医院建筑能耗改造方案分析

医院建筑节能改造应从节能潜力大，操作性强，适合大面积推广且具有良好投资效益的
技术入手。

根据行业对医疗建筑用能特点的研究，在医院全年能耗中，约40%~50%消耗于空调制冷与采暖系统，约10%~20%用于照明，约15%~20%用于生活热水及医用、厨房蒸汽。

实践表明，对于医院建筑空调系统的节能改造具有周期短、收效快、易实现的特点，因
此，本文着重就医院建筑空调系统节能改造的相关技术进行总结和梳理。

一、医院建筑总能耗现状
依据上海市发布的DB31/T553-2012《市级医疗机构建筑合理用能指南》，目前市级综合
对比上海市星级饭店、大型商业建筑、市级机关办公建筑、高校建筑合理用能指南，仅大型商业建筑的综合能耗指标高于医院建筑，其他类型建筑的综合能耗指标均低于医院建筑，
可见医院建筑存在很大的节能潜力。

二、医院建筑分项能耗现状
医院建筑的用能系统种类相对其他类型建筑而言更为全面，涵盖了空调供冷及供热、生活热水、照明、医用蒸汽、动力、食堂炊事、医疗设备、办公设备等，基于30家以上综合性医院的节能改造及节能诊断工作，在医院总能耗中，空调系统能耗（包括空调冷源、热源、水系统、末端）约占42%；其次为生活热水系统和照明系统能耗，约各占12%；另外，蒸汽系统能耗也占到8%；剩余的医疗设备、办公、动力等系统占全院能耗约23%。

从中也可以得到，对于医院建筑的节能改造重点主要是空调系统、生活热水系统、照明及医用蒸汽系统。

以下就医院建筑各用能系统存在的问题及相应改造技术进行展开。

三、医院建筑用能存在的问题分析
医院不同于其他公共建筑，通常均是一个建筑群，包含的建筑类型及功能，如住院楼、门急诊楼、医技楼、行政楼、后勤楼、食堂、宿舍等等，不同建筑的能耗状况各不相同，对医院内不同类型建筑能耗状况进行调查，掌握不同类型建筑的能耗特点，了解各类型建筑用能存在的问题及节能潜力，是有效开展节能改造工作的前提。

近年来开展的大量医院建筑的节能改造及节能诊断工作，积累了较多难得的医院建筑用能情况的第一手信息资料，现将医院建筑用能存在的主要问题总结如下。

1、医院建筑在冷、热源方面问题
（1）冷水机组、锅炉选型偏大，既增加初投资又提高日常运行成本；
（2）冷水机组的冷冻水进出口温差小，很多项目实际仅2~3℃左右；
（3）冷水机组运行策略不合理，包括：
①“大马拉小车”的运行方式降低了冷水机组能效比（COP）。

②冷水机组出口温度设定不合理。

此外，污垢热阻导致冷水机组蒸发器和冷凝器传热系数下降，机组性能系数降低。

2、医院建筑在输配系统方面存在的问题
（1）冷冻、冷却、采暖水泵选型偏大，水泵处于大流量、小温差工作状态；
（2）采暖空调水系统水力不平衡；
（3）采暖空调水泵定流量运行，输送系数（单位水流量的水泵能耗）高于标准规定。

3、医院建筑在末端系统方面存在的问题
（1）存在盲目提高室内温度要求的现象；
（2）新风系统基本不可调，无热回收装置；部分新风系统存在新风口堵塞现象，不能满足新风要求；
（3）风机盘管水系统未设置电动两通阀；
（4）风机功耗过大，无变频措施。

4、医院建筑电气、照明及办公设备存在问题
（1）变压器负荷率偏低；
（2）空调控制系统不完善；
（3）未使用高效节能灯具；
（4）建筑的楼宇智能化水平较低，大部分仍只是局限于安防、门禁系统，而对于建筑内
其他机电设备（空调、照明、给排水等）基本无有效智能控制系统或控制系统处于瘫痪状态。

5、医院建筑在围护结构方面存在的问题
（1）围护结构保温隔热性能差，大部分建筑采用普通单层玻璃，双层玻璃和镀膜玻璃只占较少一部分；
（2）公共建筑为追求外立面效果，建筑师采用大比例的透明玻璃幕墙；
（3）外窗外遮阳技术应用少；
（4）较多公共建筑的窗框为普通铝合金窗框，未采取断热措施。

6、医院建筑在管理环节方面存在的问题
（1）未根据不同功能房间使用时间对空调系统进行分区、分时管理；
（2）部分冷冻水经未开启的冷水机组旁通；
（3）个别辅助房间（库房、卫生间等）温度设置标准偏高，造成能源浪费；
（4）办公人员行为节能意识不强。

国外医院建筑节能改造技术
1、电力成本节约
对于国外医院来说，尽管电力消耗只占医院总能耗的20%左右，但高昂的电价却使医院的电力费用占到了总能源费用的50%。

鉴于高昂的电价，他们的应对之道是充分发掘供电方面的所有优化潜力，降低能源费用。

针对电力供应，德国医院常采取的有效措施有：
•审核购电条件，必要时更换电力供应商；
•引进自动用电负荷管理系统；
•优化设备运行方式（设定室内最高温度，
•根据需求调控通风设备并设置关闭时间，为泵和风机安装变频器，合理调节转速和风量）；
•使用带自动开关程序的高效照明设备（声控装置，电子镇流器，高效灯管，降低建筑物中某些区域的照明强度）；
•将一些能耗较高的工作进行外包（比如洗衣房）；
•将大型厨房中的电力烹饪改为燃气；
•用高效的新设备替换陈旧设备；
•对相关使用者进行培训；
•采用热电联产技术；
•安装光伏设备。

2、热力供应节能
在德国的医院中，供热能耗占总能耗的比例高达70%~80%。

因此，在当前能源价格飞涨，高能效设备迭出的情况下，挖掘供热领域的节能潜力具有十分重要的经济价值。

医院中的热需求主要由室内采暖、热水以及蒸汽需求组成，以上三项都有巨大的节能潜力。

采取的有效措施包括：
o将陈旧的锅炉更换高效锅炉（低温锅炉或者冷凝锅炉）；
o安装热电联产机组；
o安装光热设备；
o用分散型小设备制备生活热水，调整热水存储容量；
o采用变频泵；
o安装带热回收装置的通风系统，如锅炉尾气，预热锅炉补给水，或利用废水余热预热生活用水；
o流量调节；
o使用变频器；
o对管道和热存储器进行保温处理；
o调低平均室温；
o利用地热。

3、制冷节能
目前医院制冷电耗已占总电耗的14%，相当于5.8%的一次能源。

因此，医院制冷方面的节能潜力也很大。

在德国的气候条件之下，很多医院仍需要制冷，特别是在手术室和重症监护室。

近年来，病房和办公室的制冷需求也越来越大，使得用于制冷和空调的能耗大幅增加。

除了使用现代的制冷设备之外，优化现有设备的安装位置、运行方式和调控方式也能极大地节约能源，提高能源利用效率，从而减少运营费用。

采取的具体措施包括：
▪更换陈旧老化的空调机；
▪优化供暖和制冷系统的水力平衡；
▪为空调和通风设备安装流量调节器；
▪使用热回收装置；
▪采用带通风功能的空调设备；
▪优化设备安装位置；
▪使用热力和太阳能制冷设备；
▪用余热、太阳能或者热电联产机组热能作为热力制冷机的驱动能源；
▪使用自然冷却技术；
▪独立分布的吸收制冷机；
▪安装中央制冷系统。

4、照明系统节能
照明设备的能效和质量与多种因素相关，若要取得最佳效果，需统筹考虑多种因素。

采用的措施包括：
•将现有的灯具替换成能效更高的灯具，比如卤素灯或者节能灯（最多可节省 80%）；
•安装电子镇流器；
•按需求开启或关闭，比如通过日光导向型开关；
•优化光导和反射装置；
•通过定时器、声控感应器优化灯具开关时间；
•新建建筑可考虑利用自然光（可通过南北朝向及采光屋顶实现）；
•有策略的照明设计。

5、外维护保温
对于德国医院来说，采暖、通风和空调所需能耗费用占整个医院能耗费用的 40%~60%。

建筑物的能源消耗与外围护热损和得热紧密相关，热损和得热多取决于外围护的热传导，通过不同的外围护保温措施可有效减少建筑物的热损失。

除了建筑围护保温以外，还需注意最大限度地利用太阳得热，通过南向墙面开放式的设计和透明保温层可实现这一目标。

采取的措施有：
•使用隔热玻璃或者保温玻璃；
•对屋顶进行隔热处理（比如铺设屋顶防水保温板或者绿化）；
•给外墙安装高效的防火保温薄抹灰保温隔热系统，即穿上“热外套”（新建建筑和改
造项目均适用）。

6、光热技术的应用
光热技术是一种将太阳辐射能转换成可利用的热能的技术。

与光电技术不同，光热技术将太阳能集热器中的媒介（比如水）加热。

采取的措施包括：
o安装太阳能光热装置，实现热水的制备；
o通过空气预热和水温提升方式来制备生活用水和供暖、对病房洗浴室或医院游泳池新风进行加热；
o通过热回收装置回收外排热废水中的余热，用来为生活热水加温；
o将光热设备作为屋面保护层。

医院建筑节能能耗监测系统方案说明前言
现代化医院建设是我国医疗卫生事业当前的紧要任务。

随着我国经济的发展和综合国力的提高，人民的生活水平有了质的飞跃，人们对求医问药也提出了新的要求，那就是方便、快捷、有效，当然也得经济。

这也就对我国的现代化医院建设提出了要求。

随着整个社会科技必展水平的不断提高，必须采用信息化手段提高医疗水平，同整个社会的科技发展水平相适应；采用信息化手段提高服务效率和质量，同国家深化医疗卫生制度改革的政策相适应；采用信息化手段降低医护人员的劳动强度，提供给病患更优质的服务，同医院的自身建设和发展相适应。

一、建筑智能化在现代化医院建设中的定位
现代化医院：是“以人为本”的建设理念、“数字化管理模式”以及“高度网络化的信息平台”三者的结合，形成一种更为高效、系统的医院整体运行机制。

人文化：是信息化建设的根本目标和出发点；
医疗数字化：信息化医院建设技术核心；
建筑智能化：信息化医院建设的坚实基础。

通过以上对数字化医院概念的介绍，我们很清楚的了解建筑智能化是数字化医院的基础。

完善的建筑智能化必须立足于信息化医院建设高度，围绕着信息化医院建设需求进行规划、设计、建设。

二、建筑智能化系统建设目标
医院智能化系统是通过采用现代信息技术、网络技术和自动化控制技术提高院管理水平、医疗服务质量及医护工作效率。

具体地说，医院智能化建设的目标就是以下4点：
第一点、方便病人就医（医院的信息查询等服务手段为就医者提供清晰准确的指导）；
第二点、提高医疗服务水平（医护对讲、重症病房探视等系统为方便患者就诊，探视重病患者等提供更高一级的医疗服务水平）；
第三点、提高医生的工作效率（医嘱信息、医疗影像、医疗器械、药品的传输速度通过智能化技术手段大大提高了，医生的工作效率也就相应的提高，并且在一定程度上减轻了医生护士的劳动强度）；
第四点、提供良好的医疗服务环境（为医生和病人的工作生活环境提供各种娱乐、通讯等智能化建筑具有的特性服务功能）。

三、医院建筑智能化整体规划原则
系统整体性原则：所有系统有机整合为一个整体体现所有系统的整体性；
结构坚实性原则：找准网络化发展趋势，先进性、可扩展性、稳定性，为医院数字化奠定坚实基础；
管理高效性原则：以医护员工及管理者为核心，与医院管理模式相结合，体现高效的特点；
人性化服务原则：坚持“以人为本”服务理念，在服务细节上体现效果；
运维节约性原则: 在智能化的基础上充分体现节能运行和维护的理念为医院创造价值。

打造绿色医院。

四、设计依据
《智能建筑设计标准》GB/T50314-2006
《综合医院建筑设计规范》JGJ49-1988
《全国卫生信息化发展规划纲要（2003-2010年）》
医院信息系统基本功能规范》
各系统专项国家、行业设计规范
五、医院建筑智能化整体规划
医院较全面的智能化系统应分为基础型系统、基础应用型系统、业务应用型系统及集成应用型系统及综合节能集成管理系统
o
1、基础型系统
1)计算机网络系统：医院的网络传输核心，设备类系统。

2)无线网络覆盖系统：满足医院将来无线查房、无线床边护理等无线化发展的基础。

3)综合布线系统：与计算机网络设备相结合，实现医院的网络传输
4)计算机机房工程：医院信息化、智能化的物理核心。

5)智能化综合管网系统：智能化系统建设的基础，所有智能化系统线缆敷设的基础。

2、基础应用型系统
1)安全防范系统：视频监控、防盗报警、巡更管理系统，医院的安全管理重要组成。

2)一卡通管理系统：门禁管理子系统、消费管理子系统、停车管理子系统、智能水控管理子系统，医院后勤管理智能化的重要组成。

3)有线电视系统：医院病患休闲生活的重要组成。

4)公共广播及背景音乐系统：医院业务广播及消防广播以及环境优化系统。

5)医疗信息发布与查询系统：医院对外信息传递窗口，智能化、信息化展示平台。

6)多媒体会议系统：满足医院多种不同会议功能的智能化建设，如全体员工大会、文艺表演、党组重要会议，日常行政会议、学术研究会议等。

7)子母钟系统：为医院人员、设备、系统提供统一的时间。

3、业务应用型系统
1)导诊排队叫号显示系统：门诊区域建设，减少病患站立等候时间，减少不必要的医疗纠纷，降低护士工作量提高工作效率及准确性。

2)医护患呼叫对讲系统：病房区建设，住院日常管理需要。

3)重症病房探视对讲系统：满足医院数字化ICU洁净建设需要。

4)手术示教系统：满足医院医疗教学需要。

5)远程医疗会诊系统：满足医院向上与省级、国家级医院的远和医疗支持。

6)婴儿防盗系统：对新生儿的防盗保护系统。

4、医院综合节能系统集成
1)动力节能系统：对医院大量机电设备进行智能化控制，节约能源。

2)智能照明控制系统：对医院公共区域照明进行智能化控制，节约能源。

3)电气能源综合管理系统：对医院用电情况进行智能化监测、管理，提供实时数据报表，供管理者调整管理方式。

后语
根据各医院自身建设需求，医院的智能化建设将会分步、有选择性的建设，在项目建设前期，作为医院的建设者、设计者必需把握医院建设的长期目标，设计一步到位，实施分步进行，以满足信息化、现代化医院的建设需要。

每个医院智能化建设的目标都是：
——近期：能够满足当前使用需求，具有针对性、适用性、高性价比性。

——中期：能够确保智能化系统后期无障碍扩展，具有很强的可扩展性。

——远期：为医院全面的信息化建设提供完善的平台，具有先进性、前瞻性。

郑州中天建筑节能有限公司
研发部 2020.3.28。