医疗建筑的电气与照明节能研究

2021-07-19张瀚

探索科学(学术版) 2021年6期

张瀚

寿光市人民医院山东寿光 262700

引言

能源浪费目前在我们国家仍然是一个不容忽视的问题,夏天开空调盖棉被,大白天开着灯等等现象都造成能源的浪费,科技部印制的《全民节能减排手册》称,如果全国的户外景观灯(共约600万千瓦)在午夜至凌晨时段及时熄灭,那么每年可节电88亿度,相应减排二氧化碳846万吨;夏天如果全国1.5亿台空调在国家提倡的26℃基础上调高1℃,那么每年可节电约33亿度,减排二氧化碳317万吨。医院中电气设备繁多,照明用电更不用说,为响应国家号召,应该做好节能工作。

1 医院用电现状

由于医院的特殊性,医院用电的基本要求就是质量高,可靠性强,对此,医院一级负荷部门采用两路供电系统,一路与市电相连,一路是备用电,当市电断电时,采用备用供电系统;而目前医院中用电负荷白天就是大型医疗设备,空调,照明灯,夜晚主要是空调,照明。相关设备用电量占总用电量的分布为,白天照明占20%,空调占40%,医疗电气设备占25%,电梯占10%,夜晚照明占30%,空调占40%,医疗电气设备占15%,电梯占10%。

2 节能措施研究

1)选择节能型设备。医院设备包括电气设备和建筑设备,电气设备一般指医院中的医疗电气设备,在选用电气设备时,要选用环保,低损耗,节能型的;而医院建筑设备包括空调,给排水设备等,而在这些设备中,空调系统设备用电量占到了40%,因此有必要对空调系统做节能控制,采用的措施可以是选用高效节能的空调系统,也可以使用智能软件系统对其用电情况进行监控,根据实时温度调节空调的温度,使其保持在最省电的26°C。此外,采用科学管理的方法也可以使电气设备达到节能的目的,根据实际需要提供适宜的能量,如热量,冷气等,这就需要借助现代化的控制工具,如智能电气设备管理装置,它可以根据设定值自动调节,按需供应,提高设备利用率。

医院照明灯,在满足照明需求的情况下选择高效节能灯或者LED灯等,表1为医院不同区域照明要求[1],根据要求可以对不同区域采用不同光源照明,例如在医生办公室,会诊室,会议室,护士站等相对封闭区域的照明可以使用荧光灯作为光源;在门诊大厅,走廊,候诊区等公共区域可以使用高效节能灯作为光源;在厕所,楼梯间,地下车库,储物间等人员并不是很密集的区域可以采用声控灯或者光控灯等作为照明。此外室外区域例如地上停车场可以采用LED灯作为光源。医院室外主干道照明用灯可以采用太阳能灯节约电能。在选择照明用具时,同类的光源应选择光效高的在同样照明环境区域,光效高的可以使用更少数量的灯具就能满足光照要求。在选择高效灯具时尽量选择品牌的,质量有保证,可以减少后期灯具维护费用[5]。

表1 医院照明功率密度指标

有的医院为了好看会在建筑外围安装装饰灯,从创建资源节约型社会的目标出发,除非必要如高层建筑要在楼顶安装航标障碍灯,尽量不要安装装饰性灯。

2)供配电系统设计要合理。对于要建的医疗建筑,在设计供配电系统时,要注意采用节能措施,良好的节能措施,对于供配电系统来说,可以极大的降低医院的电能消耗以及供配电过程中的损耗。例如在安装变压器时,要根据医院的实际负荷需要选取变压器容量,这样可以减少线路中的损耗。

同时由于在配电系统中变压器作为主要电气设备,它既是电源设备同时也是耗能设备,并且由于它的特殊性,除非检修或者出现故障否则变压器一旦投入运行就将持续运行,它的耗能还是非常大的,所以在选择变压器时,除了容量要合适还要选择自身功耗低节能环保型的,目前市场上的这样的变压器型号有很多,例如SCB10系列变压器,相比于传统变压器该型号变压器损耗低,噪音低,且比9系列负载损耗减小了10%。变压器接法最好采用星型三角形连接,这样可以减少负载电流中的3倍次谐波[4]。

同时在供配电系统中,还存在大量的无功功率,这些无功功率是因为负载中存在的电容,电感造成的,无功功率会导致电流增大和视在功率增加,导致供电容量增加,线路损耗增加,同时无功功率还会使线路压降增大,冲击性无功功率还会使电压剧烈波动,在供电系统中增加功率因数校正装置,可以提高有功功率减少无功功率,提高供电设备的供电能力。也可以在供配电系统中设置静止无功补偿装置(SVC)如晶闸管控制电抗器,晶闸管投切电容器以及这两者的组合等,提高对配电系统的补偿[2]。

3)合理选择电机。医院中的一级负荷场所有备用电,备用电往往用柴油机组发电,在选择柴油机时要注意选择发电效率高,噪音小的柴油机。有的设备需要用电机带动,选择时要选择新型的效率高的异步电动机,这样可以减少电能损耗,同时还要注意设备的配套电动机在运行时要防止轻载运行的情况,电动机轻载会造成电动机功率因数非常低,造成电能的大量损耗;而轻载在实际中往往又很难控制,所以在选择时要选择比所带负载略大一些的电动机例如实际情况

1.5-2倍左右实际容量的电机,这样既可以防止电压波动使得电机超载情况的发生,还可以在电机轻载时,功率损耗不至于过大[3]。