醫院節能建筑能耗監管系統建設原則及軟件功能探討

金寶云

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醫院節能建筑能耗監管系統建設原則及軟件功能探討

金寶云

南京天溯自動化控制系統有限公司，江蘇 南京 210019

大型公共建筑節能降耗成為我國今后一段時間里節能減排工作的重點。加強節能管理、高效用能是國民經濟和社會發展的重要內容。隨著醫院業務量的持續增長以及人們健康意識的不斷增強，醫院的建筑能源消耗水平呈現自然增長趨勢。如何有效提升能源利用效率，合理控制能耗增長是醫院后勤管理人員面臨的最為現實及嚴峻的問題。對醫院節能建筑能耗監管系統建設原則及軟件功能進行分析，為今后開展醫院建筑節能工作提供參考。

節能建筑能耗監管系統；建設原則；軟件功能

引言

近年來，節能、環保、可持續發展的理念已受到廣泛重視和推廣。衛生領域隨即提出了“綠色醫院”的理念。在堅持科學發展觀的指導下，醫院的建設需要遵循我國堅持“節約型社會”的主張，運用科學的理念與決策，遵循安全、品質、高效的原則。探討醫院節能建筑能耗監管系統的建設有助于推動醫院節能管理的進步。

1 醫院節能建筑能耗監管系統建設原則

1.1 先進性

硬件應選用性價比高、可靠性高及使用壽命較長的設備；軟件應采用目前國際上通用并符合發展趨勢的，為以后的功能擴充打下基礎。技術上采用先進的方法和理論，設計使用具有先進水平的分析模型和應用模型。

1.2 實用性

遵循技術導則的同時，符合醫院的能耗特點和管理模式；能耗監測與管理相結合，實現節能降耗；基于互聯網技術，采用國家技術導則推薦的主流監測儀表。

1.3 安全性

系統設計必須高度重視數據安全性，要采取專門的措施防范潛在的非法入侵風險。另外，要對外部員工、調度客戶的權限進行嚴格控制，避免越權導致的信息泄露。

1.4 可操作性

系統的人機界面要簡潔和人性化，符合人們的操作習慣，且容易學會操作方法；同時又能滿足功能需求。

1.5 可伸縮性

軟件系統要具備良好的可伸縮性，保證醫院管理模式發生改變時，能夠及時地增減功能，動態與醫院業務同步更新系統，從而適應醫院管理的需要。

1.6 可擴展性

在設計時，要充分考慮系統的未來擴展空間，為系統預留足夠的擴展空間，根據醫院建筑用電系統的結構特性，充分考慮建筑物及部門組織結構用電特點，從而構建標準化的用電管理機制和系統結構流程。未來需要擴展新功能時，可以在標準結構基礎上實現最快捷的擴展。

1.7 標準化

符合系統建設時要嚴格遵循《醫院建筑能耗監管系統建設技術導則（試行）》和《醫院建筑能耗監管系統運行管理技術導則（試行）》的要求，并參照國家機關辦公建筑和大型公共建筑能耗監測系統的相關技術指導要求進行設計，確保系統的參數符合國家衛生健康委員會及國家住房與城鄉建設部的標準要求，各類能耗編碼按國家標準執行。

1.8 穩定性

系統所選的水表、電表多為國內的知名品牌，性能可靠、穩定；系統采用標準化的通信協議，數據接口為無縫對接，系統設計采用三級儲存確保數據不會丟失。

1.9 經濟性

在滿足功能需求的前提下提高經濟性，降低初期建設投資、運行費用和維護費用。

2 系統平臺軟件功能

2.1 系統總覽

2.1.1 系統登錄驗證

通過瀏覽器訪問系統，僅當輸入正確的用戶名、密碼后才能進入系統；可選擇記住密碼；屬于不同角色的用戶可能訪問到特定的界面，只能進行特定的操作。系統管理員可以看到所有的頁面，擁有所有的操作功能。但有些用戶的權限是受限的，根據院方的需要，科室負責人只能看到自己所負責科室的能耗信息。

2.1.2 基于3D技術的建筑物能源信息總覽

提供醫院整個院區的建筑物3D模型展示，可旋轉、縮放、定位；可進入建筑物內，查看樓層平面圖信息；可顯示整個院區、某個建筑物、某個樓層的能耗信息，如本月電、水、氣等信息；可顯示某個建筑物的基本信息，如建筑年份、建筑類型、面積等；可顯示某個建筑物、某個樓層存在告警信息，提醒運維人員及時定位和處理。

2.1.3 基于3D技術的管線圖

可顯示電、水、氣等能源的管線圖；標識管線上的重要儀表，可查看儀表上的參數信息；可顯示管線上存在的告警信息，提醒運維人員及時去定位和處理。

2.2 實時監測

（1）配電子系統實時監測：可顯示配電高壓系統圖、低壓線路圖；對高壓、低壓回路進行實時監控，監測電度、電流、電壓、有功功率、無功功率、功率因素等參數。

（2）對變壓器設備進行監測；當某器件有告警信息時，在系統圖或線路圖上顯現顯示；提供事故追憶功能[1]。

（3）空調子系統實時監測，可顯示空調系統圖，對冷水機組、冷凍水泵、冷卻水泵和冷卻塔進行運行狀態和故障進行監測；對冷凍水和冷卻水的溫度、壓力、流量進行監測；當機組有告警信息時，在空調系統圖上顯示。

2.3 能耗監測

2.3.1 能耗總覽頁

總覽頁可為不同類型的用戶提供不同的展示信息，比如為醫院領導者展示整個院區的能源消耗總量、同比趨勢及整個醫院能效異常的項數；而對于醫院某個考核單位，展示該考核單位區域下的能源消耗總量、同比趨勢及該區域下能效異常的項數等；可定制其他類型的信息展示，以滿足不同類型用戶的需求。

2.3.2 能耗分析

基于時間維度的分析功能，可查詢任意時間段的能耗數據；提供快捷時間查詢，如當日、本周、本月；基于地理區域位置的查詢，可查詢任意的地理區域，比如院區、建筑、樓層、區域等；基于醫院功能區查詢，如果進行了分戶到科室，則可以查詢該科室的能耗數據；基于能源分類的查詢，可選擇任意能源，查詢到該能源任意位置區域的能耗；基于能源分項的查詢，可查詢某能源任意分項，查詢到該能源任意位置區域的能耗；能耗展現形式美觀和豐富，需同時支持柱狀圖、折線圖、表格數據，數據可以導出；提供能耗分解餅圖，選擇某區域位置/定制功能區后，可展示下屬對象的能耗餅圖；能耗餅圖美觀和信息豐富；此外，還可以支持查詢當該區域位置/定制功能區的分項能耗占比；支持展示所選擇能耗對象的總能耗值、同比值百分比、環比值百分比、最大值、最小值、平均值；支持查看所選擇能耗對象的同比值、環比值；支持查看所選擇能耗對象的單位面積能耗、人均能耗。可查詢醫院整體的單位業務量能耗、單位GDP能耗；支持查看所選擇能耗對象的轉化標準煤、碳排放量轉化為人民幣；支持查詢區域位置/定制功能區下某個設備的能耗信息[2]。

2.3.3 能耗對比

可選擇對多個對象進行能耗對比，可設置某一時間段、某一能源分類、分項下的多個對象；可選擇一個對象在多個時間段里的能耗對比；支持對比單位面積能耗、人均能耗、單位業務量能耗、單位GDP能耗；支持對比所選擇能耗對象的轉化標準煤、碳排放量、轉化為人民幣；對比展示形式美觀和信息豐富，至少支持折線圖、表格。表格數據可以導出。

2.3.4 能耗排名

可選擇對多個對象進行能耗排名，可設置某一時間段、某一能源分類、分項下的多個對象；支持排名所選擇能耗對象的單位面積能耗、人均能耗、單位業務量能耗、單位GDP能耗；支持排名所選擇能耗對象的轉化標準煤、碳排放量轉化為人民幣；排名展示形式美觀和信息豐富，需支持柱狀圖、表格。表格數據可以導出[3]。

2.3.5 負荷預測

在歷史數據的基礎上可以預測某一個對象的能耗；可自定義能源類型、分項、時間；可顯示歷史真實能耗值，使真實能耗值和歷史能耗值形成對比，以利于管理者了解負荷預測的準確度；負荷預測信息還包含預測總能耗值、歷史能耗總值及某一子時間下的預測值、歷史值、偏差值、偏差百分比；負荷預測展現形式美觀和信息豐富，支持折線、表格多種形式。表格數據可導出[4]。

2.3.6 定額查詢

支持查詢某對象的月、年定額值；展現形式美觀和信息豐富，推薦使用儀表盤的形式；顯示月定額值、實際消耗值、剩余值、剩余百分比等信息。

2.3.7費用查詢

可對某一對象的能源費用進行查詢；展示能源費用中尖、峰、平、谷的占比；展示費率極值信息，包括費率總值、總能耗值、最大值、最小值、平均值、總值環比百分比信息。

2.3.8 管理診斷

對電能源進行管理診斷：診斷能耗突變、總分表平衡異常、過負荷告警、電壓/電流不平衡度、電壓/電流諧波畸變率、功率需量等；電壓/電流不平衡度、電壓/電流諧波畸變率、功率需量僅針對低壓配電部分，且需要儀表設備支持；對空調子系統進行管理診斷[5]：診斷能耗突增（總能耗及區域能耗）、主機冷/熱水出口溫度異常、主機水流量異常、空調主機COP值異常。其中主機冷/熱水出口溫度異常、主機水流量異常需要采集自BA系統。空調主機COP監控需要電計量表和冷熱量計量表支持。對水能源進行管理診斷：診斷能耗突變，總分表平衡異常；可對各類診斷信息進行匯總、量化和打分，以形成醫院管理者對各個區域/功能區的考核依據。

3 結束語

通過醫院節能建筑能耗監管系統監測平臺的建設，實現對各院各分項能耗的在線監測和動態分析，挖掘醫院用能規律，為節能診斷和改造提供量化的數據支撐和科學依據，實現醫院的節能減排和可持續發展的目標。

[1]焦軍勝，柴建軍，朱曉軍，等. 北京協和醫院建筑能耗監管系統建設方案淺談[J]. 中國醫院，2015（5）：77-78.

[2]劉華. 基于局域網醫院節能監管系統設計與開發[D].鄭州：鄭州大學，2017.

[3]錢強. 淺談我國醫院能耗監管系統存在的問題[J]. 中國醫院建筑與裝備，2017，18（1）：99-100.

[4]何一帆. 建筑節能監管系統在醫院的工程應用介紹[J]. 建材發展導向，2017，15（2）：346-347.

[5]蔣三軍，黃歸. 醫院新型能耗管控一體化平臺的應用與探索[J]. 中國醫院建筑與裝備，2016，17（11）：98-101.

Discussion on the Construction Principle and Software Function of Hospital Energy-Saving Building Energy Consumption Supervision System

Jin Baoyun

Nanjing Tiansu Automation Control System Co., Ltd., Jiangsu Nanjing 210019

Energy conservation and consumption reduction of large-scale public buildings has become the focus of energy conservation and emission reduction work in China for some time to come. Strengthening energy conservation management and efficient energy use are important elements of national economic and social development. As the hospital’s business volume continues to grow and people’s health awareness continues to increase, the hospital’s building energy consumption level shows a natural growth trend. How to effectively improve energy efficiency and rationally control energy consumption growth is the most realistic and severe time for hospital logistics managers. The paper analyzes the construction principles and software functions of hospital energy-saving building energy consumption supervision system, and provides reference for future energy-saving work of hospital buildings.

energy-saving building energy consumption supervision system; construction principle; software function

TU111.19+5

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