醫院能效提升的綜合解決方案

俞梅 夏海斌 葉會華 姚正楠 郭鑰

摘要：分析了醫院建筑能耗的特點，并從能源審計、建筑能效提升的手段、能源管理體系的建立等三方面進行了詳細的闡述，對醫院節能降耗具有重大的意義。

關鍵詞：醫院建筑；能耗；能效提升；能源管理體系

中圖分類號：R197 文獻標志碼：A

1.引言

隨著經濟和社會生活的發展，能源消耗急劇膨脹，溫室效應日益凸顯，節能減排已成為這個時代的主題[1]。隨著醫療改革的推進，醫院面臨著激烈的市場競爭，從改善病人就診環境和醫護人員對工作環境舒適程度的要求也越來越受到人們的重視[2]。同時，各醫院在擴建和改造項目時對空調、供熱設備、診療設備、安保及計算機網絡等多方面提出了更高的要求，因此醫院的能耗在不斷的逐年攀升。

2.醫院能耗的分析

2.1總體能耗

醫院建筑是所有建筑中使用功能最為復雜、安全性要求最高的建筑之一[3]。醫院使用的能源主要有電力、熱力、天然氣、柴油、煤和水等等。在醫院能耗中，電力消耗最大，約占68%，主要用于照明、電梯、空調和通風等設備。其次，燃氣、重油等約占20%，主要用于供應蒸汽、熱水、消毒、洗滌、廚房以及冬季供暖等。水的消耗占約10%，剩余為其他能耗。其中電力能耗又可再分為空調消耗，約占60%，醫療設備及動力設備消耗約占25%，照明及其他消耗約占15%[4]。

2.2醫院能耗特點

醫院建筑除了具有一般公共建筑能耗特征以外，門診量對醫院綜合能耗有較大的影響；對于高等級醫院，床位使用率也影響醫院的綜合能耗。醫院建筑能耗的特點如下：

（1）能耗總量大，環境品質要求高。

365天24小時不間斷運行，能源費用占醫院運營成本比例高。空調設備運行時間長，末端要求凈化無菌，特別是手術室。醫療設備對環境的要求是恒溫恒濕，大型醫療設備裝機容量特別大[3]。

（2）能耗變化與多種因素有關。

在同性質醫院中，等級越高，能耗水平也越高；同一等級的不同醫院之間的能耗水平相差較大。而且有明顯的地域和氣候差異性，圖1表示了在美國5個不同氣候區的醫院能耗使用情況，位于氣候區不同能耗使用的不同（來源：U.S. Energy Information Administration）。

（3）設備運行策略差異化。

過渡季節及冬季，普通病房停止供冷開始供暖時，門急診樓的手術部及醫療設備用房有可能仍需要供冷。醫院的節能必須從冷熱源、輸送系統、暖通空調設備、控制系統與運行管理等方面進行綜合考慮。

3.醫院建筑能效提升的整體思路

醫院建筑能效提升的整體思路可按能源現狀審計并確定能效提升目標，制定系統重新調適、照明改造、減少不必要的負荷、空氣系統能效提升、制冷和制熱系統改造、建立建筑能源管理系統等整體解決方式，并建立能源管理體系進行持續性改進。

4.綜合解決方案

4.1能源審計并確定能效提升目標

能源審計通過對用能系統基礎和運行數據的收集、分析，對用能系統能耗狀況和水平、能源利用效率和能源經濟及環境效果進行監測、診斷和評價，從而發現建筑節能的潛力和方向，確定能效提升的目標，為制定技術可行、經濟合理、環境可接受的節能改造方案提供科學的依據[6]。

重點工作是對建筑物內使用的冷熱源及各用能設備的能耗情況進行盤點，并通過表計或臺賬獲得建筑全年及逐月用能數據，進而分析各終端能源消費結構。能源的核算是篩選整理和統計收集的數據，得到建筑的各項指標，包括單位面積綜合能耗、能耗構成情況、各終端能耗比例，逐月能耗情況和全年能耗情況。通過能效對標發現節能的潛力。

浙江省地方標準《醫療機構單位綜合能耗、電耗定額》DB33/T 738-2016 標準規定了二級及以上各類醫療機構從事疾病診斷、治療活動的過程中所消耗的各類能源的統計范圍及方法、單位綜合能耗、電耗的定額及計算方法。浙江省各等級醫療機構應符合表1內相應等級的各項要求。

4.2應用整體解決方案

充分利用建筑物各用能系統間的互動關系，實現建筑物的整體能效提升，實現節能投資效益最大化整體解決方案。圖2整體解決方式的各個階段。

（1）重新調適

系統重新調適是對建筑物內現有使用能源設備進行參數調整，使這些設備皆能夠在最佳能效狀態下運行，涉及建筑內部的能源、室內環境品質、舒適性、安全性和可靠性。通過診斷和功能測試可以幫助判斷系統之間是否配合正常，此外，它還可以幫助確定設備是否符合運行目標或是否需要進行調整，從而提高建筑的效率和效益。

（2）照明改造

降低照明系統的能耗，可以通過降低照明水平、采用新型高效節能光源（LED）、鎮流器和透光罩、根據功能區實際需要配置照明，以及充分利用利用自然光，在窗戶上安裝亮度調節器縮短照明時間等方式來實現。既保證照明需要又達到節能目的；提高照明質量，達到高效、舒適、安全的目的。

（3）減少不必要的負荷

采用具有環保、節能特性的辦公室、廚房設備；改善建筑物圍護（例如雙層玻璃、窗戶隔熱膜、外墻、屋頂裝設絕緣層等）的隔熱性能；不僅能夠減少建筑物的能源費用支出，并且能夠減少暖氣與冷氣之相關費用。

（4）空氣系統能效提升

使建筑物內通風系統的運行達到最佳狀態，能夠節省相關用能源成本，并且改善建筑物內環境之舒適程度，減少來自因通風系統大小不當所造成的風扇噪音。增加引進室外較冷空氣以減少冷氣系統負載：當室外的空氣溫度與濕度低于設定數值時，引進室外空氣來冷卻建筑物內部。

（5）制冷制熱系統能效提升

通過加裝變頻等手段來改造制冷制熱系統外，還可以利用可再生能源或新能源來提供醫院的制冷和制熱。天然氣分布式能源具有綜合能源利用率高、節能、環保等優點[7]。天然氣分布式能源系統主要以天然氣為燃料，通過冷熱電三聯供方式實現能源的梯級利用。在用戶側安裝發電機組，利用燃料高品位的能量發電，同時通過余熱回收利用設備（如余熱蒸汽鍋爐、溴化鋰吸收式冷熱水機組、換熱器等）回收發電所產生的余熱熱量，向用戶供冷或采暖，滿足用戶的冷熱負荷。圖2為傳統發電與熱電聯產CHP的總效率的比較，熱電聯產CHP能源綜合利用效率在75%以上 [8]。

（6）建筑能源管理系統（BEMS）

在醫院建立建筑能源管理系統，系統以能源管理和節能決策為目標，實時采集設備系統的運行信息與能耗相關的數據，通過分析、控制和管理等手段，優化用能和消除能源浪費，提高運營管理的效率與服務質量。

4.3建立能源管理體系

對改造后的建筑進行能效測評，分析和評估改造方案與實際能效之間的差距，提出持續改進的措施。

按照GB /T 23331要求建立并有效地運行能源管理體系，將有助于建立科學、長效、常態化的能源管理機制，有助于能源的節約和合理利用、降低運營成本。

5.結論

本文簡述了醫院能效提升的整體解決方案。分析表明，再好的節能措施也需要人來管理維護，醫院本身也要需要制定用能管理的規章制度；制定合理的年度用能目標，加強使用監管；積極推行節能技改，淘汰落后的用能設備。同時結合地域特點，采用相對成熟的技術措施，實現綠色就診環境、清潔醫療、暢通服務、減少醫院傷害，保證醫療過程的質量和安全。

參考文獻

[1]盛虎宜，魯若愚. 醫院節能現狀與對策——基于湖南Guangde醫院的節能診斷[J].科技和產業，2012，12（7）：114～122.

[2]徐廉政.淺析醫院節能環保和人文建設工作[J].江蘇衛生事業管理，2018，29（4）：476-497.

[3]黃海斌.醫院節能減排的舉措和成效[J].中國科技信息，2018，6（13）：107-108.

[4]姚鵬.醫院建筑節能綜合分析與探討[J].技術裝備，2017，7（18）：92-95.

[5]刑福永. 關于大型綜合醫院節能措施探討[J].現代經濟信息，2016（6）：111.

[6]劉丹，李安桂. 大型公共建筑的能源設計研究[J].生態經濟，2012（1）：47-53.

[7]賴建波，李健勛.分布式能源在醫院改造工程中的應用[J].應用能源技術，2018（12）：39-41.

[8]U.S.DEPARTMENT OF ENERGY，United States Environmental Protection Agency.Combined Heat and Power-A Clean Energy Solution[M].August 2012.

作者簡介：俞梅（1982-），女，碩士研究生，工程師，從事建筑節能、能源審計、能源管理體系和分布式能源系統應用研究工作

（作者單位：1.浙江華云清潔能源有限公司）