北京小汤山医院节能潜力分析

2017-07-31孙增艳

中国医院院长 2017年12期

文/孙增艳

北京小汤山医院节能潜力分析

文/孙增艳

应用多种技术进行综合节能改造后，医院建筑能耗可比改造前降低50%以上。

相关数据显示，中国建筑能耗占整个社会能耗的30%，虽然中国有针对建筑节能的相关规范，但由于建筑建造的过程中环节很多，在建筑材料的采购、施工过程、验收等环节中都存在问题，致使国内80%建筑不是节能建筑。更为严重的是，建于20世纪八九十年代、现在仍在使用的建筑几乎没有任何隔热措施，成为高能耗建筑。

随着社会发展，国家更加重视建筑能耗，2017年住建部印发《建筑节能与绿色建筑发展“十三五”规划》，明确了“十三五”时期建筑节能领域的主要目标。在国外，德国作为世界建筑节能做的最好的国家之一，早在20世纪70年代就颁布了建筑节能相关的法律和政策支持，节能建筑在德国的普及率已经远远超过其他国家，但德国依然不断改进并完善政策和标准。

建筑节能是建设节约型社会的根本要求，随着我国经济的发展，人们对热环境的要求日益提高，采暖和空调的使用越来越普遍，如果仍然采用较低水平的围护结构，势必使我国建筑能耗成倍增加，对国家的能源压力急剧增大。

近三年能源费用分析

北京小汤山医院（以下简称“小汤山医院”）又名北京小汤山康复医院，坐落于北京市昌平区小汤山镇，是北京市属医疗机构。医院占地面积近500亩，拥有两大主要功能：一是作为北京市医保定点三级综合医院，提供门诊就医、住院治疗，并以治疗各种老年病、慢性病为主要特色；二是作为北京市干部保健基地，以“健康四大基石”为医疗服务宗旨，提供个人体检、团体体检、膳食与指导、心理咨询与指导、康复等服务项目。

从中国建筑热工设计分区来看，医院位于寒冷地区，气象参数如下表所示：

季节大气压力（hPa）室外计算干球温度(℃)室外计算相对湿度(%)夏1004.8 33.4 78冬1026.6-11 53

近三年能耗统计如下表所示：(单位：万元)

注：不含水资源。

小汤山医院2016年基础运营成本在1692.614万元左右（不含水资源消耗），通过表格中数据可以看出，医院2016年的主要能源消耗为634.662万元，占到医院基础运营成本的37.5%，并且总体呈现逐年上升的趋势。可见能源消耗是医院基础运营成本开支中的主要部分。因此，如何有效推进节能降耗工作，节约运营成本，实现医院可持续发展是医院亟待解决的问题。

近三年各类能用占比如下：

从上述对比看出：

一是电力能源的消耗占了总能耗的50%，2016年的占比达到了56%，这是因为全院区各处均采用分体空调制冷，且各户缺乏有效的计量及集中控制手段，造成了大量电力资源的浪费。

二是煤炭资源的消耗约占总能耗的40%。院区燃煤锅炉为中心供应室等区域提供蒸汽的同时，180℃的烟气被当做废气直接排掉了。

近三年能耗对比如下：

我院近三年能耗趋势图

我院近三年单位面积年能耗趋势图

从近年的能耗数据分析来看，院区的总能耗是逐年增加的，单位面积年能耗已由2014年的114.71元/(m2·a)增长至2016年的122.05元/(m2·a)。

2017年开始，医院改用燃气锅炉，单位面积能耗预计将增加至约170元/(m2·a)。因此，如何利用节能技术降低负荷刻不容缓。

既有建筑用能存在的问题

在冷、热源方面存在的问题：建筑中大量使用分体式空调，没有完善的空调控制系统，无法实现集中控制，从而易造成能耗的浪费；燃煤锅炉平均使用20年以上，且自动化程度较低；管路年久失修，跑、冒、滴、漏严重，锅炉每日补水量在50～100吨左右，提高了能耗和日常运行成本；锅炉和新风系统无余热回收系统，造成能量的流失。

在电气系统、照明及办公设备方面存在的问题：未普及使用高效节能的LED灯具；楼宇智能化水平较低，主要局限于安防和门禁系统，而对于空调、照明等用电设备无集中、智能、有效的控制系统。

在围护结构方面存在的问题：围护结构无保温层，且大部分建筑大门采用单层玻璃对开门，框窗采用普通双层玻璃铝合金窗，隔热性能差，易造成温度的流失；外窗外遮阳技术应用少。

节能改造技术应用

针对存在的种种问题，小汤山医院拟采取多种措施对现有体系进行改造。从技术上，在建筑绿色化的过程中秉持以简单和常规的建筑节能技术为主的原则，在此基础上加大科技创新力度，实现成本合理化、性能最优化的目标；从规划上，优化建筑功能应用，因地制宜，通过整体设计，实现建筑功能区域划分的合理化和系统化的目标。

几种节能措施

各种建筑节能措施对比

投资回报对比

生命周期碳平衡对比

主要节能改造措施的应用

外墙保温技术

外墙和屋面是建筑外围护结构的主要散热部分，砖混结构传热系数大于2W/m2K，对屋顶和墙体进行保温技术改造后，屋顶传热系数由原来的1.5W/m2K下降到0.23W/m2K以下，墙体传热系数由原来的2.1W/m2K下降到0.24W/m2K以下。

现有方案：轻质瓷砖墙面。

原外墙

保温板薄抹灰外保温系统

改造方案：外加150mm保温板薄抹灰外保温系统, 注重施工工艺细节，如对锚栓等微小热桥，进行了深埋技术处理，避免热桥效应。

门的改造技术

现有方案：单玻门。

改造方案：改为感应旋转门，两旁各开双层手推门，作为安全通道或供节假日人少使用，传热系数2W/m2k（国标≤6.5W/m2K)，每次开门约减少0.4kWh热损失。

原单玻门

感应旋转门

窗户改造技术

使用三层玻璃塑框窗（4+9A+4+9A+4，充惰性气体）代替现在双层玻璃铝合金窗，玻璃之间用非金属密封条隔断热桥。改造前窗户传热系数为13W/m2K，改后减到1.65W/m2K。

现有方案：双层玻璃铝合金窗。

改造方案：三层玻璃塑钢窗。

双层玻璃铝合金窗

三层玻璃塑钢窗效果图

外遮阳技术

外遮阳对于建筑整体降低能耗方面有着重大的作用。在夏季，空调负荷大部分来自通过窗户进入室内的太阳热量，有外遮阳比无外遮阳可以减少太阳辐射传热70%以上。

现有方案：无外遮阳。

改造方案：加装外遮阳板或电动金属卷帘外遮阳。

加装外遮阳板

加装电动金属卷帘外遮阳

新风热回收技术

可以采用热回收新风机解决传统空调的弊端：在平时的使用为了节能在空调房里必须密闭门窗，空气无法保持新鲜，为了空气新鲜就必须开窗，无法避免能源浪费。

现有方案：整体无新风机，部分区域有但无净化效果，且无热回收，能源浪费严重。

改造方案：采用洁净热回收新风机，换气时通过热交换节能，不需要开窗，可以使室内空气质量远优于室外。新风经热回收新风机静电除尘、高压杀菌、活性碳吸附、二氧化碳传感器监测，保证室内空气质量达到以下指标：每小时彻底换气1次以上，空气中0.3μm颗粒物平均＜2万/m3，甲醛为0，CO2浓度＜1000ppm。热回收效率＞80%。

采用远大专利成品热回收新风机及工作原理示意图

LED灯改造

医院病员流量大，灯具使用频率高，环境照明平均使用时间长。现有照明灯具大多为T8和T5荧光灯管，功率分别为21W和14W，光通量在1260lm至1900lm之间，荧光灯管在使用过程中具有电能消耗大、使用寿命短、发热量大等缺点。在夏季给空调系统带来更多压力，并且具有一定的消防安全隐患。LED灯管光通量在1600lm左右，而功率却仅为8W，耗电量相对较低，使用寿命是荧光灯的1.25倍、发热量小。

现有方案：日光灯、节能灯。

改造方案：改装LED灯具。

烟气热回收

驱动热源天然气、蒸汽、烟气低温热源空调水、工艺冷却水温水用途工艺用热模式特点一套设备实现同时制冷和供热，低温热源用于制冷，温水用于工艺供热适用场合有稳定制冷供热需求的场合

现有方案：直接排放，无利用，污染严重且效率低。

改造方案：采用吸收式热泵，对烟气余热进行回收利用，可用来制冷制热及提供卫生热水，实现能源多级利用。

院区内原温泉水直接排放，能源浪费严重并造成污染，可进行集中收集，利用热泵机组对排放的温泉水（废水温度可达30℃）吸热对供暖水或蒸汽补水加热。机组能效可达450%，远高于普通采暖锅炉或蒸汽锅炉92%的热效率。

能耗监控系统

建立能耗管控平台，通过智能仪表和终端设备，对医院建筑群内的变配电、照明、电梯、数据机房、空调、供热等能源使用状况实行在线集中监视、管理和控制。实现对各类建筑物的能耗考核、统计和分析建筑物的单位面积能耗、分析重点用能设备的效率、及时发现能源消耗异常情况以及对系统能耗情况进行实时监测等功能。从而达到统计能耗、提高能效、降低能耗、节约运营成本的目的。同时拟将能源消耗计入科室绩效考核指标。