医院照明系统节能及效益分析

宋鹰

（福建医科大学附属第一医院 福州 350005）

1 医院照明节能的意义

(1)在医院能耗中,照明系统的能耗占到了一定比例。以台湾林口长庚医学中心的能耗结构为例,电力消耗是医院的主要能耗,所占比例约为64%,而其中空调、照明和插座方面又占据了约84%的电力消耗,所以降低空调、照明和插座的能耗成为医院节能的重点工作。因此照明节能对控制医院整体能耗影响明显。

(2)改造原有照明系统,使用新型节能产品,有助于提升医院空间环境的整体舒适度,以及改善医疗工作人员的工作环境及病患者的医疗环境。分析表明,外界各种信息对人类五官影响最大的是眼睛,即视觉。眼睛摄取外界资讯的能力可高达87%,人类的各种活动都与照明息息相关,可见照明非常重要。正因为如此,在照明节能的同时不能牺牲视觉舒适度,这也大大了增加了医院照明节能工作的难度。

2 医院照明设计及能耗分析

医院的职能和普通民用建筑有着显著不同,而且由于医院部门众多,因功能不同而造成照明设计要求不同的现象十分常见。因此医院的照明设计有其特殊性,既要考虑到各种医疗操作的照明需求,又要考虑到病患者和医护人员照明环境的舒适感,相应的照明节能手段也要进行具体的能耗分析和可行性论证,不能实行“一刀切”。

2.1 照度及照明品质

照度是照明的重要参数,它指的是物体被照亮的程度,采用单位面积所接受的光通量来表示,它的单位勒克斯(Lux,lx)。可以把照度简单理解成亮度。除照度之外,还有几个影响照明品质的重要参数,如辉度、眩光、演色性以及色温。辉度,简单而言是指刺眼的程度,而眩光是指令人不舒服的照明,这2个参数都直接影响照明的舒适度。演色性指的是该光照条件下,被照物体颜色的逼真程度。色温指的是人对灯光的一种心理感觉,这2个参数很大程度上影响人们对物体真实颜色的判断。

2.2 医院照明设计

医院在建筑设计时便要考虑结合自然光,降低人工照明使用率的方法,以便达到节能减排的目的。设计合理,可以降低不少能耗,如门诊室和急诊室,一般应充分利用自然光。

在医院的照明设计中,存在一些照明要求比较高的地方,为了满足这些要求,需要使用一些高照度(300lx以上)的照明灯,如急诊室在阴雨天和夜间情况下的使用。另外一些医疗设备在维护或辅助手术治疗的情况下,也需要保持在300lx以上的照度。病房区对照度要求比较低(通常是150lx以下),可以选用一些低照度的节能产品作为主要照明,大部分的医疗设备对照度的要求也不高,不过考虑到荧光灯对一些医疗设备的干扰,通常采用直流电源或白炽灯。

除了照度之外,医院对照明品质也有严格的要求,如在诊室里,为了便于医生看清病人身体各部位的异常细小变化等,通常要选用一些高演色性、色温3500K的荧光灯。在急诊观察室、治疗室中,适宜采用漫反射型灯具,以便减少眩光。因此在采用一些节能型产品时,要注意保证照明品质。

综上,医院在照明节能设计主要考虑2点:多利用自然光和降低高照度照明灯的能耗。

3 医院照明节能技术分析

医院在改造原有照明系统,降低照明能耗时应该清楚地了解照明节能的原理和照明节能的几种方式,综合对比不同照明节能方式的优劣,同时应该对市面上的各种照明节能产品进行对比分析,以达到效益最大化。

3.1 照明节能的理论基础

(1)照明配电系统电压会发生可允许范围的偏差。这样有时电压过高时,灯具就会产生不必要的能耗,所以通过降压稳压既可节约能源又能保护灯具。

(2)灯具的供电电压超过额定10%时,寿命便会减半;而低于额定10%时,寿命就会加倍,但照度比额定电压下只衰减7%,所以完全可以在不牺牲照明品质的情况下,降低工作电压来技能。

(3)人的眼睛对光的敏感度和灯光的照度之间不是线性关系,而是呈对数关系,这意味着要让人眼感觉到亮度提升1倍,就必须提升灯光10倍的照度。因此可以在不影响人眼感知的前提下实现照明节能。

3.2 照明节能的方式

理想情况下,医院在照明设计之初便应该使用高效节能灯具。照明技术迄今为止主要经历了3次革新,从第一代白炽灯到第二代的荧光灯,再到第三代的高强度气体放电灯(高压钠灯、HID等),每一次的革新都能带来用电效率提升和光照指标的上升。

然而现实中很多医院在设计照明之初并没有使用高效光源的照明系统,如果更换灯具不仅会造成工程量大的问题,而且由于高效节能产品价格比普通灯具要贵5～10倍,前期的更换成本也很大。另外也可以通过对单灯灯具进行改造,通过单灯变频降流来控制灯具的消耗功率,但是这样同样存在工程量大、改造和维护成本高的缺陷。

在灯具不好更换和改造的情况下,最经济性的一种解决方案是对供电回路系统进行降压稳压,这个方案不但成本低,而且有电路改造工程量小、项目实施简单、操作维护方便等优点。

另外由于灯具在接近寿命年限时,照度会比设计值大幅度降低,因此如果对灯具进行日常维护,就可以节省新灯具的能耗和开支。维护项目主要为清扫灯管灯具、更换不亮灯管、天花板和墙壁的重新油漆等。

4 照明改造效益分析

从长远来看,为了更好地节能减排,提高医院的经济和社会效益,必须对医院现有的照明系统进行改造。

医院的照明产品主要是荧光灯,占很大比例,是照明节能最主要的对象。没有进行照明系统改造的医院多采取传统T8荧光灯、白炽灯等,这类灯发光效率低、耗电量大、寿命低。可以使用发光效率更高、更节能、寿命更高的新型光源来代替,如T5荧光灯、发光二极管等。

表1 2种灯光所带效益比较

使用T5(高效荧光灯+电子镇流器)代替T8(荧光灯+电感镇流器)之后,按同等照度设计,可节电40%～60%,同时演色性从70提高到85,改善了照明环境,提高了医院人员工作舒适度。下面根据2种灯光的参数做一个简单的效益对比分析,由下表可知,改用1000支T5荧光灯每年大约可以节省68120元。

[1]张绍昌,庾润东.建筑照明控制系统与节能[J].深圳工程质量,2005,3(15).

[2] 林卫东.建筑照明节能研究[J].福建建筑,2005(2).

[3] 章迎钜.医院照明及其照度选择[J].建筑电气,1998(4).