醫院智能照明控制系統與 BA 樓宇自控系統的工作原理

醫院智能照明控制系統與 BA（樓宇自控系統）的工作原理圍繞 “感知 - 分析 - 決策 - 執行” 的閉環展開，前者聚焦醫療場景下的光環境精準調控，后者統籌建筑設備的全局優化，兩者通過數據互通實現協同聯動，既滿足醫療安全與舒適度要求，又兼顧節能與管理效率。

一、醫院智能照明控制系統的工作原理

醫院智能照明系統以 “醫療場景適配” 為核心，通過分層架構實現 “按需照明、場景聯動、安全冗余”，具體原理如下：

傳感器部署：

人體存在傳感器（紅外或微波雷達）：安裝于病房、走廊、診室等區域，檢測人員靜態 / 動態存在（如患者臥床、醫護巡視），避免傳統開關的接觸式操作（減少交叉感染風險）；

光照傳感器：部署在靠窗區域（如病房窗臺、門診大廳），實時采集自然光強度（0-1000lux），為調光提供依據；

醫療場景觸發裝置：對接病房呼叫系統（患者按鈴時點亮護士站指引燈）、手術室無影燈聯動開關（啟動無影燈時自動調暗環境燈）。

信號特征：傳感器數據以數字信號（如 “有人 / 無人”“光照 500lux”）形式傳輸至控制層，采樣頻率根據場景調整（病房 1 次 / 5 秒，手術室 1 次 / 1 秒）。

2. 控制層：醫療邏輯驅動的智能決策

本地控制器（DDC / 智能開關）：

存儲場景控制邏輯：如 “手術室模式”（環境燈亮度 10%-30%，避免干擾手術視野）、“ICU 夜間模式”（低藍光、低亮度≤15lux，不影響患者睡眠）、“清潔模式”（全區域亮度 100%，便于消毒）；

執行基礎控制：接收傳感器信號后，按預設邏輯調節燈具開關 / 亮度（如走廊傳感器檢測到人員移動，1 秒內點亮燈具，延遲 30 秒關閉）。

中央控制模塊：

匯總各區域照明狀態，支持遠程手動干預（如護士站通過面板強制開啟病房照明）；

存儲照明運行日志（如 “302 病房夜間照明開啟次數”），為能耗分析提供數據。

3. 執行層：適配醫療需求的燈具與驅動

燈具類型：根據區域特性選擇專用燈具 —— 手術室采用防眩光、高顯色指數（Ra≥95）燈具，病房采用可調節色溫（3000K-5000K）燈具，走廊采用應急備用電源燈具（斷電后維持≥90 分鐘照明）；

驅動模塊：通過調光模塊（0-10V 或 DALI 協議）實現無級調光，確保亮度變化平滑無頻閃（波動深度≤3%），避免影響醫療設備讀數（如監護儀屏幕）。

二、醫院 BA 樓宇自控系統的工作原理

BA 系統作為建筑設備通過整合空調、通風、給排水等系統，實現 “環境穩定、能耗優化、安全監控”，工作原理分為以下層面：

1. 數據采集層：全維度感知設備與環境狀態

設備狀態采集：通過傳感器或設備自帶接口，采集空調（回風溫度、風機轉速、濾網壓差）、新風系統（CO?濃度、風量）、給排水（水箱液位、水泵壓力）等參數，轉化為電信號（4-20mA 或 0-10V）傳輸至控制層；

環境參數監測：在手術室、ICU 等關鍵區域部署溫濕度傳感器（精度 ±0.5℃、±3% RH）、壓差傳感器（手術室正壓 + 5-10Pa），實時監測是否符合醫療規范；

能耗數據計量：通過智能電表、水表采集各科室能耗（如手術室用電量、門診樓用水量），為節能分析提供依據。

2. 控制層：基于醫療規范的動態調節

核心控制邏輯：

空調系統：手術室采用 “PID 閉環控制”（設定溫度 23℃，檢測值偏離時自動調節水閥開度，偏差≤±0.5℃）；普通病房采用 “分時控制”（白天 26℃、夜間 24℃）；

新風系統：根據 CO?濃度聯動（門診大廳≥1000ppm 時提升新風量，病房≥800ppm 時報警）；

給排水系統：水箱液位低于 20% 時自動啟動給水泵，高于 80% 時停機，避免溢出或空轉。

優先級機制：醫療區域（手術室、ICU）控制優先級高于公共區域，確保手術期間設備參數不被節能策略干擾。

3. 聯動層：跨系統協同響應

與消防系統聯動：火災時關閉空調新風閥、開啟排煙風機，切斷非消防電源；

與安防系統聯動：隔離區門禁觸發時，關閉該區域空調回風，保持負壓防止病毒擴散；

與醫療系統聯動：HIS 系統推送手術排期后，提前 30 分鐘啟動手術室空調自凈程序。

三、兩系統協同工作的原理：數據互通與策略聯動

醫院智能照明與 BA 系統通過標準化接口（如 BACnet、OPC UA）實現數據交互，形成 “照明 - 環境 - 設備” 協同閉環，核心協同原理如下：

1. 數據共享：為協同提供依據

照明系統向 BA 上傳數據：各區域照明開關狀態（如 “3 樓病房照明開啟”）、運行能耗（如 “手術室照明日耗電 50 度”）、場景模式（如 “手術中”）；

BA 系統向照明系統推送信號：環境參數（如 “ICU 溫濕度達標，可進入夜間模式”）、應急指令（如 “消防報警，啟動應急照明”）。

2. 場景聯動：醫療流程驅動的協同控制

手術全流程：

BA 接收到手術排期后，指令照明系統進入 “術前準備模式”（手術室環境燈 100% 亮度，便于器械準備）；

手術開始（無影燈啟動），照明系統通過 BA 通知空調系統 “鎖定參數”，同時自動調暗環境燈至 20%；

手術結束后，BA 指令照明系統切換至 “清潔模式”（全亮），同步啟動空調加強排風。

病房護理：

患者呼叫時，照明系統點亮病房門口指示燈，BA 系統同步將該區域空調調至 “靜音模式”（降低風機轉速），避免干擾溝通；

夜間巡房時，護士通過 BA 系統遠程開啟病房 “巡視頻道”（僅床頭燈 10lux），不影響其他患者。