现代医院节能主旋律奏响
2019-09-04黄柳
文/本刊记者 黄柳
拆除锅炉房的实践,建筑信息模型BIM技术应用,合同能源管理如何以技术优势更上台阶,第五届中国医院节能管理论坛带来精彩分享。
先有《公共机构节约能源资源“十三五”规划》设定的2020年降耗指标,再有2018年《关于开展建立健全现代医院管理制度试点的通知》明确推进医院节能降耗工作,以及最新文件《国务院办公厅关于加强三级公立医院绩效考核工作的意见》提出万元能耗支出的考评指标,节能降耗无疑成为现代医院的主旋律以及重点工作。
7月12-14日,由上海交通大学医院能源管理研究中心和浙江省医院协会后勤管理专业委员会共同主办的“2019第五届中国医院节能管理论坛”上,有专家就指出上述“万元能耗支出”概念已不同于此前绩效考评文件“国卫人发[2015]94号文”的计算方式,不再以“水费+电费+燃气费”的总额来确定能耗……除了专业的政策解读之外,如火如荼的节能实践,新技术、重点问题,医院管理中的节能困惑也在论坛上得以细致分享与解析。
拆除锅炉房的实践:一举多得
上海中医药大学附属曙光医院西院位于淮海区,紧邻淮海公园、人民广场、上海市博物馆;院区占地仅28亩,业务发展空间受限。2017年,医院主动向专业的能源公司提出拆除锅炉房的设想。
“传统建设理念下,很多医院设有集中的锅炉房和空调机房,院区内敷设有长距离的蒸汽、冷热水输送管道,占用院区空间、影响院区环境。”上海中金能源投资有限公司总经理胡杨向记者如是介绍。
面对医院主动提出的诉求,考虑到该院为中医特色的医院,中药制剂对热水的需求层次较多,受托能源公司秉持客户至上、专业细致的原则,与院方一起拟定了周全的方案,并以不影响医疗业务正常运行为原则进行了高效的施工。
该院区拆除原锅炉房,改为地面停车场;腾空原溴化锂空调机房,改为体检中心;拆除院内管道连廊和屋顶冷却塔,达到美化院区环境的目的。与此同时,医院实施了住院楼空调冷/热源改造、门急诊楼和康复中心空调冷/热源改造、食堂及医用蒸汽系统改造、住院楼生活热水系统改造、空调水系统改造、照明系统改造。
一番大刀阔斧的改造,医院既收获了难得的业务空间,也取得了杰出的节能成效:曙光西院改造前年能耗费约1290万元,改造后年能耗费约740万元,降低能耗费超过42%!
“锅炉频繁启停严重,大部分时间低负荷运行,处于‘大马拉小车’状态;蒸汽输送距离长,最远距离约400米;生活热水系统较为分散,输送损失加上换热损失效率超过30%。”同济大学附属上海第十人民医院(以下简称“上海十院”)副院长朱永松在论坛演讲中道出了该院启动锅炉设备改造的客观背景。在2018年正式启动的能源改造项目中,医院拆除锅炉设备改造成了应急消毒中心。
上海交通大学附属仁济医院东院,也在2018年下半年拆除原集中锅炉房,拆除院区内长距离蒸汽管道,采用户外一体式真空热水机组,采取分布式供热模式新建室外锅炉机组,既美化了院区环境,又达到了节能减排的效果。据估算,该院改造后预期节省费用为268.7万元/年,预期节约标煤率15.4%。与此同时,医院利用腾挪出来的院区空间新建了一栋学科楼,向着大型三级公立医院的更高定位迈进。
上海十院:全生命周期节能改造经验谈
上述上海十院锅炉房拆除只是该院一系列节能改造实践中的一项。2016年至今,医院年年都有节能改造重磅动作,如2016年医院安装了智能板式换热机组,实现绿色LED照明;2017年实施屋顶绿化改造、冷热源系统二次泵变频;2018年安装门诊公共照明自控系统等。
系统的节能改造也同步筹划:医院自2016年10月开始进行用能现状摸排、梳理节能改造需求;2017年2月开始做深度能源审计、2018年4-11月进行改造方案拟订及方案与投入论证、2018年底进行合同能源管理EMC项目招标后,医院正式启动节能改造系统工程。具体项目包括空调冷热源系统改造、生活热水系统改造、蒸汽系统改造、空调水系统优化和互联网云服务能源管理平台搭建。
经历上述完整的推进阶段,朱永松谓之节能改造项目管理、设备选择、安全节能环保效益的全生命周期管理。他表示,着眼全生命周期的管理,让公立医院可以妥善、高效地做好节能改造。
朱永松还表示,由于医院的建筑系统和用能复杂,设备用能时间长,节能改造不同于一般的公共机构,更加突出安全、稳定、高效的需求。与此同时,医院节能还面临诸多挑战与困境,包括:节能潜力不清、改造方向不明;新老建筑割裂考虑,不能形成一盘棋;资金短缺、专业人才缺乏,节能技术、设备及系统选择困惑;重前期改造,轻后期运维等。
谈及医院实施合同能源管理EMC的心得与体会,朱永松表示应遵循如下几项工作原则。
首先,前期的准备工作十分关键,需要专业机构与医院共同参与,通过深度能源审计(含质监部门设备检测),明确设备能效状况、节能潜力、节能改造方向、实施规划与内容。上海十院在实施EMC之前就委托专业机构(上海市建筑科学研究院)与医院一起进行综合节能评估,并对节能设备予以明确圈定。
其次,实施项目全生命周期管理,实现业主主导、协调各方,从项目策划到投入运营的全过程管理,不仅仅关注项目实施本身,更关注项目投入运营后的寿命和效益最大化。
图1 上海十院单项节能改造措施节能率
最后,改造后医院支付给节能公司的节能效益与医院实际支付的能源账单费之和,应少于或等于改造前医院支付的能源账单费,即遵循医院总支出不增加的原则(图1)。
空调系统总体能效水平受设备性能、控制水平和运维管理水平三大因素影响。
医院空调能耗如何合理调控
有专家表示,空调用电占据医院总体能耗的70%,这一指标体现在不同地区的医院或有差异,但空调能耗居高不下确为不争的事实。浙江大学制冷与低温研究所所长张学军分享的数据也证实了这一点:在北京一家委预算管理医院,医院用电量在七八月间到达峰值,达到400万/kW/h,其中空调用电占50%;北京一家市属医院院本部全年空调耗电比例为65%。
“空调系统总体能效水平受设备性能、控制水平和运维管理水平三大因素影响。”着眼于科技进步,张学军表示,未来的医院空调系统是基于人工智能,将云端分析平台、操作人员、实际的HVAC系统、上位机和本地优化软件完全打通,实现全过程智能化。
着眼于当前的医院能源管理中如何合理降低空调能耗,江苏省医院协会后勤管理委员会主任委员、东南大学中大医院副院长卢斌在论坛上分享了医院实施中央空调合同能源管理的实践。
首先,与上海交通大学能源管理研究中心主任罗蒙持相同观点,卢斌认为,大批具有专项技术或技术优势的提供商为能源的集约和节约利用成为现实,这是医院可以实施EMC模式的大前提。
图2 浙江新安国际医院夏季和冬季的空调工作时间表
其次,从现实考虑,EMC可以减轻后勤管理及人力资源压力,还可规避医院因为设备老旧、极端气候等情况造成的能耗逐年攀升的风险。
最后,对比同类型、类似区域医院平均自行运营费用,EMC模式下医院支出较低是不争的事实。
以中大医院EMC为例,卢斌介绍,乙方承担了中央空调系统技改如管路水力平衡并加装零阻力过滤器等的费用、加装分体空调节能控制器的费用以及搭建能耗监控平台的投资等;与此同时,2018年医院相关实际支出相较此前节省了146万元,考虑到医院用能趋势的逐步上升,EMC实际受益无疑是逐年增加的。
围绕中央空调的节能,中国科学技术大学附属第一医院(安徽省立医院)也引入了EMC模式。该院副院长、安徽省医院协会后勤管理委员会主任委员董辉军介绍,在确保空调用户感受不下降的前提下,改造取得了较好的节能效果。
改造前,医院中央空调系统存在着主机运行效率不高;冷却、冷冻及暖气系统“大马拉小车”不匹配运行;智能化管控手段缺失等问题。董辉军回顾,基于能源审计,医院引入EMC合作方,并主要采取了软硬件结合的模式提升中央空调系统效率,比如主机、冷冻、冷却、冷却塔各子系统内部可变量闭环控制等等。
秉持绿色建筑的理念,浙江新安国际医院在空调节能方面实施了更具体、更加人性化的“手动”举措。医院党委书记吴烂漫介绍主要原则是根据气温变化,适时调整冷水机组出水温度;灵活设置空调运行时段,减少设备工作时间;该院还配备20多台暖风机供特殊科室如产科等在梅雨季节及夜间、清晨等时段使用。医院制定了夏季和冬季的空调工作时间表(图2)。
吴烂漫还分享了该院为降低空调能耗的“发明小改造”——水环式真空泵汽水分离器。利用制冷原理,将废旧分体空调的室外机当冷凝器,自制螺旋式盘管当蒸发器放置于汽水分离器内,温控器、继电器、交流接触器组成温控系统,将水温控制在30℃左右;改造以来,运行正常,每天用电2度,可节约用水20吨左右。
BIM:提前及实时解决后勤难题的利器
医院建筑、设施设备的复杂性结合不同的应用场景,往往会产生施工者、设计方此前未曾预料的情况,而发现之后的拆、改、建也是牵一发而动全身,十分不易。建筑信息模型(Building Information Modeling, BIM)却通过实景模拟人流、物流、业务流以及医疗设备的行动路线及吊臂显示屏运作后对医护人员视线的干涉影响,进行可视化展示及分析,提前预知问题,及早改进。
第五届中国医院节能管理论坛以创新、融合、绿色为主题。
中国医院协会医院建筑系统研究分会主任委员、上海申康卫生基建管理中心张建忠表示,通过BIM技术可全程监控施工组织、材料信息、用量、运输成本以及可再利用建筑材料等,有效控制在施工过程中的能源消耗,提高了工作效率、节省了资源、降低了成本。
他在论坛上就介绍了上海市10多家医院全过程BIM应用的实践案例,包括上海交通大学附属仁济医院科研综合楼暨上海市肿瘤研究所整体迁建工程、同济大学附属肺科医院肺部疾病临床诊疗中心及立体停车库工程等,他还重点提及位于徐汇区淮海西路的上海胸科医院,通过BIM模拟车流与人流动向实施院区改造进而力克以往堵车难题的案例。
浙江省人民医院副院长张威在论坛上也介绍了该院新建6号楼、污水站以及技能中心等项目中应用BIM的实践。他介绍,通过BIM技术将设计图纸建立成全方位立体模型,经建筑与结构专业与竖向净空、给排水和暖通以及电气数个专业之间的碰撞检测,优化了设备、管线在建筑结构空间中的布置;提高了设备、管线的空间利用率,降低了空间成本,满足了装饰效果,最终导向是提升了项目建成后的空间品质。
不仅在新建项目中功能突出,基于BIM的后勤智能化运维系统也在论坛上备受推崇。张建忠表示,步入“BIM+”时代,在关注模型的同时关注模型的综合及软件技术分析,系统可以通过分析节能、水情况数据记录,编制月报年反映节水效果,不断优化运维方案,确保供暖、通风空调和照明系统工作记录的真实性准,对异常情况进行分析;还能记录报警事件,并进行分析。
论坛讨论:“节能不省钱”如何破解
本次论坛设置的讨论环节中,来自河南、江苏、浙江、安徽等省医院协会的后勤主委在陈述省区内节能相关工作与进展的同时,分享了对业界热议的节能“槽点”的见解,比如“节能不省钱”这一问题该如何看待与破解的问题。
的确,各家医院一旦将节能工作提上日程,同时纳入讨论的就是技术、设备的选择,投入的问题。对此,卢斌结合多年的财务及后勤管理工作经验,提出应该辨证地看待节能投入中“投入”与“省钱”的问题:首先,节能的支出基于形势、客观需求论证是必要的,且目前在医院支出总盘子中占据的份额是较低的;其次,对于节能投入的产出,不能局限于水、电、气等能耗的降低,而应该将相关设备的保养、迭代折旧等成本的递减也计算在内;最后,在医院业务量逐年攀升的背景下,各项能耗还在持续降低,这本身也是节能投入“不小”的贡献。
针对合同能源管理EMC在许多地区推进缓慢的客观情况,浙江省医院协会后勤管理专业委员会主任委员陈昌贵表示,医院对节能的确存在“短平快”的心理期待,同时,面临院领导班子任期的问题,选择与公司签订5~10年的EMC合同有现实困难。但他表示,医院节能的空间是很大的,第三方公司可以以问题为导向,遵循PDCA管理循环形成双赢、多方共赢的局面。罗蒙则提出,在政府各部门推动节能降耗的同时,可以赋予一些确有专利技术、核心技术优势的企业认证、政策优待等,这样既可以引导专业第三方公司市场格局的优化,也可以减少医院的选择困难与不确定性,带动合同能源管理EMC的整体发展。
绿色、创新、融合是本次论坛的主题,罗蒙阐述“中国医院节能论坛”的创办初衷始终如一,那就是助力中国绿色医院创建事业;致力于推动行业内新的产品、技术和解决方案的创造与推广;促进跨学科与跨行业的融合与思想碰撞。