现代化医院大楼对照明的要求越来越高,不仅要求提供舒适、绿色的光照,同时不同的区域场合需要不同的照明环境。传统的照明控制对于上述要求很难实现,随着用户要求的提高和技术的进步,传统的照明控制由于诸多问题无法解决而逐步被智能照明控制取代,这已成为一种趋势。
一、现代医院智能照明需求分析
1)门诊、急诊楼的大厅应处理好自然光与人工照明的平稳转换,避免引起视觉不适。
2)对于公共用房、库房、材料室、走廊等使用率较低的区域,经常因为使用者没有随手关灯的习惯而形成长明灯,所以应该安装带有感应器的灯具实现人来灯亮人走灯灭的功能。
3)住院部的病房要求按照规定作息关闭日常照明,并开启走廊、房间的脚灯。
4)对于病房固定式紫外灯,一般在照明系统设计初期应对其单独配电,考虑到紫外线除杀菌作用外,对人体皮肤及视网膜有一定的伤害,因此应避免紫外线灯开关与常规灯具开关混淆,防止误操作。并将其控制权限放在每层护士站由护士确认房间无人后再开启。
5)对于传染病门诊及病房等特殊区域,为防止病患间通过触摸开关等形式交叉感染,应避免在墙面设置灯具开关,灯具统一由护士站控制或进行日程、集中控制等。
6)住院部灯光的使用人员多为行动不便的病人,且室内有大量可燃物,因此防火等级要求较高,因此要求照明控制系统具有更高的可靠性。
7)对庭院景观照明采用“预设值模式”控制方式,平时和一般节日重大节日按照特定模式开灯。
二、现代医院智能照明系统功能
1)集中控制和多点操作功能。
2)定时控制功能。
3)灯光明暗调节功能。
4)场景设置功能。
三、现代医院智能照明系统介绍
现代医院智能照明系统采用ZigBee无线通讯协议,安装方便,无需额外布线。连网后可支持远程控制,配搭APP实现单灯,分组及场景控制,见图1。
图1 智能照明系统控制
1)ZigBee
① 高容量:可观的扩容空间,ZigBee采用星状、片状和网状网络结构,最多可外接65000 个节点每个节点传输距离50m。
② 双向实时反馈:精准的双向反馈,设备工作状态看得见,解决了远程控制状态看不见的弊端,可以进行实时控制和监控,方便系统维护。
③ 稳定、可靠:拥有自我修复功能,当某个设备出现信号故障,信号通过其他设备传输。
2)LSY-GW-01网关
LSY-GW-01网关信号稳定,体积小巧,自带路由功能。
① 安装使用简单方便即插即用。LSY-GW-01是一款无线网关,是ZigBee网络对外的接口。ZigBee系统作为低速、低功耗、低成本的方案,在一定范围内具有较明显的优势,同时,该网关也具有上网功能,用户也可以通过远程查看某台设备的运行情况,就像使用互联网一样简单。这时我们就需要将这些ZigBee网络设备连接到互联网,利用成熟的互联网来满足用户的需求。通过LSY-GW-01可连接互联网控制ZigBee智能设备,如进行远程控制灯光,控制灯光场景等。
② LSY-SC04-86-01面板。信号稳定、标准86型,即插即用,通过LSY-SC04-86-01可控制ZigBee网络中的智能设备,进行灯光场景控制。
LSY-SC04-86-01即一款无线控制面板,是ZigBee网络的场景控制器,通过该场景控制器可以简单的控制ZigBee网络中的设备。具有四种定义好的应用场景,非常方便灵活的去控制网络中的设备节点。
该面板采用触摸方式,灵敏度高,并有指示灯提示,简单易用。
③ LSY-Sensor-01 红外传感器。安装便捷、控制不受回路束缚:5m~8m检测范围;基于分组设置控制;支持延时时间设置;支持优先级分级设置;支持工作亮度背景亮度等参数的设置;吸顶灯安装方式(兼容交流和直流供电两个版本)。
3)LED驱动
LED驱动性能参数如下。
——ZigBee调光调色驱动。
——可接双色温COB芯片,或者分立LED灯串实现冷暖光的自由调换,同时支持内置及外置安装,端盖及接线柱免螺丝安装,支持线径0.5 mm~2.5mm。
——标称寿命35000 h。
4)0V~10V调光模块
标准0V~10V信号输出,可接多台0V~10V驱动。主要应用于照明回路控制,控制回路的亮暗。0V~10V调光模块性能参数如下。
——ZigBee无线0~10V调光模块。
——可接2000VA负载,内置继电器开关。
——端盖及接线柱免螺丝安装,支持线径0.5 mm~2.5mm。
——标称寿命35000h。
5)可控硅调光模块
可控硅调光模块主要应用于照明回路控制,控制回路的亮暗。具体性能参数如下。
——ZigBee无线切相调光控制器。
——可接200VA负载,兼容性好,调光范围宽。
——端盖及接线柱免螺丝安装,支持线径0.5 mm~2.5mm。
——标称寿命35000h。
6)RGB模块
RGB模块主要应用于RGB/RGBW灯带的颜色控制。具体性能参数如下。
——ZigBee无线RGBW控制器。
——每个通道支持10A负载。
——同时兼容12V和24V DC供电。
——端盖及接线柱免螺丝安装,支持线径0.5 mm~2.5mm。
——标称寿命35000h。
7)开关模块
开关模块主要应用于照明回路的开关控制及其他设备的开关控制。具体性能参数如下。
——ZigBee无线开关制器。
——可接2000W负载。
——端盖及接线柱免螺丝安装,支持线径0.5 mm~2.5mm。
——标称寿命35000h。
四、现代医院智能照明系统实际应用
1)大堂、楼梯间、走廊、门厅及公共建筑等公共场所照明位置
医院公共建筑和工业建筑的走廊、楼梯间、门厅等公共场所的照明,宜采用集中控制,按建筑使用条件和天然采光状况采取分区、分组控制,并按需要采取调光或降低照度的控制措施。
图2 医院公共场所照明
借助各种不同的“预设置”控制方式和控制元件,对不同时间不同环境的光照度进行精确设置和合理管理,实现节能。医院公共区域智能照明系统在充分利用自然光的前提下,利用最少的能源保证当前所要求的照度水平。
对于一楼大堂、护士站、住院部、公共走廊、电梯厅、医院餐厅、车库等照明区域,可根据一天当中人流量大小和室内外照度强弱,划分为不同的时间段。在白天,室外照度充足、人流量较小的时段,可关闭部分或全部回路,达到节约能源的效果;当夜晚来临,逐渐打开室内外的照明回路,以补充照度;深夜,人流量非常小,为了不影响人员休息,可关闭大部分回路,只保留少量应急照明或直接转为红外控制方式。
病房主要通道/电梯厅采用多种可调光源通过智能调光和多种灯具始终保持最柔和、最幽雅的灯光环境。根据一天的不同时间、不同用途精心地进行灯光场景预设置,使用时调用预先设置好的最佳灯光场景,使患者产生舒适的视觉效果。
2)候诊大厅
白天:结合照度传感器,对候诊区内灯光进行关闭和开启调节。
傍晚:开启候诊大厅所有的灯光。
夜晚:通过红外传感器实时控制灯的亮灭。候诊大厅照明见图3。
图3 候诊大厅照明
3)护士站
白天:室内照明充足,护士站只需开启四周暗藏灯。
傍晚:需要调节灯光强度补充室内照度。
夜晚:护士站灯光需常亮,方便人员问询。
深夜:只开启暗藏灯。护士站照明见图4。
图4 护士站照明
4)病房
白天:可结合照度传感器根据室内外光感照度对病房灯光进行自动调节控制,达到最舒适的光照度。
夜晚:大部分病人入睡,可关闭所有的照明回路,仅开启每个床下的夜灯。病房照明见图5。
图5 病房照明
5)区域功能控制
将所有区域的灯光控制通过网络全部集中到后台服务器电脑上,可对医院所有区域的照明回路进行控制。归纳系统实时显示和记录所控医院照明场所同时点亮照明装置的总功率,自动生成所控照明系统的各种相关信息分析和统计报表,具有良好的人机交互界面。当现场人员没有及时关闭照明回路时,可通过控制软件关闭现场的照明回路,杜绝了管理人员操作不当带来的不必要的能源消耗。
阴天时,可通过调节各照明回路灯具的亮度改变现场灯光照明效果,增加医疗主街的照明效果。当门诊结束后,可分段关闭筒灯、槽灯,直至灯光切换到夜间“节能状态”。
医院公共建筑面积大、功能复杂、人流量高,采用智能照明控制系统可以有效地对照明系统进行合理控制,加强系统对各类不同需求的适应能力,提升医院的整体形象,有效节约照明系统的能耗,大幅度降低照明系统的运行维护成本。
为深入探寻绿色化、智能化医院建设发展创新模式,全面探索能满足可持续发展要求的医院建设成套解决方案,由筑医台、中国医院节能产业联盟联合健康报及中国国际节能减排产业博览会共同主办的“第三届中国医院节能大会暨现代医院高效后勤管理创新峰会”,将于 2017 年 8 月 30-31 日在深圳隆重举行。
同时,大会特别策划“四会同行”的办会模式,覆盖医院“大后勤”产业链,将供气系统、水系统、机电系统和医院节能相关领域整合,同期举办“现代医用供气系统高标准建设创新论坛”“现代医院机电系统建设创新高峰论坛”“第二届全国医院水系统建设技术与管理发展论坛”三场高峰论坛,探讨不同方向、不同专业的创新理念、技术、成果,为政、产、学、研、用各方搭建一个互联互通、开放共享的专业交流新平台。