医院能效提升的综合解决方案

医院能效提升的综合解决方案

作者：俞梅夏海斌叶会华姚正楠郭钥

来源：《科学与技术》2018年第14期

摘要：分析了医院建筑能耗的特点，并从能源审计、建筑能效提升的手段、能源管理体系的建立等三方面进行了详细的阐述，对医院节能降耗具有重大的意义。

关键词：医院建筑；能耗；能效提升；能源管理体系

中图分类号：R197 文献标志码：A

1.引言

随着经济和社会生活的发展，能源消耗急剧膨胀，温室效应日益凸显，节能减排已成为这个时代的主题[1]。随着医疗改革的推进，医院面临着激烈的市场竞争，从改善病人就诊环境和医护人员对工作环境舒适程度的要求也越来越受到人们的重视[2]。同时，各医院在扩建和改造项目时对空调、供热设备、诊疗设备、安保及计算机网络等多方面提出了更高的要求，因此医院的能耗在不断的逐年攀升。

2.医院能耗的分析

2.1总体能耗

医院建筑是所有建筑中使用功能最为复杂、安全性要求最高的建筑之一[3]。医院使用的能源主要有电力、热力、天然气、柴油、煤和水等等。在医院能耗中，电力消耗最大，约占68%，主要用于照明、电梯、空调和通风等设备。其次，燃气、重油等约占20%，主要用于供应蒸汽、热水、消毒、洗涤、厨房以及冬季供暖等。水的消耗占约10%，剩余为其他能耗。其中电力能耗又可再分为空调消耗，约占60%，医疗设备及动力设备消耗约占25%，照明及其他消耗约占15%[4]。

2.2医院能耗特点

医院建筑除了具有一般公共建筑能耗特征以外，门诊量对医院综合能耗有较大的影响；对于高等级医院，床位使用率也影响医院的综合能耗。医院建筑能耗的特点如下：

（1）能耗总量大，环境品质要求高。

365天24小时不间断运行，能源费用占医院运营成本比例高。空调设备运行时间长，末端要求净化无菌，特别是手术室。医疗设备对环境的要求是恒温恒湿，大型医疗设备装机容量特别大[3]。

（2）能耗变化与多种因素有关。

在同性质医院中，等级越高，能耗水平也越高；同一等级的不同医院之间的能耗水平相差较大。而且有明显的地域和气候差异性，图1表示了在美国5个不同气候区的医院能耗使用情况，位于气候区不同能耗使用的不同（来源：U.S. Energy Information Administration）。

（3）设备运行策略差异化。

过渡季节及冬季，普通病房停止供冷开始供暖时，门急诊楼的手术部及医疗设备用房有可能仍需要供冷。医院的节能必须从冷热源、输送系统、暖通空调设备、控制系统与运行管理等方面进行综合考虑。

3.医院建筑能效提升的整体思路

医院建筑能效提升的整体思路可按能源现状审计并确定能效提升目标，制定系统重新调适、照明改造、减少不必要的负荷、空气系统能效提升、制冷和制热系统改造、建立建筑能源管理系统等整体解决方式，并建立能源管理体系进行持续性改进。

4.综合解决方案

4.1能源审计并确定能效提升目标

能源审计通过对用能系统基础和运行数据的收集、分析，对用能系统能耗状况和水平、能源利用效率和能源经济及环境效果进行监测、诊断和评价，从而发现建筑节能的潜力和方向，确定能效提升的目标，为制定技术可行、经济合理、环境可接受的节能改造方案提供科学的依据[6]。

重点工作是对建筑物内使用的冷热源及各用能设备的能耗情况进行盘点，并通过表计或台账获得建筑全年及逐月用能数据，进而分析各终端能源消费结构。能源的核算是筛选整理和统计收集的数据，得到建筑的各项指标，包括单位面积综合能耗、能耗构成情况、各终端能耗比例，逐月能耗情况和全年能耗情况。通过能效对标发现节能的潜力。

浙江省地方标准《医疗机构单位综合能耗、电耗定额》DB33/T 738-2016 标准规定了二级及以上各类医疗机构从事疾病诊断、治疗活动的过程中所消耗的各类能源的统计范围及方法、单位综合能耗、电耗的定额及计算方法。浙江省各等级医疗机构应符合表1内相应等级的各项要求。

4.2应用整体解决方案

充分利用建筑物各用能系统间的互动关系，实现建筑物的整体能效提升，实现节能投资效益最大化整体解决方案。图2整体解决方式的各个阶段。

（1）重新调适

系统重新调适是对建筑物内现有使用能源设备进行参数调整，使这些设备皆能够在最佳能效状态下运行，涉及建筑内部的能源、室内环境品质、舒适性、安全性和可靠性。通过诊断和功能测试可以帮助判断系统之间是否配合正常，此外，它还可以帮助确定设备是否符合运行目标或是否需要进行调整，从而提高建筑的效率和效益。

（2）照明改造

降低照明系统的能耗，可以通过降低照明水平、采用新型高效节能光源（LED）、镇流器和透光罩、根据功能区实际需要配置照明，以及充分利用利用自然光，在窗户上安装亮度调节器缩短照明时间等方式来实现。既保证照明需要又达到节能目的；提高照明质量，达到高效、舒适、安全的目的。

（3）减少不必要的负荷

采用具有环保、节能特性的办公室、厨房设备；改善建筑物围护（例如双层玻璃、窗户隔热膜、外墙、屋顶装设绝缘层等）的隔热性能；不仅能够减少建筑物的能源费用支出，并且能够减少暖气与冷气之相关费用。

（4）空气系统能效提升

使建筑物内通风系统的运行达到最佳状态，能够节省相关用能源成本，并且改善建筑物内环境之舒适程度，减少来自因通风系统大小不当所造成的风扇噪音。增加引进室外较冷空气以减少冷气系统负载：当室外的空气温度与湿度低于设定数值时，引进室外空气来冷却建筑物内部。

（5）制冷制热系统能效提升

通过加装变频等手段来改造制冷制热系统外，还可以利用可再生能源或新能源来提供医院的制冷和制热。天然气分布式能源具有综合能源利用率高、节能、环保等优点[7]。天然气分布式能源系统主要以天然气为燃料，通过冷热电三联供方式实现能源的梯级利用。在用户侧安装发电机组，利用燃料高品位的能量发电，同时通过余热回收利用设备（如余热蒸汽锅炉、溴化锂吸收式冷热水机组、换热器等）回收發电所产生的余热热量，向用户供冷或采暖，满足用户的冷热负荷。图2为传统发电与热电联产CHP的总效率的比较，热电联产CHP能源综合利用效率在75%以上 [8]。

（6）建筑能源管理系统（BEMS）