智能建筑设计在医院建筑中的应用

2024-03-27周杰

中国建筑装饰装修 2024年1期

关键词：智能建筑智能化医疗

周杰

随着医疗科技的不断进步和智能化技术的飞速发展，智能建筑设计为医院建筑带来很多优势，如节能环保、安全保障、舒适度提升等，对医疗服务质量、医护环境舒适度以及能源资源利用效率产生深远影响，同时也面临着一系列挑战。

深入探讨智能建筑设计在医院建筑中的应用具有重要的现实意义，有助于促进医院建筑环境的优化和改进，推动医院建筑朝着智能、高效、安全、舒适和节能方向发展[1]。

1 智能建筑设计概述

1.1 智能建筑的特点

智能建筑设计是指运用先进的科技手段，将建筑物与信息技术相融合，实现自动化、智能化和可持续的建筑环境，具体包括以下特点：第1，自适应性和互动性。智能建筑能够通过感知和识别环境信息作出自动调整，以满足用户需求，并能与用户进行交互，提供个性化的服务和体验。第2，节能环保。智能建筑在设计上充分考虑能源利用效率，通过智能控制系统对能源进行管理，降低能耗，减少对环境的影响，实现可持续发展目标。第3，安全性和便利性。通过智能监控设备和系统，可实现对建筑内外的全方位监控，提升建筑的安全性。同时，智能建筑还可提供便利的服务，如自动化的物流系统、智能停车管理等，让用户生活更加便捷。第4，数据化和智能化管理。智能建筑通过传感器和网络技术，实现对建筑内外各种信息的采集和处理，为建筑管理者提供科学依据，实现智能化的管理和运营。

综上所述，智能建筑设计注重人性化体验、节能环保、安全便利和智能化管理，是一种顺应科技发展趋势且适应人们生活需求的新型建筑设计理念[2]。

1.2 智能建筑设计的核心技术

智能建筑设计依托先进的技术，旨在实现更智能、更环保、更安全、更便利的建筑环境。其核心技术主要包括传感器技术、自动化控制系统、智能化能源管理技术、智能化安全监控技术、数据分析与智能化管理以及人机交互界面等。通过传感器获取环境信息，智能建筑可以实现对建筑内外物理环境的实时监测和数据采集。

利用自动化控制系统对照明、空调等设备进行智能控制，能够达到节能和精细化管理的目的。智能化能源管理技术注重通过能源管理系统对能源使用情况进行监测和分析，实现能源的高效利用和节约，将可再生能源融入建筑能源系统。安全监控系统集成视频监控、入侵检测以及火灾报警等功能，以保障建筑内外安全和保护用户的生命财产安全。数据分析与智能化管理利用大数据分析技术，处理和分析采集到的各种信息，提供智能化的运营管理决策。人机交互界面的设计可以方便用户与智能建筑进行交互，享受智能化的便利服务。

1.3 智能建筑设计的分类和应用

1.3.1 传统型智能建筑设计

传统型智能建筑是一个不断发展的过程，为智能建筑设计奠定了坚实的基础。这类建筑主要是在原有建筑基础上引入一些基础的智能化设备和技术，在一定程度上提升节能效果和舒适度。例如，智能照明系统可以根据自然光线情况和使用需求自动调节照明亮度，智能门窗系统可以在保障通风的前提下控制室内温度，提供舒适的室内环境。

1.3.2 集成型智能建筑设计

这类建筑更深度整合各种智能技术，在传统型的基础上加入自动化控制系统、能源管理系统、安全监控系统等，实现各个系统之间的协同与联动。通过信息共享和系统协同控制，集成型智能建筑可以更加高效地调度和管理能源，并且提供更智能、更个性化的服务。例如，能源管理系统可根据建筑使用状况和外部环境因素精确调整能源使用，实现最佳的节能效果；自动化控制系统可实时监测和智能调度建筑设备的运行状态，提高设备利用率，延长使用寿命。

1.3.3 智慧型智能建筑设计

此类建筑在集成型的基础上引入人工智能、大数据分析等前沿技术，通过深度挖掘和分析数据，实现对建筑环境、设备运行、用户行为等的智能化决策和优化。智慧型智能建筑不仅能够响应用户需求，实现个性化定制，还能够更加智能地调节建筑环境，甚至通过学习和自我优化不断提升建筑运行的智能水平和效率[3]。无论是传统型、集成型还是智慧型，智能建筑设计的功能和特点使其在多个领域都有着广泛的应用。

2 智能建筑设计在医院建筑中的应用优势和挑战

2.1 优势分析

相比传统建筑，医院智能建筑设计的应用更广泛，其智能化设计结合环保性、实用性、节能性等特点，在满足多样化需求、推动信息化发展、提升医疗服务效率等方面具有显著优势，为医院建筑领域的可持续发展和优质服务提供了重要支持。

在满足不同用户对医院建筑的多样化需求方面，智能建筑设计通过结合用户实际需要，优化了医院建筑物的管理、结构设计和服务等多个方面，显著改善了建筑环境，并提供了更舒适的就医和工作体验。医院建筑智能化设计的用户定制特点，能更好地满足患者和医护人员的需求，为医疗服务提供更加便捷、高效的支持[4]。另外，智能建筑设计引入先进的计算机技术、通信技术和控制技术，以节能减排、低碳环保为核心目标，创造了舒适、安全的建筑空间环境。这些高新技术在医院建筑中的应用，有效推动了信息化和智能化在医疗领域的发展，如在患者病情分析、远程检查、专家远程协助等方面发挥关键作用，为患者提供了更加便捷的医疗服务。

2.2 面临的挑战

技术方面的挑战。智能建筑设计涉及诸多复杂的技术系统，包括自动化控制系统、大数据分析系统和智能传感器系统等。这些系统需要高度集成和互联，技术的稳定性和可靠性对于智能建筑设计至关重要。在智能建筑设计中，要求各种智能化设备和系统能够有效协同工作，这不仅需要标准化和统一的技术规范，也需要对各种技术设备进行充分的测试和验证。

人员方面的挑战。智能建筑设计和运行需要具备相关技术的专业人才，包括工程师、技术员、系统维护人员等。目前，我国对于智能建筑领域专业人才的培养和引进还存在一定的不足，尤其是在与医疗服务相结合的智能建筑设计领域，需要具备医疗背景知识的技术人员，这对医院建筑的智能化应用提出了严峻的挑战。

管理方面的挑战。智能建筑的设计、建设和运维需要一个完善的管理体系作支撑，涉及医院的管理模式、流程、人员协作等多个方面的改进和创新。医院环境比较复杂，智能建筑设计需要与医疗服务相结合，实现智能化系统与医疗服务的有效衔接，这就要求医院管理者具备较高的管理水平和信息化技术应用能力。

3 智能建筑设计在医院建筑中的实际应用

3.1 节能降耗

通过智能化系统的应用，医院可以有效降低能源消耗，实现节能减排的目标。第1，照明方面。可以通过光照传感器和智能控制系统自动调节照明亮度，根据室内外光线的强弱调整灯光亮度和开启时间，避免长时间不必要的照明使用，降低电能的浪费，提高照明的利用效率。第2，供暖和制冷方面。利用智能温控系统精确调控室内温度，根据人员密集度和室外气温等因素智能调整供暖和制冷设备的运行状态，实现对能源的智能调配，有助于避免过度制冷或者过度加热，提高能源利用效率，降低医院的能源消耗。第3，风管系统方面。通过应用智能通风系统和新风回收装置，对室内空气新鲜度和湿度实时进行智能化监测和调节，实现对新风的精准管理，保证室内空气质量的同时最大限度降低供暖和制冷的能耗。第4，医院设备的智能化更新和管理方面。通过智能监控和定时运转等方式，精准监测和控制医疗设备的使用情况，避免设备过度使用或者长时间待机造成的能源浪费，降低医院的能源消耗。

3.2 智能监测

智能监测系统通过传感器、数据采集设备和智能化分析平台等技术手段，实现对医院建筑内外环境、能耗状况、安全设施等方面的实时监测和智能化管理。首先，在环境监测方面，智能建筑设计应用各类传感器，如空气质量传感器、温湿度传感器和噪声传感器等，实时监测室内空气质量、温度、湿度和噪声水平等环境参数[5]。这些数据通过智能化系统进行分析和处理，能够及时发现并解决潜在的环境问题，保障医院内部舒适和安全的环境，有助于预防交叉感染等问题。其次，在能耗监测方面，智能建筑设计利用智能化系统实时监测和分析医院建筑的能源消耗，通过电能监测装置、水能监测系统等设备记录医院的用电量、用水量等数据，并结合智能化系统进行分析，优化能源使用策略，实现对能源消耗的精细化管理和节能控制。再次，在安全设施监测方面，智能监测系统发挥着重要作用。例如，智能化的消防报警系统、视频监控系统等能够实时监测医院内外的安全情况，一旦发现异常情况，可及时报警并采取措施，保障医院的安全。最后，在医疗设备监测方面，通过远程监测、智能化设备联网等方式可以实时监测医疗设备的状态，预判潜在故障，提前进行维护，保证医疗设备稳定运行，确保医疗服务正常进行。

3.3 智能控制

智能控制系统通过先进的技术手段，对医院建筑的设备、环境、安全等进行智能控制，提高了运行效率、服务质量和安全水平。第1，照明控制方面。采用自动化照明控制系统，通过光照传感器、定时开关等设备，智能控制不同区域和时间段的照明亮度和开启状态。该系统能根据实际需求精准调节，节能并延长照明设备的使用寿命。第2，供暖、制冷及空调控制。引入智能温控系统，通过对空调设备的精细化控制和调节，实现室内温度的智能管理，达到舒适度和节能的平衡。智能化控制系统结合室内外环境和人员活动情况进行智能调节，提高了供暖、制冷及空调设备的使用效率。第3，智能门禁和安防控制。利用智能门禁系统、视频监控系统等，实现对医院建筑内外的安全控制。通过人员识别技术、门禁权限管理系统等控制人员出入和活动区域，保障医院内部的安全和秩序。第4，医疗设备控制。通过远程监测、智能化联网等方式，实现对医疗设备的远程控制和运行状态监测，优化设备的运行策略，提高医疗服务的响应速度和质量。

3.4 安全保障

智能化系统为建筑安全保障提供了多层面支持：第1，火灾安全保障方面。应用先进的火灾自动报警系统、智能化烟雾检测器等设备，通过联网控制和智能分析能够实时监测火灾风险，一旦发现异常情况，系统会自动报警并启动应急措施。智能建筑设计还应用了智能楼宇消防系统，能够远程监测和控制楼宇内部的消防设备，提高火灾安全的保障水平。第2，电力供应安全方面。利用智能化电力监测系统，对电缆、开关设备、配电箱等进行实时监测和状态诊断。通过智能化系统分析和预测电气设备的运行情况，能提前发现潜在故障，确保医院内电力供应的稳定和安全。第3，安全监控方面。采用视频监控系统、智能门禁系统等，实现对医院内外区域、人员活动等的全方位监控，实现对安全隐患的快速识别和响应，提升医院的整体安全防范能力。第4，数据安全方面。通过智能化安全管理系统、数据加密技术等手段，实现对医院信息资源的智能保护和管理，提高医院信息系统的可靠性和安全性。

3.5 舒适度提升

在医院建筑中，智能建筑设计的实际应用可以显著提升患者、访客和工作人员的舒适度：第1，温度和湿度控制。采用智能化温控系统，通过精确的温度和湿度监测与控制，调节医院内部的气候环境，提供舒适的室内气候条件，为患者和医护人员创造更加舒适的工作和疗养环境。第2，照明和色彩控制。结合自然光线和人工光源，调整照明的亮度和色彩，以营造愉悦的环境氛围。柔和的照明和恰当的色彩搭配有助于提升患者和访客的舒适度，减轻焦虑和压力。第3，声音和噪声管理。应用声音传感器和智能控制系统，监测和调节医院内的噪声水平，确保舒适的环境声音。同时，医院内的音频设备还可以根据需要提供愉悦的音乐和信息，营造更加宁静和舒适的氛围。第4，空气质量管理。引入空气质量传感器和智能通风系统，实时监测和调节空气质量，提供新鲜空气并排除污染物，确保医院内空气清新，增强患者舒适感。第5，床铺和家具智能化。智能床铺和家具通过调节姿势、软硬度等方面的智能控制，提供更加符合个人需求的舒适睡眠和休息环境，有利于患者的疗养和康复。

4 医院建筑中智能建筑设计的趋势展望

随着科技的不断进步与应用，智能化系统在提升医疗服务质量、改善医护环境舒适度、强化安全防范以及推动可持续发展等方面展现出巨大潜力。其发展趋势主要体现在以下几个方面：第1，智能化健康监测。未来智能建筑设计将更加关注医院内部的健康环境监测，包括空气质量、细菌检测、病原体传播风险等方面。通过应用智能传感器和大数据分析，医院可以实时监测并预防疾病传播，提高患者和员工的健康安全。第2，医疗机器人与自动化设备。未来医院建筑中智能化设计将更多地整合医疗机器人和自动化设备。这些设备可提高医院的治疗效率，减轻医护人员的负担，同时通过智能控制系统实现更加精准的医疗操作。第3，智能节能与可持续发展。利用智能控制系统对能源和水资源进行更为精细的管理，应用可再生能源和绿色材料，将成为医院建筑智能化设计的一大趋势。第4，医疗信息技术整合。未来智能化设计将更加紧密地整合医疗信息技术，包括电子病历、医疗设备远程监控、患者信息管理等方面，提高医院信息化水平和医疗服务效率。