福建省中小型医院节能潜力分析及其应对策略研究——基于能源审计

赖林凤 王建飞

(厦门市建筑科学研究院有限公司 福建厦门 361004)

0 引言

随着国家经济的快速发展，人民生活水平不断提高，人居环境显著改善。而经济发展往往又与资源消耗息息相关，中国在发展过程中注重可持续，在节能减排方面采取了诸多政策，其中包括对建筑的节能率提出要求，并对各类建筑物的运行过程中的能耗数据进行定期统计上报，尤其是对部分大型公共建筑的能耗进行在线监测。

医院建筑由于其特殊性，功能复杂、用能人数较多、人员流动性强、工作设备耗能大、部分功能房间需恒温控制等，其能耗远高于其他公共建筑。而近年来，研究人员主要对各地大型综合医院用能情况进行分析探讨，较少关注中小型医院建筑的能源资源利用情况[1-6]。但笔者以为，医院不是不要节能，也不是无法节能，只是没有引起人们的关注。基此，本文以福建省某中小医院为研究案例，立足能源审计角度，分析医院节能潜力。

1 我国医院分布概况

根据国家卫生健康委员会统计数据(表1～表2)，截至2020年6月底，全国医疗卫生机构数达101.6万个，其中医院34 658个，大型三级医院数量仅为2831个，占全部医院的8.17%。中小型医院达91.83%，所以中小型医院建筑节能可挖掘的潜力更大，更值得关注。

表1 2019～2020年全国医疗卫生机构数及医院占比%

表2 2019～2020 年全国医院分类及占比 %

2 案例医院建筑及其耗能基本情况

该医院位于福建省西南部，属于夏热冬冷地区，年平均气温18.3℃。审计楼栋为综合楼，综合楼部分平面图和剖面图见图1，建筑外墙采用烧结多孔砖，屋面保温层采用40厚挤塑泡沫保温隔热板，外窗类型均为单层普通玻璃铝合金窗，遮阳措施采用内部窗帘遮阳。

图1 综合楼平面图和剖面图

综合楼主要用能系统，包括空调系统、插座用电、热水系统、动力系统、照明系统、车辆用能等。空调系统有两种：病房主要采用分体空调，ICU病房和手术室采用中央空调加新风系统，其中分体空调47台，压缩机10台。插座用电主要是电脑、打印机等办公设备用电。热水系统主要包括开水器、空气源热泵、锅炉设备，其中空气源热泵制热量分别为1台41kW和2台19kW。综合楼共有3部电梯，其中一部为货梯，电梯曳引机功率分别为1台11kW和2台18kW。照明系统主要为LED灯，共有456支灯具。车辆用能主要包括5辆汽油车。

2.1 能源资源消耗种类

查看综合楼能源台账，该建筑2015 年、2016年、2017 年的能源资源消费数，从能源消费成本上看，综合楼主要能源成本为电力，占能源总成本的48.85%～50.21%，汽油、天然气、柴片、水占成本比例较小。用水量逐年下降，且降低幅度明显，主要是使用了井水代替市政用水，2017年较2015年下降63.0%；从能源消耗资源种类上看，综合楼主要能源资源消耗种类为电力、柴片等。本文统一将能源消耗量换算成等价值和当量值进行研究分析[注]等价值主要体现能源消费对全社会能源生产及消耗的影响，当量值主要体现企业自身消费能源的结构组成。，其2015年～2017年综合楼能源消费结构如图2～图3所示。

从图2、图3看出，综合楼主要消耗能源品种为电力和柴片，占比在74.86%～93.91%。2015～2016年，天然气未投入使用时，柴片占比超过70%，投入使用天然气后，柴片占比下降至49.50%，汽油消耗占比，均不超过10%。2015～2017年综合楼综合能源消费量呈现先增加后减少趋势，综合能源消费量等价值分别为449.59tce、454.07tce、354.86tce，当量值分别为331.51tce、341.28tce、241.63tce。

图2 2015～2017年能源消费结构图

图3 2015～2017 年能源消费结构占比

2.2 能源资源消耗指标

综合楼主要能源消费指标及计算基础数据详见表3～表5。

表3 2015年度主要能源消费指标表

表4 2016年度主要能源消费指标表

表5 2017年度主要能源消费指标表

图4 综合楼2015～2017年度主要能源消费指标表对比

由图4可知，2015年度综合楼单位建筑面积当量值综合能耗34.26kgce/m2，人均当量值综合能耗6.51kgce/人。2016年度单位建筑面积当量值综合能耗35.27kgce/m2，人均当量值综合能耗5.58kgce/人。2017年度单位建筑面积当量值综合能耗24.97kgce/m2，人均当量值综合能耗3.58kgce/人。综合楼单位面积等价值综合能耗在2015年至2017年度，降低幅度较大，达21.07%。人均能耗呈现逐年递减的趋势，2017年人均综合能耗较2015年下降了40.54%。

从当量值上看，综合楼单位建筑面积综合能耗处于24.97～35.27kgce/m2，人均综合能耗在3.58-6.51kgce/人，单位建筑面积能耗先增加后降低，人均能耗逐年降低。单位建筑面积能耗增加的原因是用能人数增加，人均能耗均在2015年达到最大值为6.51kgce/人。总之，2017年能耗相较2015年，单位建筑面积能耗降低27.12%，人均能耗降低45%。

3 节能措施及其效果分析

该医院综合楼能耗，2015年～2017年降低较为显著，建筑节能改造技术主要有：外围护结构热工性能改造、采暖通风及生活热水系统改造、供配电、照明及监控系统改造等。由于外围护结构改造相对于其他措施改造更具有复杂性、投资回收期更长，所以医院主要针对空调用能系统、热水系统和照明系统进行如下改造。

(1)节能灯更换成LED灯

2015年，综合楼针对照明灯具进行了节能技改。将部分老旧的节能灯陆续更换成LED灯，其中地下室均采用LED灯。LED灯运用冷光源，眩光小，无辐射，实用中不产生有害物质。电光功率转换近100%，在相同照明效果下比传统光源节能80%以上。研究表明，以相同亮度比较，3W的LED节能灯333h耗1度电，而普通60W白炽灯17h耗1度电，普通5W节能灯200h耗1度电。

(2)更换部分老旧空调设备

综合楼在审计期内对部分老旧的空调设备进行更换。研究表明，老旧空调设备在安全性能和工作性能上都存在明显的问题。包括泄漏电流、外壳被破坏容易发生触电、制冷热效果差、能耗明显增大等。研究表明，按新空调和旧空调耗电量的对比可得，老旧空调在同等情况下，1h耗电量为0.75kWh，新空调1h耗电量为0.47kWh，每台空调每小时节约0.28kWh。

(3)更换锅炉设备燃料

综合楼在2017年6月投入使用天然气代替柴片作为锅炉的燃料，降低了医院在能源方面费用，在用能人数增加情况下，单位建筑面积能耗反而降低至24.97tce，节能效果明显。

4 节能潜力分析

该综合楼经过节能改造后，能耗降低效果明显，但综合建筑整体情况看，依然还有一定的节能潜力。

(1)外围护结构改造

该医院地处夏热冬冷地区，夏季空调能耗较高，外窗又是保温隔热薄弱环节，而该综合楼现阶段仍然采用单层玻璃铝合金窗，若将窗户换成Low-E中空玻璃窗或采取玻璃贴膜措施，可改善外围护结构保温隔热性能，同时还能改善隔声效果。

(2)空调系统

由于建筑年限较久，部分区域的分体空调过于老旧，导致耗电量偏高。所以，目前该建筑还有一定的节能改造空间。对于中央空调，应根据不同负荷人为控制开启压缩机的数量，可在一定程度上降低能耗。对于老旧空调，应在合理的范围内尽量更换成能效水平达2级的空调设备。

(3)人员意识

由于1-3F使用的均为分体空调，无法进行集中控制温度，故，尚需努力提高全体医务工作人员、住院病人及其家属的节能意识，加大宣传力度，增加主要人员的节能培训，减少不必要的能源浪费行为。

(4)分项计量

应对不同系统进行分项计量，以针对不同系统的耗能特点制定相应的节能策略。比如，设置BAS系统，根据建筑内的水电、燃气等耗量进行计量检测和统计，对建筑物的能耗状态和运行费用进行分析，将数据和往年情况进行对比，进而得出改进策略。

5 结语

本文通过对中小型医院综合楼进行审计，发现其2017 年比2015 年单位建筑面积能耗降低了27.12%，人均能耗降低了45%。究其因，该医院在节能方面采取了一些相应的措施，效果较明显。但仍存在以下问题：第一，玻璃采用单层普通玻璃，保温隔热效果较差，对节能有一定的影响；第二，存在部分老旧空调；第三，综合楼采用分体空调，无法统一控制温度，使用人员的节能意识不足，容易导致温度开太低，造成不必要的浪费；第四，综合楼虽然安装有计量装置，但是并未对不同用能系统进行分项计量。针对以上问题，本文提出若干建议：(1)对外窗进行节能改造，如单层玻璃窗更换为Low-E中空玻璃窗或应用玻璃贴膜等技术，提高外窗隔热性能；(2)更换老旧空调；(3)宣传节能知识，提高使用人员的节能意识；(4)采用计量器具对不同用能系统进行分项计量，以便更详细统计该建筑的能耗情况，及时监测能耗使用的趋势，进而查找高耗能原因，提出相应的节能措施以减少能源消耗，同时为相同类型医院建筑节能提供参考。