电气节能技术在医院建筑中的应用策略研究

电气节能技术在医院建筑中的应用策略研究

谭海冰

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摘要：医院建筑具有用电设备多、用电需求大、用电活动持续等特点，故而会在日常运行中形成大量级的电能资源消耗。在此背景下，寻找出科学有效的节能降耗路径，既有助于降低医院在能源方面的投入费用，提高医院建筑的经济性运行能力，也在很大程度上符合了现代社会低碳节能的发展方向，对“绿色医院”的建设变革起到助推作用。据此，我们有必要对电气节能技术在医院建筑中的应用展开探究讨论。本文从经济性、功能性、适宜性三个角度入手，简要分析了电气节能技术在医院建筑中的应用原则;围绕供配电系统、照明系统以及空调系统三个部分，提出了电气节能技术在医院建筑中应用的策略建议。

关键词：医院建筑；照明系统；节能损耗

1 电气节能技术在医院建筑中的应用原则

1.1 经济性原则

降低能源成本是医院建筑应用电气节能技术的主要目的之一。所以，相关人员在设计、改造等实践过程中，应从经济型的角度作出考量，以免一些技术部分的建设投资或投用运行耗费过大，降低电气节能技术的应用价值。

1.2 功能性原则

基于医院特殊的社会公共服务属性，其用电质量与用电可靠性极为重要。所以，在应用电气节能技术的过程当中，切不可将削弱建筑电气系统功能作为代价，盲目地进行电能资源的节约降耗。在此基础上，还应尽量保证建筑电气系统设计或改造方案中节能技术的先进性，从而在降低建筑能耗的同时，赋予建筑以自动化、智能化的调控能力，促使建筑功能的进一步提升。

1.3 适宜性原则

医院开展常规性诊疗活动的时间比较固定，故而在建筑耗电方面存在比较规律的波动性特点。通常情况下，医院建筑中电梯、空调以及各类医疗、办公设备会在白天呈现出频繁、持续的运行特点，进而形成极大的用电负荷。而到了夜间或节假日，绝大部分医疗设备、办公设备将停止使用，电梯、空调等设备的启动量也显著减少，进而形成较低的用电负荷。在应用电气节能技术时，相关人员必须要了解医院建筑的这一特点，继而制定出适宜性、实际性的技术设计与改造计划，以保障节能降耗方案的最终质量。

2 电气节能技术在医院建筑中的应用策略

2.1 医院建筑供配电系统的节能降耗技术

第一，要对供电电压进行合理选择。基于电压、电流与功率之间的基本关系可知，在相同用电功率的背景下，供电系统的供电电压越高，其电流流量越小。在此基础上，电流流量的减小，也就意味着供配电缆线横截面积的缩小以及电网线损的降低。所以，结合医院建筑的具体需求进行电压设计优化，可达到理想的节能降耗效果。标称电压与其送电能力、送电距离的关系如图1所示。

第二，要对变配电所进行科学选址。变配电所的建设位置与电网负荷的配电半径、低压配电距离密切相关。所以，在医院建筑供配电系统的设计过程中，相关人员应将变配电所布设在医院建筑的负荷中心处，以此達到减小配电半径、缩短低压配电距离的效果，实现电能资源的节约降耗。

第三，运用有效的变压器降耗技术。在医院建筑供配电系统中，变压器设备具有规模大、数量多、容量高等特点，且有空载损耗、负载损耗、介质损耗等多种电能损耗形式，因此相关人员必须要这一方面的节能降耗技术提起重视。首先，应选购市面上新型的高效节能变压器设备，如S11、S13等，以此提高变压器在配电运行过程中的自动调整能力，实现负载工况或空载工况下有功损耗量的降低;其次，应对电网内变压器的分布结构进行合理设计，将变压器的负荷率维持在75%至85%之间。这样一来，可保证变压器的健康化、经济化运用，避免因配电调度不均而引发的设备空载、负载现象，降低电能损耗的发生几率;最后，对于带有季节性特征的配电系统环节，如空调系统、采暖系统等，可将其变压器与电网主体进行分离化处理。这样一来，在空调、采暖的非使用季节，可停用相应的变压器设备，从而进一步避免设备空载，提升电能资源的节约量级。

第四，运用有效的谐波治理技术。基于医疗服务的特殊性，医院建筑中会存放、运行有大量的高次谐波源，如MRI设备、DR设备、伽马刀、心电监护仪、超声诊疗仪等。据相关研究显示，高次谐波污染是导致电力系统中电能质量下降的主要“公害”之一，同时也是引发用电设备过热、负载、老化等问题的核心因素。所以，相关人员在节能降耗的方案制定过程中，有必要实施出科学有效的谐波治理技术。从安装结构、投入成本、维护便捷性等角度进行考量，可将无源滤波器作为高次谐波污染的治理首选。将其布设到医院建筑的可磁共振室、病房等区域，可通过低阻抗旁路实现目标频率谐波电流的有效分流，进而降低谐波对电力系统、用电设备的干扰性，为电能资源的节约利用做出保障。

2.2 医院建筑照明系统的节能降耗技术

据相关调查显示，医院建筑的整体用电负荷中，照明系统的负荷占比高达30%。所以，将照明系统作为节能降耗的技术优化对象，也是极有必要的。具体来讲：

首先，应做好照明灯具的合理选择。现阶段，市面上常见的灯具主要有发光二极管、高频无极灯、金属卤化物灯、紧凑型荧光灯、三基色直管荧光灯等。相关人员在进行照明系统设计时，应尽量选择发光二极管、三基色直管荧光灯等节能型灯具，并配备出节能镇流器、电子镇流器等装置，以此提高灯具的功率因数，强化电能资源在照明系统中的利用效能。

其次，应做好照明灯具的距离调整。根据光照度第一定律E=IR2（E为光照度，R为光源与照明对象之间的距离，I为光源的发光强度）可知，将光源与照明对象之间的距离成倍数放大，其光照面积将扩大至4倍以上。但与此同时，随着光照面积的扩大，光照的强度也会有所减弱。基于此，相关人员在设计光照强度需求较低的建筑空间时，可适当增大灯具的水平高度，从而达到扩大光照面积，减少灯具用量的效果。而在设计光照强度需求较高的建筑空间时，也可适当降低灯具的水平高度，从而在灯具功率不变的情况下，达到提高光照强度的效果。通过应用这两种技术策略，可“殊途同归”地实现电能资源的节约降耗。

最后，应做好控制方式的优化设计。照明系统的控制方式主要有人工控制与自动控制两种。前者主要基于固定开关实现照明电路的投切以及灯具功率的变更，后者则通过声音、激光、时钟、光感等传感机制或预设程序，进行照明系统的自动化或智能化调整。从当前来看，将光学传感器、电子时钟模块、驱动控制器、单片机等装置器件布设到照明系统的电力回路当中，可形成定时控制、动态控制、集中控制等多种自动控制机制。与人工控制相比，此类控制方式适宜性更强，敏感度更高，有助于实现光照需求与照明供应的高度匹配，进而避免照明电能的过度浪费。

2.3 医院建筑空调系统的节能降耗技术

空调系统也是医院建筑电能消耗的主要部分，且与医院环境服务质量存在直接关联。相关人员在进行这一系统的节能降耗技术设计时，一方面应选用新式变频节能空调，或对原有空调设备进行节能调速改造，使空调系统可根据不同环境温度进行工况的动态调整，从而防止空调设备持续处在大功率、高负荷的运行状态，降低电能资源的额外损耗;另一方面，可在空调系统中应用调峰蓄能技术。在夜间低负荷时期，空调系统中流通的电能资源储存到蓄电池结构中;在白天高负荷时期，再将继续的电能释放出来，进而形成削峰填谷的效果，保障空调系统的经济运行与寿命稳定。

3 结束语

总而言之，医院建筑的用电体系较为复杂，其电能资源消耗的涉及环节也比较多。所以，相关人员在制定设计、改造的技术方案时，应着眼于供配电、照明、空调等多个系统环节，实施出设备选型、模式优化等合理的技术措施，以便在保障用电质量的前提下，实现电能资源的有效节约。

参考文献：

[1]高云，段修菊.綜合医院电气节能技术措施探讨[J].能源与节能，2020（05）：45-46.