医院建筑能源审计与节能分析

刘 东 李 超 任 悦

医院建筑能源审计与节能分析

刘 东 李 超 任 悦

同济大学机械与能源工程学院

本文在公共建筑能源审计工作方法的基础上，结合医院建筑的特殊性及笔者在医院建筑能源审计项目实践中的经验，提出了医院建筑能源审计工作方法的流程，并指出了该类能源审计工作中需要注意的关键问题；最后，根据能源审计结果提出了医院建筑的节能重点。

能源审计医院建筑工作方法节能措施

0 引言

随着国民经济持续快速发展，我国的卫生事业也得到了较大发展，与此同时医院的能耗也大幅攀升，医院建筑节能迫在眉睫，而建筑能源审计作为一种建筑节能的科学管理和服务的新方法，就成为医院建筑节能监管体系建设中的重要一环[1]。但是我国的建筑能源审计仍处于发展阶段，建筑能源审计体系还不够完善[2]，针对医院建筑的完整能源审计体系尤其欠缺，这不利于相关部门对医疗建筑的能源管理进行评价管理和有效监督。本文以笔者在医院建筑能源审计工作中的经验为基础，系统地总结了医院建筑能源审计的完整工作流程，并根据审计结果，提出了医院建筑的节能重点。

1 医院建筑能源审计方法

1.1 医院建筑运行特点

大型综合医院的建筑运行有如下特点：

1）建筑结构复杂，一般包括门诊、急诊、病房、医技部门（CT、X线等）、手术室、重症监护室及后勤保障部门；

2）活动人员复杂，包括病人、医护人员、后勤人员（保洁、护工等）、行政管理人员、陪同家属等，对医疗、生活和工作环境要求差异大，且流动人员数量大，管理困难；

3）能源形式多样，有冷、热、电、水、汽、燃气或燃油；

4）医疗设备运行时间特殊，有些需要24小时甚至365天不间断运行，故对能源保障要求高。

以上原因导致了医院建筑能源消耗巨大，是一般公共建筑的1.6～2.0倍[3]。鉴于医院建筑的上述特点，医院能源审计方法与一般公共建筑能源审计方法并不完全相同，需要考虑的问题更多，具体工作方法值得探索。

1.2 能源审计的依据及参考资料

医院建筑能源审计的主要依据与公共建筑能源审计依据基本一致，主要包括《中华人民共和国审计法》、《中华人民共和国审计法实施条例》、《公共建筑节能设计标准》（GB50189-2005）、《室内空气质量标准》（GB/T 18883-2002)、《公共建筑能源审计标准》（DG/TJ08-2114-2012）等[4]，在此基础上，还增加了医院用能的相关规范，如《市级医疗机构建筑合理用能指南》（DB31/T 553-2012）等。

1.3 医院建筑能源审计的流程

对于医院建筑能源审计，通过参考相关资料[5～7]，主要有六个步骤。

1.3.1 前期准备工作

项目的启动即召开能源审计会议，须审计人员和医院相关人员共同参与，会议主要目的是要确定审计的对象，落实审计的内容、日程、审计必要的工作条件与技术辅助条件，项目组成员的责任。在会议上向被审计单位发放建筑基本信息表（包括建筑概况、建筑能耗账单、用能系统和用能设备情况等），审计工作开始前5个工作日内，被审计单位应将填写完整的基本信息表格（书面版和电子版）送回审计机构，方便后续工作的按时进行。

1.3.2 医院实地调查及测试

能源审计须对被审计建筑进行实地调查，了解建筑运营的具体情况，调查内容主要包括以下四方面：

1）对建筑的整体调查。结合建筑基本信息，确定建筑能耗和管理情况，如围护结构是否按照节能标准设计、保温层是否有破裂或脱落的现象、窗户是否有遮阳措施、是否采用了节能灯具、是否有长明灯长流水现象、是否有过冷过热的房间等。根据实际需要，还可以对建筑围护结构进行保温性能测试，主要是采用红外热成像法检测围护结构保温缺陷、采用热流计法检测传热系数、采用压差法检测建筑物气密性等，从而确定围护结构保温性能是否符合要求，是否需要进行节能改造。

2）设备机房的调查。主要对建筑内的制冷机房、锅炉房等设备机房进行调查：对制冷机房、锅炉房及设备间内的各种设备的运行情况、调节和控制方式等进行评价，以便确定各用能系统是否存在运行不当的问题，且要与医院用能特点相结合，评价医院各用能设备配置及运行是否合理。

3）不同用途房间的随机抽检。从医院各类主要功能房间中分别抽取部分房间进行室内基本情况调查，对主要功能区域的环境参数（温度、相对湿度、照度、二氧化碳浓度等）进行现场测试，以确定是否存在能源浪费现象。医院建筑的功能用房主要分为急诊、门诊、住院、医技、后勤保障、办公生活六大类，每一类功能用房至少测试1个房间，其余公共区域如门诊大厅、走廊、候诊区等都要进行环境参数测试。

4）被审计建筑的文件审阅。需要审阅的文件主要包括建筑竣工图纸、建筑运行和维护日志、能源管理文件以及前三年的能源账单，能源分析需要对过去12～36个月的能源账单做详细审查，且必须包括全部外购的能源。

1.3.3 核实所收集资料的准确性

对被审计医院提供的基本信息表格以及现场调查测试所得到的资料进行汇总整理，对存在疑问的数据及时联系被审计医院相关负责人进行核实确认。最后为了证实得到资料的准确性，审计人员要向被审计医院相关人员汇报初步的检查结果，确保得到的数据和资料的准确性，然后才能进行数据的处理分析。

1.3.4 处理分析能耗数据

1）能耗数据评判依据。建议采用每年每m2的能耗量和每年每床位的能耗量等指标来客观评价能源利用效率[8]。

2）能耗数据计算与分析。对收集到的建筑能耗数据进行计算，得到各项能耗的总量指标，包括建筑能耗、常规能耗、特殊区域能耗、建筑水耗；拆分的各个用能系统能耗总量指标包括暖通空调系统、热源系统、照明系统、医疗设备、办公设备、综合服务系统（可根据医院具体情况进行相应的系统拆分）；对不同建筑的相同功能的指标进行横向比较，以评价该建筑的用能水平。对每幢建筑拆分的各个用能系统的能耗指标进行纵向比较，找出耗能最大的系统，为挖掘建筑节能潜力做准备。

3）节能潜力分析。绘制主要用能系统的耗能曲线，分析判断各用能系统能耗是否合理，结合其现行的节能管理体系、规章制度和节能技术改造等情况提出相应的节能建议及可行性分析。

1.3.5 评价医院建筑整体用能

依据建筑能源审计的主要内容及依据，医院建筑能源审计的评价主要包括能源管理、环境测试、现场巡查、用能分析四方面，这四方面涉及多方面的评价因素及具体指标，具体评价指标体系见表1。

表1 医院建筑能源审计评价指标体系

在最终报告里，要根据医院建筑能源审计评价指标体系中的各项指标对医院整体建筑进行详细的评价，要提供能源审计的结果和节能改造建议，对审计建筑的设备及运行情况的描述、所有能耗系统的能耗分析以及对能源改造方案可行性的分析等。另外，还应有审计单位在整个项目中所涉及的工作内容。

1.3.6 提交审计成果

需要将最终审计报告交到被审计医院相关人员手上，以便使他们了解被审计建筑所存在的问题、节能改造方案的效益和成本，从而做出相应的决策。

2 医院能源审计过程中需要注意的问题

2.1 现场考察的重要性

由于医疗业务为医院的核心业务，医院普遍存在重医疗管理而轻视后勤辅助部门管理的问题，在节能方面缺少相应的组织管理部门。因此在与医院工作人员进行对接的时候可能会遇到沟通困难的问题，很多能源消耗及设备运行方面的基本情况部分医院相关人员并不清楚，甚至会出现混淆某些用能系统的设备的状况，因此除了与医院人员进行沟通，从其提供的信息中筛选出正确信息，还需要花费更多的时间进行现场考察，记录相关信息，保证收集资料的准确性。

2.2 基础资料的填写进度控制

能源审计项目确定后要及早向业主提出所需的基本资料清单，并向业主详细阐述每种资料包括的内容，给其充分的时间进行准备、整理。由于大部分医院都没有专门的能源管理部门，且相对轻视后勤保障部门，人员投入不够，造成医院后勤部身兼数职，比较忙碌，在完成资料填写上有所拖延，所以审计人员应该及时监督医院基本资料的填写工作，保证审计工作的顺利进行。

2.3 能源审计现场测试注意事项

及时与医院沟通，在其配合下，确定测试位置、合适的检测日期及需要的检测设备。一般情况下，医院的现场测试需要医院工作人员的陪同，因为医院部分科室无医院相关人员陪同不准进入，如医技部门及手术室等。另外，由于医院环境特殊，在进行测试的时候务必遵循医院相关规定，不要影响到病人治疗与休养。

2.4 加强政府职能部门的介入

应及时与医院工作人员沟通、协调、解决出现各种困难和问题。若遇到确实不易解决困难，如果是政府采购项目(能源审计)，审计机构需要及时向政府相关的管理部门反馈，加强政府相关职能部门的介入，在其帮助下确保能源审计工作能够更加顺利、高效地完成。

3 医院建筑能耗特点及节能建议

3.1 医院建筑能耗特点

医院能源消耗的高低直接影响医院的运行成本及经济效益。笔者对上海4家综合医院进行能源审计，经过与医院工作人员的沟通，将医院用能系统划分为空调通风系统、热源系统、照明系统、办公设备系统、医用设备系统和综合服务系统五项，通过对被审计医院的平均能耗数据进行拆分，得到医院建筑耗能分项比例如图1所示。

图1 医院建筑耗能分项比例图

从图1中可以看出医院年能耗中，空调通风系统和热源系统（主要是锅炉)是主要耗能系统，二者总能耗超过了医院总能耗的一半，可见医院冷热源系统耗能非常严重，应将冷热源系统作为主要节能对象。

通过审计过程中的现场巡查、得到的设备清单以及与医疗人员的沟通，发现出现这种耗能现状的原因主要有以下几点：

1）医用设备数量大。医院与普通公共建筑相比本来就多出大批的医用诊疗设备，随着近年来办公自动化和更多先进诊疗设备的购入，各科室的设备散热量大幅提高，使得空调的冷负荷本身就很大。这是由医院的建筑性质所决定的，为了节能而降低医疗设备的使用频率是不现实的。

2）各个科室的使用时间、空调负荷特性和控制参数不尽相同。医院有两类差异较大的室内环境控制：一类是普通科室如普通病房、诊室，只需季节性舒适空调；另一类是温湿度控制要求较高的如手术室、重症监护病房等特殊区域，需要全年空调。经过调查发现大型综合医院常采用传统的冷热源设备配置，大多为冷水机组与锅炉（多为蒸汽）组合，并由冷热源集中供给各功能科室所需的冷媒与热媒。这种集中式冷热源供给系统的媒介（冷冻水、热水、蒸汽等）温度是由控制参数要求最高的功能区域决定的，如冷冻水温度7℃是考虑湿度控制设定的，蒸汽温度是由灭菌设备的性能决定的。如果过渡季节只为特殊科室开启整体冷热源系统，或者高参数要求区域与普通参数要求区域采用同一套冷热源系统，能耗自然相当大，这种传统的冷热源配置其实是来源于大型公共建筑，显然对医院建筑并不适用，反而成为医院节能的症结。

3）新风负荷大。为了保证各科室内的空气品质，维持合理的压差、空气流向，防止通过空气交叉感染，就需要加大新风量，这样的结果是新风负荷很大，运行能耗高，这也是由医院建筑的性质所决定的。洁净手术室就是典型的例子，为了保证气流方向、压力梯度、洁净度，空调系统需要较大新风量，并维持相应的换气次数，所以新风负荷及运行能耗都非常高。

3.2 医院暖通空调节能建议

针对医院建筑冷热源巨额能耗的特点及原因，提出以下建议：

1）合理划分供冷系统。为便于医院普通科室与特殊科室的环境控制，提高能源利用效率，建议分两个冷源系统分别进行供冷，因此推荐在新建医院设计时就做好系统分区，首先将特殊科室与普通科室冷源系统分离，其次再根据室内环境控制参数，如温湿度控制要求，洁净度级别等，以及运行时间将系统合理分区，或为特殊科室配置独立小型空调冷热源。但是对于既有医院建筑，采用这样的技术来改造供冷系统花费的财力，物力，人力太大。为了使既有医院特殊科室原有空调机组能采用水温较高的供冷系统，又要保证其医疗环境控制，可推荐采用湿度优先处理的概念[9]，即利用新风预处理机组将特殊科室的新风预处理到更低的露点，消除新风湿负荷，甚至承担室内湿负荷，如手术部经常采用的新风集中处理[10]，湿度优先处理的技术有安装新风预处理机组和双冷源新风机组[11]，医院可根据自己的具体情况进行选择。

2）供热系统分散化、小型化。根据医院特点应改变传统的设计观念，推荐用分散式热水系统，用局部供热替代蒸汽锅炉和集中供汽。在医院应大力推广分散式热水锅炉，特别是燃气热水锅炉，燃气能靠自身压力输送到任何医院任何科室，可节省水泵的输送能耗。只要在热水用户侧(如门急诊大楼、住院病房，食堂等)，甚至考虑以楼层为单位，设置小型燃气热水锅炉，仅在真正需要蒸汽的科室(如消毒室、制剂室等)才设置小型蒸汽锅炉。这种分散式供热系统可根据不同科室对供热的不同要求进行灵活设置，各系统相互独立，启停及调节便利。在审计过程中发现部分小型医院及卫生服务中心采取了分散式供热系统，建议大型综合医院也引进此项节能措施。

3）合理的新风量调节。新风的摄入是要达到调节室内空气质量，维持房间正压，防止交叉感染等目的。在满足室内卫生要求的前提下，在非工作日或患者较少时，对于环境参数要求不是非常高的普通科室，可适当减小新风量，对于降低能耗，是有显著效果的。另外，新风系统上的过滤净化装置应该定期清洗更换，保持清洁，以维持其正常的工作效率。

4 结语

1）医院建筑能源审计工作是一项系统工程，总体由基础数据收集、现场考察实测、数据处理和最终评价四部分组成，需要统一协调安排。合理的能源审计工作流程可以确保医院建筑能源审计工作高效、顺利地进行，因此需要重视工作流程的完整性和有效性。

2）能源审计机构要清楚政府相应节能主管部门和业主之间的关系，遇到问题及时沟通，寻找合适的解决途径。

3）医院是用能量较大的建筑，用能特点由其自身的特殊性质所决定。而医院暖通空调及热源系统能耗约占整个医院总能耗的一半以上，节能潜力很大。建议医院采取相应的节能措施和技术，能够达到良好的节能效果。

4）建议医院重视节能管理，成立节能管理组织，设定节能工作计划和目标，将节能考核列入医院奖惩条例督促并开展节能工作；另一方面作好节能宣传，普及节能知识，培养和提高医院病人及工作人员的节能意识，实现人人参与行为节能。

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The Study of Ene rgy Audit Applic a tion in Hos pita l Buildings

LIU Dong,LI Chao,REN Yue
College of Mechanical Engineering,Tongji University

In this paper,based on the general energy audit method in public buildings and combined with the particularity of hospital buildings and the experience gained from the energy audit of hospital building projects,the energy audit method in hospital buildings is presented and the key problems that should be aware of during the working process are pointed out.Finally,according to the results of energy audit,the keys of energy saving in hospital buildings are put forward.

energy audit,hospital buildings,work method,energy saving methods

1003-0344（2014）04-070-5

2013-7-16

刘东（1970～），男，博士，副教授；上海市杨浦区四平路1239号同济大学机械与能源工程学院（200092）；E-mail:lichao19890916@126.com