智能照明及控制系统在医院建筑中的应用

任运业

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：现阶段，我国的社会经济的发展水平不断提高，为智能照明系统的发展带来了新的契机。文章主要介绍了几类智能照明系统，分析了其优点，并介绍了智能照明系统在医院建筑中的具体应用，具有一定的参考价值。

关键词：智能照明系统；智能建筑；节能

0、引言

智能照明系统是电磁调压及电子感应技术的延伸，改变照明电路中由于不平衡负荷带来的额外损耗，利用提高功率因数来降低照明电器的工作温度，实现智能照明。智能建筑是指将建筑物的结构、系统、服务、管理等因素组成用户所需求的组合，给用户提供一个便利、快捷的居住环境。文章介绍智能照明系统在智能建筑中的实际应用。

1、传统照明系统存在的问题

智能照明系统是基于传统照明发展而来的，因此针对传统照明系统存在的问题进行分析，可以不断改进智能照明系统，完善其照明功能。以医院建筑为例，分析传统照明系统存在的主要问题。

1.1 照明系统布局不合理，规划不科学

灯光照明在医院不同区域，其布局和设计也各不相同。通常，传统模式基于设计一体化，在各个区域均采用统一方案，没有考虑医院实际情况，造成部分地方照明亮度不足，而部分地方则亮度过高，从而影响整体的照明效果。

1.2 照明灯具不能与时俱进

医院的灯光对医院工作者和患者都有着重要的作用，可是医院的灯具暴露出来一些问题，如光源暴露、遮光角过大、灯具产品频闪严重、显色性低，色温不一致、出光效率低等，同时部分损坏灯具未能及时得以更换，这些问题都将影响其照明效果。

2、智能照明系统分类及其工作原理

控制系统是智能照明的根本所在，其原理是根据不同的时间、亮度控制不同区域的照明设备，是智能家居的核心组成部分。智能照明系统之所以深受广大人民的喜爱，主要是因为可以随亮度进行编程控制，人们可以根据不同的需求进行提前设定。这些提前设定的系统称为场景，可以让调光器系统或者中央建筑控制系统通过编程实现自动调用。智能照明系统类型较多，主要分为以下几类。

2.1 遥控照明

遥控照明是通过无线电信号来控制灯具的一种控制方法，具有简单、方便的特点。该控制技术已经非常成熟，采用数码控制的效果替换传统机械开关进行控制。这种控制技术主要是通过无线数字识别，可以让每个开关独立工作，不是彼此依存，因此不存在干扰行为。但是，无线数码技术存在以下问题：遥控器指向难以把控，接收器接收信息的准确性难以感应。无线射频遥控无方向性，其信号无辐射且具有很强的穿透力，开关方便更换，而且安装时接线简单，仅需要将开关和电灯直接连接，不影响房间的布局和美观。

2.2 感应照明

感应照明的介质是人，人体散发热量，产生特定波长的红外线，感应照明通过对特定波长来判定是否有人经过，从而控制照明灯具的开关。感应照明具有延时性，这是其与遥控开关的区别。根据感应照明这一延时特性，可以控制其范围内的灯光，实现人来则亮，人走则灭的功能。

2.3 触感照明

触感照明通过在相关设备内设置感应芯片，主要采用的是电容感应，手的触摸可以改变电容，以此控制开关。智能照明系统多种多样，不同的设备具有不同的工作原理，但目的都是服务用户，实现智能控制的普及化。

3、智能照明系统的优点

随着科学技术不断发展，智能化覆盖了各行各业。人们的生活水平不断提高，消费水平不断提高，对居住环境的智能化、舒服性的要求也不断提高。智能化照明系统的应用 , 能让建筑物内部各种用电设备节约能源，提高设备的使用寿命。智能照明系统对电子设备的作用会较明显，实现了对各种用电设备的控制。其中，智能调光控制系统可以让室内的灯光根据建筑物外部的光度变化，对自然光进行合理的利用，从而实现节约能源。

4、智能照明系统在医院智能建筑中应用的优势

智能照明系统是智能建筑基本的设施，具有非常重要的地位。医院是一个时刻都需要保持设备安全的场所，照明设备是医院设备的基础，是医院照明系统的根本所在。

智能照明系统在实现照明控制智能化的基础上，还可提高工作效率和管理水平，能实现可观的节能效用，减少维护费用，这些优势使其在医院建筑设计中的应用越来越广泛。

4.1 实现照明自动调节

智能照明系统可以使医院的照明设备处于全自动控制状态。通过事先对照明设备进行合理分配，可以事先对照明设备根据智能医院的需求时间进行编程化管理，合理利用照明设备，进行有序的全自动切换。例如，休息时间，智能照明系统通过编程，切换到舒服工作状态，自动调节各个区域的亮度，开启时时监测系统。在无人区，照明设备自动关闭；检测到有人时，将灯光调整到合适的亮度。通过编程，产生固定的工作模式，从而实现整个建筑开关的智能控制，营造满足不同时间，不同需求的环境。

4.2 改善工作效率和工作环境

在传统照明系统中，日光灯会有 100 Hz 的频率闪动，这种频闪会让工作人员的眼睛产生疲劳，降低其工作效率，而智能照明系统中的可调光电子镇流器工作在较高的频率，达到 7000 Hz，可以让灯光保持稳定。

4.3 实现节能降本

智能照明系统对大多数灯具进行智能调光，根据室外光的强弱，自动调整室内光的强度，让室内的光强度始终保持在一个恒定值，充分利用自然光，达到节能的目的。

智能照明系统让传统的照明系统机械化开关变成可智能化、可编程化管理，能够让整楼的管理者将管理意识运用到照明系统中，以减少大楼的运行维护费用，提升回报率。

5、智能照明系统在医院智能建筑中的具体应用

智能照明系统由于其自身具有的优势，被广泛应用在门诊大厅、护士工作区域、公共区域、特别区域等。

5.1 门诊大厅

在白天，可以让光线感应到自动控制大厅的照度。根据光照度强弱，将相应的灯光开启或者关闭，能够让门诊大厅保持照度达到一个恒定值，以达到节能的目的。

在夜间，可一根据患者数量以及不医院的光照来进行调节亮度。通过光线的感应以便于控制大厅的窗帘，在夏天光线强烈时，自动放下窗帘，以调节亮度。

5.2 护士工作区域

在护士工作区域可以对各病房的照明可以进行定时管理。通过传感器和控制器控制相关照明设备的自动开关；深夜的光度需求较少，为 1 ～ 2 1x，系统感应到声音，会开启灯光，并持续相应的时间。

5.3 公共区域

在公共区域的灯光多数需要达到节能化的要求。因为公共区域通常对电力损耗较大，如果使用一般照明设施，可能存在 24 h 常亮的情况，这造成了资源的严重浪费。根据前文可知，控制系统是智能照明的根本所在，其可以根据时间、亮度需求控制不同区域的照明设备，用户根据自己的不同需求可以进行提前设定，使其受到广泛应用。白天光照充足，需要灯光的地方只有走廊等较暗公共区域，所以其他地方的灯控系统就会暂时性关闭，这既保证了暗处需要灯光的效果，也能够节约能源，因此智能照明控制系统是公共区域的选择之一。

5.4 特别区域

儿童和老人是社会的特殊群体，需要特别关注。儿科病房的光照强度应该根据儿童身体特点适当的减弱，老年病房则应该反之，适度增强光照亮度。特别区域可结合使用场景等因素进行集中控制。

5.5 办公区域

在办公区域，可以将员工所使用的地方划分为多个独立的区域，可以根据各个区域所需求的光照强度进行调整，也可以实现集中控制。

5.6 楼道等相关区域

楼道等区域一般使用自动照明的智能控制方式，一般在正常的工作时间段会全开，不在工作时间内会减少照明，这可保障行人安全，也可避免资源过度浪费。同时，可以设置上手动开关，能够随手让开关闭合，或者使用红外线控制方式。

5.7 园林照明区域

园林照明区域所采用的智能照明系统主要是由光线感应和定时相配合进行操控的。夜晚主要分两个时间段，前半夜通过光感自动开启灯源进行照明；后半夜可提前利用定时器自动将部分灯管关闭，当到白天时通过光感又可自动将灯源关掉，从而达到节能的目的。

6、应用场景

系统功能：

1、开关控制：对通道、走廊、公共区域、楼梯间、会议室按照单个照明回路、区域、楼层等实现对应照明的开关灯控制，监视受控回路的开关状态。

2、调光控制：满足区域照度和亮度调节要求，支持在通道、走廊、公共区域、楼梯间、会议室等场所监测照度或亮度，并根据需要自动/手动调节开灯数量和灯光亮度，充分利用自然光源，满足节约了能源，营造了舒适的生活工作环境。

3、场景控制：支持不同的场景模式控制，根据不同区域的功能需求，设定场景，完成相关照明灯具的控制组合，满足美化工作环境、提高舒适度需求。

4、照明回路电路监测：实时监视各照明支路/回路的运行电流、开关状态，并自动分析回路是否有故障状态并预警。

5、分区、总控：支持运行管理人员实时监视各区域、楼层、楼栋的照明状态，并根据需要进行分区、分层、分楼栋按需要分区控制、总控制。

6、实时报警：当发生模块离线、网关设备掉线或者状态反馈和下发控制命令不一致时会发生故障报警，并将故障报警信息记录并显示在界面中，提示内容为故障时间、模块位置、故障说明。

7、历史记录查询：查询任意时段内的事件记录，支持“当日"“最近7天"“自定义时段"方式查询历史事件。

7、现场图片

8、产品选型

9、结束语

与传统照明方式相比，智能照明系统具有一定的优势，不仅可以满足不同用户对照明的个性化需求，还可以实现节能环保，充分利用智能化照明系统，有助于实现建筑照明的智能化。目前，智能照明系统已经实现了由不节能、不智能向节能、智能化的过渡，这是社会发展的进步，也科技信息化发展的一个重要体现。

【参考文献】

[1]吴运铨,智能照明系统在医院建筑中的应用。

[2]贾蕴哲,楼宇智能照明控制系统的研究[D],石家庄:河北科技大学,2020。

[3]孟庆丰,黄越洋,石元博,等,实验教学楼智能照明系统的设计与实现[J],自动化表,2017,38(3):93-96。

[4]安科瑞企业微电网设计与应用手册.2022.05版。

作者介绍：

任运业，男，现任职于安科瑞电气有限公司，主要从事无线测温系统的研发与应用。