醫院建筑病房科室能耗影響因素分析

譚子豪 劉澤華 王鳳予 黃玲玲

南華大學土木工程學院

0 引言

隨著我國城鎮化建設進入新階段，為改善民生所需要的醫院建筑成為今后城鎮化建設的重點之一[1]。由于醫院的特殊性，其能耗強度較大，相關數據指出：醫院建筑能耗達到了一般公共建筑能耗的1.6～2.0倍[2]。抗擊新型冠狀病毒戰役后，為了更好的改善室內環境，眾醫院必然會加大投入，醫院能耗將不斷增長。

在目前的研究的醫院建筑能耗影響因素研究中主要以多個醫院組成的樣本的研究為主，個體醫院內部部門的影響因素研究較少。本文通過對湖南省某大中型綜合醫院能耗占比最大的病房樓的科室能耗進行相關因素研究，使用湖南省地方標準對該醫院能耗水平進行分析，根據影響因素分析結果對目前能耗指標的適應性進行評價。

1 醫院概況描述

本文選擇夏熱冬冷湖南地區的三甲綜合醫院為研究對象，通過訪問醫院用能管理和醫務部門收集了大量該醫院能耗相關數據，包括2017、2018 年各部門、各科室的能耗數據，以及建筑面積、門急診人數、床位數、手術次數等建筑基礎數據和能耗影響因素數據。該醫院是一所集醫療、教學、科研、預防為一體的大型現代化省級三甲綜合醫院，現有建筑面積19.14 萬m2，中央空調覆蓋面積13.50 萬m2，醫院現有病床約2500余張，設有60 多個專業，員工1 600 多人。該醫院2017-2018 年醫療業務信息如表1 所示。

表1 2017-2018 年湖南省某醫院醫療業務信息統計

2 住院部科室能耗影響因素分析

醫院住院部是對各個病區進行管理，為醫護和科研人員提供便利的診療活動和科研工作條件，為病人提供有利于治療、恢復健康、休息環境的部門，而在住院部建筑全生命周期運營過程中能源消耗量較大，對住院部能耗進行了統計，可以發現該醫院住院部樓宇能耗占整個醫院能耗的很大比重，達到了74.9%，住院部科室的能耗相關性研究對醫院的能耗指標的評價具有意義。

2.1 研究方法

1）皮爾遜（Pearson）相關分析法

皮爾森相關系數是一種線性相關系數。用來反映兩個變量線性相關程度的統計量。相關系數用r 表示，相關系數r 描述的是兩個變量間線性相關強弱的程度。r 的取值在-1 與+1 之間，若r＞0，表明兩個變量是正相關，即一個變量的值越大，另一個變量的值也會越大。若r＜0，表明兩個變量是負相關，即一個變量的值越大另一個變量的值反而會越小。若r=0，表明兩個變量間不是線性相關，但有可能是其他方式的相關。

2）偏相關分析

偏相關分析也稱凈相關分析，它是在控制其他變量的線性影響的條件下分析兩變量間的線性相關性。

2.2 數據來源

收集了湖南省某大中型綜合醫院25 個病房科室2017～2018 年能耗，基礎數據和醫療活動數據。其中內科樓科室12 個，建筑面積1105～5076 m2，病床數48～213 張，總年床日數1834～66748。外科樓科室13個，建筑面積1079～3668 m2，病床數26～114 張，總年床日數7546～39106。

2.3 研究結果

筆者借助SPSS 統計分析軟件使用偏相關分析法和Pearson 相關分析法對醫院病房科室的建筑面積，門急診量，床位數，住院人數，出院者平均住院日，病床使用率，病床周轉次數，住院手術次數以及年實際占用床日數9 種影響因子與科室年能耗進行統計分析。影響因素與科室能耗的Pearson 相關系數如表2 所示。

表2 影響因素與科室能耗的Pearson 相關系數

如表2 所示，可以看出所有科室建筑面積、床位數、年實際占用床位數與科室能耗的Pearson 相關系數均大于0.7，說明病房科室的能耗與這3 個影響因子具有較好的相關性，在一定程度上證實了建筑面積、床位數作為能耗指標的意義。Pearson 相關系數排列為年實際占用床日數＞床位數＞建筑面積，可見年實際占用床日數相關性最大，作為能耗指標將具有更大指導意義。此外，門急診量與能耗的相關性較小，可能由于某些病房科室病床使用率高，病床飽和或基本飽和，門急診量的變動很難影響到這些科室的住院人數，可見使用門急診量很難準確的作為能耗指標對病床飽和醫院進行能耗評價。病床周轉次數相關性較好，并呈現出負相關。

在科室分類統計中，外科樓科室能耗與建筑面積，床位數，年實際占用床位數與科室能耗的Pearson 相關系數均大于0.8，Pearson 相關系數排列為年建筑面積＞床位數＞實際占用床日數，可見建筑面積相關性最大，對于以急性病為主的外科科室，病床數與床日數情況對科室能耗的影響較小。

在科室分類統計中，外科樓科室能耗與建筑面積，床位數，年實際占用床位數與科室能耗的Pearson 相關系數均大于0.8，Pearson 相關系數排列為年實際占用床日數＞建筑面積＞床位數，可見實際占用床日數相關性最大。

表3 為變量與醫院病房科室年總能耗的偏相關分析結果，可以看出，建筑面積、實際占用床日數相關性較顯著，結果和pearson 相關分析的結果一致，更加驗證了這2 個變量作為能耗指標的意義，而床位數的偏相關分析相關性不顯著。

表3 影響因素與科室能耗的偏相關分析

3 醫院能耗水平評價

3.1 湖南省醫院能耗指標

湖南省地方標準DB43/T 612-2015《醫療機構能耗限額及計算方法》[3]給出了醫療機構計算方法并提出使用面積、病床、門急診人數3 個影響因素計算的能耗指標作為衡量醫院限額的方法，但沒有對這三種能耗限額方法進行分析評價。

3.2 湖南省某醫院能耗水平

筆者對該醫院2018 年用電量、綜合能耗進行統計，計算了單位面積綜合能耗、單位面積電耗、患者人均綜合能耗、患者人均電耗、床均綜合能耗以及床均電耗，以湖南省地方標準《醫療機構能耗限額及計算方法》[3]為據，分析該醫院能源消耗現狀，該醫院屬于三甲醫院，建筑面積超過12 萬m2，年度就診人數超過60 萬人次，床位數超過700 床，選擇對應限額值。

通過醫院能耗限額表（表4[3]）可以發現：醫院床均電耗為5 878.51 kWh/床，超過了能耗限額達標值。單位面積綜合能耗、床均綜合能耗、單位面積電耗分別為25.70 kgce/m2、1 904.21 kgce/ 床、79.34 kWh/m2，均超過了限額先進值而低于限額達標值。患者人均綜合能耗、患者人均電耗均低于限額先進值。3 種能耗評價方法分別表現出了3 個不同的能耗水平。

表4 2018 年醫院能耗

聯系醫院運營實際，該醫院很多科室病床基本上處于飽和狀態，醫院就診人數較多，床位供不應求，這些就診的患者在醫院僅有短暫停留，所以門急診人數作為這種病床飽和或近飽和醫院的能耗評價指標不合適。

該醫院住院部能耗占醫院總能耗的絕大部分，本文對病房科室的相關性分析結果可以反映整個醫院能耗的相關性。分析結果顯示年總床日數與能耗的相關性優于病床的相關性，建議使用占用床日數指標取代床位數指標。

相關性分析結果顯示建筑面積與能耗的相關性較好，肯定了單位面積能耗指標的指導意義。該醫院單位面積綜合能耗和單位面積電耗均位于先進值與限額達標值之間，能耗水平處于中等偏上。

4 結論

1）對湖南省某綜合醫院病房樓25 個科室的能耗進行了影響因素（建筑面積、床位數、住院人數等9 種影響因素）分析，相關性結果發現建筑面積、床位數、年床日數相關性較大。偏相關結果發現建筑面積、年床日數相關性較顯著，床位數表現不顯著。

2）按照湖南省地方標準對該醫院能耗水平（以2018 年為基準年）進行評價，結合影響因素分析結果和醫院實際情況對標準提出的3 個指標（單位患者能耗、單位面積能耗、床均能耗）進行闡述，主要結論為：門急診量作為病床近飽和的醫院的能耗指標不合適；年床日數指標比床位數量指標更合適。

3）相關性結果給醫院能源管理指明了方向。相關性結果指出能耗與病床周轉次數呈現出負相關關系，建議醫院提高管理水平，提高病床周轉次數。