次諧波源，如MRI設(shè)備、DR設(shè)備、伽馬刀、心電監(jiān)護儀、超聲診療儀等。據(jù)相關(guān)研究顯示，高次諧波污染是導(dǎo)致電力系統(tǒng)中電能質(zhì)量下降的主要“公害”之一，同時也是引發(fā)用電設(shè)備過熱、負載、老化等問題的核心因素。所以，相關(guān)人員在節(jié)能降耗的方案制定過程中，有必要實施出科學(xué)有效的諧波治理技術(shù)。從安裝結(jié)構(gòu)、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(shè)到醫(yī)院建筑的可磁共振室、病房等區(qū)域，可通過低阻抗旁路實現(xiàn)目標頻率諧波電流的有效分流，進而降低諧波對電力系統(tǒng)、用電設(shè)備的干擾性，為電能資源的節(jié)約利用做出保障。

2.2醫(yī)院建筑照明系統(tǒng)的節(jié)能降耗技術(shù)

據(jù)相關(guān)調(diào)查顯示，醫(yī)院建筑的整體用電負荷中，照明系統(tǒng)的負荷占比高達30％。所以，將照明系統(tǒng)作為節(jié)能降耗的技術(shù)優(yōu)化對象，也是極有必要的。具體來講：首先，應(yīng)做好照明燈具的合理選擇。現(xiàn)階段，市面上常見的燈具主要有發(fā)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(guān)人員在進行照明系統(tǒng)設(shè)計時，應(yīng)盡量選擇發(fā)光二極管、三基色直管熒光燈等節(jié)能型燈具，并配備出節(jié)能鎮(zhèn)流器、電子鎮(zhèn)流器等裝置，以此提高燈具的功率因數(shù)，強化電能資源在照明系統(tǒng)中的利用效能。其次，應(yīng)做好照明燈具的距離調(diào)整。根據(jù)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(fā)光強度）可知，將光源與照明對象之間的距離成倍數(shù)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?；诖?，相關(guān)人員在設(shè)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(shè)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(yīng)用這兩種技術(shù)策略，可“殊途同歸”地實現(xiàn)電能資源的節(jié)約降耗。最后，應(yīng)做好控制方式的優(yōu)化設(shè)計。照明系統(tǒng)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(guān)實現(xiàn)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(yù)設(shè)程序，進行照明系統(tǒng)的自動化或智能化調(diào)整。從當前來看，將光學(xué)傳感器、電子時鐘模塊、驅(qū)動控制器、單片機等裝置器件布設(shè)到照明系統(tǒng)的電力回路當中，可形成定時控制、動態(tài)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(xiàn)光照需求與照明供應(yīng)的高度匹配，進而避免照明電能的過度浪費。

2.3醫(yī)院建筑空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能降耗技術(shù)

空調(diào)系統(tǒng)也是醫(yī)院建筑電能消耗的主要部分，且與醫(yī)院環(huán)境服務(wù)質(zhì)量存在直接關(guān)聯(lián)。相關(guān)人員在進行這一系統(tǒng)的節(jié)能降耗技術(shù)設(shè)計時，一方面應(yīng)選用新式變頻節(jié)能空調(diào)，或?qū)υ锌照{(diào)設(shè)備進行節(jié)能調(diào)速改造，使空調(diào)系統(tǒng)可根據(jù)不同環(huán)境溫度進行工況的動態(tài)調(diào)整，從而防止空調(diào)設(shè)備持續(xù)處在大功率、高負荷的運行狀態(tài)，降低電能資源的額外損耗；另一方面，可在空調(diào)系統(tǒng)中應(yīng)用調(diào)峰蓄能技術(shù)。在夜間低負荷時期，空調(diào)系統(tǒng)中流通的電能資源儲存到蓄電池結(jié)構(gòu)中；在白天高負荷時期，再將繼續(xù)的電能釋放出來，進而形成削峰填谷的效果，保障空調(diào)系統(tǒng)的經(jīng)濟運行與壽命穩(wěn)定。

3結(jié)束語

總而言之，醫(yī)院建筑的用電體系較為復(fù)雜，其電能資源消耗的涉及環(huán)節(jié)也比較多。所以，相關(guān)人員在制定設(shè)計、改造的技術(shù)方案時，應(yīng)著眼于供配電、照明、空調(diào)等多個系統(tǒng)環(huán)節(jié)，實施出設(shè)備選型、模式優(yōu)化等合理的技術(shù)措施，以便在保障用電質(zhì)量的前提下，實現(xiàn)電能資源的有效節(jié)約。

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作者：施宇光 單位：常州市第一人民醫(yī)院