智能照明及控制系統(tǒng)在醫(yī)院建筑中的應(yīng)用

任運(yùn)業(yè)

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：現(xiàn)階段，我國(guó)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展水平不斷提高，為智能照明系統(tǒng)的發(fā)展帶來了新的契機(jī)。文章主要介紹了幾類智能照明系統(tǒng)，分析了其優(yōu)點(diǎn)，并介紹了智能照明系統(tǒng)在醫(yī)院建筑中的具體應(yīng)用，具有一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：智能照明系統(tǒng)；智能建筑；節(jié)能

0、引言

智能照明系統(tǒng)是電磁調(diào)壓及電子感應(yīng)技術(shù)的延伸，改變照明電路中由于不平衡負(fù)荷帶來的額外損耗，利用提高功率因數(shù)來降低照明電器的工作溫度，實(shí)現(xiàn)智能照明。智能建筑是指將建筑物的結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)、管理等因素組成用戶所需求的組合，給用戶提供一個(gè)便利、快捷的居住環(huán)境。文章介紹智能照明系統(tǒng)在智能建筑中的實(shí)際應(yīng)用。

1、傳統(tǒng)照明系統(tǒng)存在的問題

智能照明系統(tǒng)是基于傳統(tǒng)照明發(fā)展而來的，因此針對(duì)傳統(tǒng)照明系統(tǒng)存在的問題進(jìn)行分析，可以不斷改進(jìn)智能照明系統(tǒng)，完善其照明功能。以醫(yī)院建筑為例，分析傳統(tǒng)照明系統(tǒng)存在的主要問題。

1.1 照明系統(tǒng)布局不合理，規(guī)劃不科學(xué)

燈光照明在醫(yī)院不同區(qū)域，其布局和設(shè)計(jì)也各不相同。通常，傳統(tǒng)模式基于設(shè)計(jì)一體化，在各個(gè)區(qū)域均采用統(tǒng)一方案，沒有考慮醫(yī)院實(shí)際情況，造成部分地方照明亮度不足，而部分地方則亮度過高，從而影響整體的照明效果。

1.2 照明燈具不能與時(shí)俱進(jìn)

醫(yī)院的燈光對(duì)醫(yī)院工作者和患者都有著重要的作用，可是醫(yī)院的燈具暴露出來一些問題，如光源暴露、遮光角過大、燈具產(chǎn)品頻閃嚴(yán)重、顯色性低，色溫不一致、出光效率低等，同時(shí)部分損壞燈具未能及時(shí)得以更換，這些問題都將影響其照明效果。

2、智能照明系統(tǒng)分類及其工作原理

控制系統(tǒng)是智能照明的根本所在，其原理是根據(jù)不同的時(shí)間、亮度控制不同區(qū)域的照明設(shè)備，是智能家居的核心組成部分。智能照明系統(tǒng)之所以深受廣大人民的喜愛，主要是因?yàn)榭梢噪S亮度進(jìn)行編程控制，人們可以根據(jù)不同的需求進(jìn)行提前設(shè)定。這些提前設(shè)定的系統(tǒng)稱為場(chǎng)景，可以讓調(diào)光器系統(tǒng)或者中央建筑控制系統(tǒng)通過編程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)用。智能照明系統(tǒng)類型較多，主要分為以下幾類。

2.1 遙控照明

遙控照明是通過無線電信號(hào)來控制燈具的一種控制方法，具有簡(jiǎn)單、方便的特點(diǎn)。該控制技術(shù)已經(jīng)非常成熟，采用數(shù)碼控制的效果替換傳統(tǒng)機(jī)械開關(guān)進(jìn)行控制。這種控制技術(shù)主要是通過無線數(shù)字識(shí)別，可以讓每個(gè)開關(guān)獨(dú)立工作，不是彼此依存，因此不存在干擾行為。但是，無線數(shù)碼技術(shù)存在以下問題：遙控器指向難以把控，接收器接收信息的準(zhǔn)確性難以感應(yīng)。無線射頻遙控?zé)o方向性，其信號(hào)無輻射且具有很強(qiáng)的穿透力，開關(guān)方便更換，而且安裝時(shí)接線簡(jiǎn)單，僅需要將開關(guān)和電燈直接連接，不影響房間的布局和美觀。

2.2 感應(yīng)照明

感應(yīng)照明的介質(zhì)是人，人體散發(fā)熱量，產(chǎn)生特定波長(zhǎng)的紅外線，感應(yīng)照明通過對(duì)特定波長(zhǎng)來判定是否有人經(jīng)過，從而控制照明燈具的開關(guān)。感應(yīng)照明具有延時(shí)性，這是其與遙控開關(guān)的區(qū)別。根據(jù)感應(yīng)照明這一延時(shí)特性，可以控制其范圍內(nèi)的燈光，實(shí)現(xiàn)人來則亮，人走則滅的功能。

2.3 觸感照明

觸感照明通過在相關(guān)設(shè)備內(nèi)設(shè)置感應(yīng)芯片，主要采用的是電容感應(yīng)，手的觸摸可以改變電容，以此控制開關(guān)。智能照明系統(tǒng)多種多樣，不同的設(shè)備具有不同的工作原理，但目的都是服務(wù)用戶，實(shí)現(xiàn)智能控制的普及化。

3、智能照明系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，智能化覆蓋了各行各業(yè)。人們的生活水平不斷提高，消費(fèi)水平不斷提高，對(duì)居住環(huán)境的智能化、舒服性的要求也不斷提高。智能化照明系統(tǒng)的應(yīng)用 , 能讓建筑物內(nèi)部各種用電設(shè)備節(jié)約能源，提高設(shè)備的使用壽命。智能照明系統(tǒng)對(duì)電子設(shè)備的作用會(huì)較明顯，實(shí)現(xiàn)了對(duì)各種用電設(shè)備的控制。其中，智能調(diào)光控制系統(tǒng)可以讓室內(nèi)的燈光根據(jù)建筑物外部的光度變化，對(duì)自然光進(jìn)行合理的利用，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源。

4、智能照明系統(tǒng)在醫(yī)院智能建筑中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)

智能照明系統(tǒng)是智能建筑基本的設(shè)施，具有非常重要的地位。醫(yī)院是一個(gè)時(shí)刻都需要保持設(shè)備安全的場(chǎng)所，照明設(shè)備是醫(yī)院設(shè)備的基礎(chǔ)，是醫(yī)院照明系統(tǒng)的根本所在。

智能照明系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)照明控制智能化的基礎(chǔ)上，還可提高工作效率和管理水平，能實(shí)現(xiàn)可觀的節(jié)能效用，減少維護(hù)費(fèi)用，這些優(yōu)勢(shì)使其在醫(yī)院建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用越來越廣泛。

4.1 實(shí)現(xiàn)照明自動(dòng)調(diào)節(jié)

智能照明系統(tǒng)可以使醫(yī)院的照明設(shè)備處于全自動(dòng)控制狀態(tài)。通過事先對(duì)照明設(shè)備進(jìn)行合理分配，可以事先對(duì)照明設(shè)備根據(jù)智能醫(yī)院的需求時(shí)間進(jìn)行編程化管理，合理利用照明設(shè)備，進(jìn)行有序的全自動(dòng)切換。例如，休息時(shí)間，智能照明系統(tǒng)通過編程，切換到舒服工作狀態(tài)，自動(dòng)調(diào)節(jié)各個(gè)區(qū)域的亮度，開啟時(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。在無人區(qū)，照明設(shè)備自動(dòng)關(guān)閉；檢測(cè)到有人時(shí)，將燈光調(diào)整到合適的亮度。通過編程，產(chǎn)生固定的工作模式，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)建筑開關(guān)的智能控制，營(yíng)造滿足不同時(shí)間，不同需求的環(huán)境。

4.2 改善工作效率和工作環(huán)境

在傳統(tǒng)照明系統(tǒng)中，日光燈會(huì)有 100 Hz 的頻率閃動(dòng)，這種頻閃會(huì)讓工作人員的眼睛產(chǎn)生疲勞，降低其工作效率，而智能照明系統(tǒng)中的可調(diào)光電子鎮(zhèn)流器工作在較高的頻率，達(dá)到 7000 Hz，可以讓燈光保持穩(wěn)定。

4.3 實(shí)現(xiàn)節(jié)能降本

智能照明系統(tǒng)對(duì)大多數(shù)燈具進(jìn)行智能調(diào)光，根據(jù)室外光的強(qiáng)弱，自動(dòng)調(diào)整室內(nèi)光的強(qiáng)度，讓室內(nèi)的光強(qiáng)度始終保持在一個(gè)恒定值，充分利用自然光，達(dá)到節(jié)能的目的。

智能照明系統(tǒng)讓傳統(tǒng)的照明系統(tǒng)機(jī)械化開關(guān)變成可智能化、可編程化管理，能夠讓整樓的管理者將管理意識(shí)運(yùn)用到照明系統(tǒng)中，以減少大樓的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用，提升回報(bào)率。

5、智能照明系統(tǒng)在醫(yī)院智能建筑中的具體應(yīng)用

智能照明系統(tǒng)由于其自身具有的優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用在門診大廳、護(hù)士工作區(qū)域、公共區(qū)域、特別區(qū)域等。

5.1 門診大廳

在白天，可以讓光線感應(yīng)到自動(dòng)控制大廳的照度。根據(jù)光照度強(qiáng)弱，將相應(yīng)的燈光開啟或者關(guān)閉，能夠讓門診大廳保持照度達(dá)到一個(gè)恒定值，以達(dá)到節(jié)能的目的。

在夜間，可一根據(jù)患者數(shù)量以及不醫(yī)院的光照來進(jìn)行調(diào)節(jié)亮度。通過光線的感應(yīng)以便于控制大廳的窗簾，在夏天光線強(qiáng)烈時(shí)，自動(dòng)放下窗簾，以調(diào)節(jié)亮度。

5.2 護(hù)士工作區(qū)域

在護(hù)士工作區(qū)域可以對(duì)各病房的照明可以進(jìn)行定時(shí)管理。通過傳感器和控制器控制相關(guān)照明設(shè)備的自動(dòng)開關(guān)；深夜的光度需求較少，為 1 ～ 2 1x，系統(tǒng)感應(yīng)到聲音，會(huì)開啟燈光，并持續(xù)相應(yīng)的時(shí)間。

5.3 公共區(qū)域

在公共區(qū)域的燈光多數(shù)需要達(dá)到節(jié)能化的要求。因?yàn)楣矃^(qū)域通常對(duì)電力損耗較大，如果使用一般照明設(shè)施，可能存在 24 h 常亮的情況，這造成了資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。根據(jù)前文可知，控制系統(tǒng)是智能照明的根本所在，其可以根據(jù)時(shí)間、亮度需求控制不同區(qū)域的照明設(shè)備，用戶根據(jù)自己的不同需求可以進(jìn)行提前設(shè)定，使其受到廣泛應(yīng)用。白天光照充足，需要燈光的地方只有走廊等較暗公共區(qū)域，所以其他地方的燈控系統(tǒng)就會(huì)暫時(shí)性關(guān)閉，這既保證了暗處需要燈光的效果，也能夠節(jié)約能源，因此智能照明控制系統(tǒng)是公共區(qū)域的選擇之一。

5.4 特別區(qū)域

兒童和老人是社會(huì)的特殊群體，需要特別關(guān)注。兒科病房的光照強(qiáng)度應(yīng)該根據(jù)兒童身體特點(diǎn)適當(dāng)?shù)臏p弱，老年病房則應(yīng)該反之，適度增強(qiáng)光照亮度。特別區(qū)域可結(jié)合使用場(chǎng)景等因素進(jìn)行集中控制。

5.5 辦公區(qū)域

在辦公區(qū)域，可以將員工所使用的地方劃分為多個(gè)獨(dú)立的區(qū)域，可以根據(jù)各個(gè)區(qū)域所需求的光照強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)整，也可以實(shí)現(xiàn)集中控制。

5.6 樓道等相關(guān)區(qū)域

樓道等區(qū)域一般使用自動(dòng)照明的智能控制方式，一般在正常的工作時(shí)間段會(huì)全開，不在工作時(shí)間內(nèi)會(huì)減少照明，這可保障行人安全，也可避免資源過度浪費(fèi)。同時(shí)，可以設(shè)置上手動(dòng)開關(guān)，能夠隨手讓開關(guān)閉合，或者使用紅外線控制方式。

5.7 園林照明區(qū)域

園林照明區(qū)域所采用的智能照明系統(tǒng)主要是由光線感應(yīng)和定時(shí)相配合進(jìn)行操控的。夜晚主要分兩個(gè)時(shí)間段，前半夜通過光感自動(dòng)開啟燈源進(jìn)行照明；后半夜可提前利用定時(shí)器自動(dòng)將部分燈管關(guān)閉，當(dāng)?shù)桨滋鞎r(shí)通過光感又可自動(dòng)將燈源關(guān)掉，從而達(dá)到節(jié)能的目的。

6、應(yīng)用場(chǎng)景

系統(tǒng)功能：

1、開關(guān)控制：對(duì)通道、走廊、公共區(qū)域、樓梯間、會(huì)議室按照單個(gè)照明回路、區(qū)域、樓層等實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)照明的開關(guān)燈控制，監(jiān)視受控回路的開關(guān)狀態(tài)。

2、調(diào)光控制：滿足區(qū)域照度和亮度調(diào)節(jié)要求，支持在通道、走廊、公共區(qū)域、樓梯間、會(huì)議室等場(chǎng)所監(jiān)測(cè)照度或亮度，并根據(jù)需要自動(dòng)/手動(dòng)調(diào)節(jié)開燈數(shù)量和燈光亮度，充分利用自然光源，滿足節(jié)約了能源，營(yíng)造了舒適的生活工作環(huán)境。

3、場(chǎng)景控制：支持不同的場(chǎng)景模式控制，根據(jù)不同區(qū)域的功能需求，設(shè)定場(chǎng)景，完成相關(guān)照明燈具的控制組合，滿足美化工作環(huán)境、提高舒適度需求。

4、照明回路電路監(jiān)測(cè)：實(shí)時(shí)監(jiān)視各照明支路/回路的運(yùn)行電流、開關(guān)狀態(tài)，并自動(dòng)分析回路是否有故障狀態(tài)并預(yù)警。

5、分區(qū)、總控：支持運(yùn)行管理人員實(shí)時(shí)監(jiān)視各區(qū)域、樓層、樓棟的照明狀態(tài)，并根據(jù)需要進(jìn)行分區(qū)、分層、分樓棟按需要分區(qū)控制、總控制。

6、實(shí)時(shí)報(bào)警：當(dāng)發(fā)生模塊離線、網(wǎng)關(guān)設(shè)備掉線或者狀態(tài)反饋和下發(fā)控制命令不一致時(shí)會(huì)發(fā)生故障報(bào)警，并將故障報(bào)警信息記錄并顯示在界面中，提示內(nèi)容為故障時(shí)間、模塊位置、故障說明。

7、歷史記錄查詢：查詢?nèi)我鈺r(shí)段內(nèi)的事件記錄，支持“當(dāng)日"“最近7天"“自定義時(shí)段"方式查詢歷史事件。

7、現(xiàn)場(chǎng)圖片

8、產(chǎn)品選型

9、結(jié)束語

與傳統(tǒng)照明方式相比，智能照明系統(tǒng)具有一定的優(yōu)勢(shì)，不僅可以滿足不同用戶對(duì)照明的個(gè)性化需求，還可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保，充分利用智能化照明系統(tǒng)，有助于實(shí)現(xiàn)建筑照明的智能化。目前，智能照明系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了由不節(jié)能、不智能向節(jié)能、智能化的過渡，這是社會(huì)發(fā)展的進(jìn)步，也科技信息化發(fā)展的一個(gè)重要體現(xiàn)。

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作者介紹：

任運(yùn)業(yè)，男，現(xiàn)任職于安科瑞電氣有限公司，主要從事無線測(cè)溫系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用。