既有医院建筑能耗管理体系的建设与实施

李学丰 马世果 青岛山大齐鲁医院

1 前言

随着人类社会的发展和人民生活水平的不断提高，对居住环境的需求也越来越大。在医疗、教育、科研等社会公益活动中所用到的场所都是建筑设施，而建筑能耗问题也成为目前社会上普遍关注的问题。据统计，目前我国的医院建筑能耗总量约占总能耗的40%。随着我国城镇化快速发展及建筑技术的不断提高和完善，医院建筑能耗问题已日益突出，医院建筑节能是当今节能减排事业的重要内容之一。因此，医院建筑能耗监控体系建设显得尤为重要和迫切。本文介绍了近年来医院建筑节能研究与实践的最新成果。

2 国内医院建筑节能现状

随着社会经济的发展，我国建筑行业也发展迅速。尤其是在能源危机日益严峻的环境下，建筑行业中所产生的二氧化碳排放量也在不断增加。医疗建筑作为社会生活中的重要组成部分，其使用能源是我国医疗事业发展中的重要一环，如何将建筑能效发挥到极致，成为当下建筑设计与节能工作要考虑的问题。

从实际情况来看，我国医疗建筑节能工作目前尚处于起步阶段，主要体现在建筑设计、规划和建造等方面。我国医院建筑能耗在能源消耗中占较大比例，目前大部分医院只有节能的设计，没有科学合理的节能技术方案。由于不能很好地应用先进的技术和科学可靠的系统，医院建筑使用节能技术效果不佳，无法达到节能要求。

2.1 设计

医院建筑是重要的能源消耗场所，其节能性能直接影响着医院建筑的能效水平，医院建筑的设计是节能工作第一步，也是最重要的一步。虽然我国现在大多数医院都能够按要求完成设计工作，但在实际设计过程中缺乏科学的评价标准，使设计无法达到能耗最低要求，在目前环境日益严峻的形势下，不利于对医院建筑节能工作进行科学合理的规划与设计。

我国大部分地区尚未建立独立意义上的医院设计体系。目前国内多数医院没有完善的医院设计标准，许多医院仅依靠自己制定，并不符合实际情况。由于缺乏必要而有效的标准规范和约束机制，导致医院建筑用能严重不合理。由于我国各个地区医疗条件不同，传统意义上医院并没有全面满足各项节能指标要求的标准体系，所以医院建筑设计方案缺乏科学性与合理性。

2.2 规划

规划是实现医疗建筑能效的根本，也是决定建筑节能效果的关键因素。我国在医院建筑节能工作方面，总体上尚处于起步阶段，但在具体规划中已经开始实施建筑节能项目，并取得了一定成就，如北京新街口总院等。对于建筑能效分析，一般从被动式能源管理和主动式能源管理两方面入手。被动式能源管理主要体现在技术上，对于区域气候和能源需求等方面没有足够的了解，在实践中缺乏科学性。对于被动式能源管理来说，通常只有室内采暖、制冷和通风系统存在能量损失，导致能耗增加；而对于主动式能源管理来说，除了热力学损失外，还需要量化分析能源消耗。主动式能源管理需具备实时性强、成本低等特点。

2.3 建造

目前医院建筑节能技术中普遍存在的问题是建筑的能耗高，不能很好地满足建筑节能的要求，使得建筑能耗很难达到节能要求。因此，医院建筑内部能耗和外部能耗之间形成了一个矛盾。由于国内许多医院建在经济发达地区，且人口密集，为了满足人们医疗需求，医院建筑在设计之初就将能耗考虑进去。

在建造过程中，医院建筑内部与外部能耗不能得到有效隔离，从而导致医院内部能源消耗高。例如，在传统的建筑外墙保温过程中，如果不能保证建筑内光照强度高于外遮阳系数的1.0以上，就会消耗大量的热量。对于需要保温、通风、采光等多方面要求的居住环境而言，医院内部无法采用高效空调系统，也不能使用普通风扇来改善医院内部环境温度和空气质量。

2.4 管理

在节能工作的管理方面，由于对节能概念的理解不到位，缺乏专业的节能知识，导致能耗控制的目标难以实现。例如，由于对节能技术的不了解，对能耗管理系统和管理模式不熟悉，致使节能方案难以落地，节能指标难以控制。在人员方面，由于缺乏必要的节能知识和技能，很多医务人员不知道如何使用节能技术，在实际应用中出现了许多问题。

另外，医院建筑中应用了大量可再生能源，然而其能源消耗往往超出人们预计值且能源利用率低，无法做到合理利用，造成能源浪费。同时由于缺乏系统有效的管理能耗指标，使得很多医院在开展综合能源管理时面临着困难。对于目前医院建筑能耗管理存在漏洞而导致许多能耗指标不能有效落实，从而使得医院建筑的节能成本大大增加。

3 国内医院建筑节能存在的问题

3.1 建设标准缺乏，不利于节能管理体系的实施

目前，我国医疗建筑的能耗标准较多，包括GB 50240—2002《建筑节能设计标准》和GB 50231—2002《公共建筑节能设计标准》。这两个标准分别适用于民用建筑和办公建筑，但在医院建筑中，这两个标准不能满足实际工作需要。

以国内某医院为例，其节能管理体系对环境、人流量、室内温度等方面都有要求，同时还需要对建筑基础情况有一定了解，所以在医院建筑过程中只能采用传统方法进行管理。而国外医院建筑则采用更为先进的信息技术，如GPS定位系统、自动消防系统、智能传感器等。因此在设计时需要针对这些方面展开详细规划。

3.2 信息系统与实际情况脱节，给节能管理带来困难

根据我国的建筑节能管理标准，节能指标应在一定范围内动态调整。但由于节能指标种类较多，且医院建筑面积不同，计算方法也不一样，其计算方法只能根据具体情况确定，难以做到全覆盖，所以对某些重要数据开展监测时，需要通过人工计算等方式确定能耗指标是否准确。

医院建筑能耗管理工作涉及多方面内容，而由于我国节能指标信息缺乏系统规范化，各个地区存在一定差异，导致分析数据时存在一定的偏差和缺失。而且各地区对医院建筑能源管理工作所采取的方式也不同。例如一些地方采用定量监测评价体系，要求相关人员采集大量数据作为评价指标并进行计算。但因相关科室业务水平参差不齐，在计算过程中也存在偏差，在实际运用中造成了很大困难。

3.3 能耗管理人员水平参差不齐

医院建筑的节能管理工作涉及的专业知识十分广泛。在实际工作中，不少医院建筑从业人员没有经过专业培训，只是单纯根据经验实施管理，不了解各种类型建筑物能源消耗的特点，缺乏专业知识。同时由于人员管理不到位，能耗管理人员往往缺乏专业知识，无法准确把握对能耗的分析，只能根据他人分析出的结论判断当前能源消耗状况。这样一来，在工作中就会出现盲目的操作。

此外，由于从业人员素质参差不齐，不仅影响了能耗分析数据的准确性，而且给能源管理带来一定困扰。很多建筑采用一种既不节能又不安全、不稳定（包括供暖水系统、制冷/供暖系统）、无限制使用（包括空调外机）等能源消耗模式，使得能耗分析工作缺乏科学性、针对性和系统性，从而影响到能源结构优化与调整。

3.4 计量器具合理性问题

医院的能源消耗主要包括水、电、气等。在医院的能源消耗管理中，计量设备是医院能源管理的一个重要组成部分。但是，在实际运用中，却存在着一些不合理的地方，如：经费投入不够，安装位置不正确，没有定期维护设备等。以某医院的能源消耗管理信息化系统为例，医院过去所用的一些耗能仪表没有通信功能，采用手工抄表，造成了时间上的偏差、能量采集不及时、分析不准确，存储不完善。

系统的规范化建设，需要对各个系统实行统一的监控与管理。在系统建设的早期阶段，由于技术人员没有建立统一的规范，导致了系统的低级重复开发，从而导致系统成本上升；由于缺乏规范化的系统数据处理过程，导致数据的分析出现了偏差，不能正确地反映出医院的能源消耗。

4 医院建筑能耗管理的建设方案

为了达到医院建筑能耗管理的预期效果，医院应建立一套科学、合理的节能管理体系。该能耗管理体系通过先进的计算机技术和软件技术，对建筑内部的设备、材料等展开优化设计，采用先进的电气制冷设备进行空调能耗监控。对现有房屋，全面开展空气质量监测，严格把控新风系统节能改造、智能热计量和智能温控系统运行，以实现节能效益目标。

医院建筑能耗管理体系建设应包括以下几个环节：（1）建立数据库：医院建筑能效综合管理项目应通过数据库对各种数据存储汇总；（2）制定目标：设定综合目标并对各目标加以分解考核；（3）制定流程：制定各项节能措施方案并落实；（4）实施效果评价：对节能效果较为显著的区域，可在一定时间内使各项能耗指标明显下降，改善设备运行状况。

4.1 建立能耗管理体系

根据医院建筑项目的实际情况，通过优化设计以及现有房屋空调设备的节能改造，以达到节能的效果。针对空调设备，可采用先进的电气制冷设备实现空调的节能。使用空调节能控制系统以改善建筑内气流组织，提高热效率，达到节能减排目的。

在医院建筑中采用智能热计量和智能温控系统，实现建筑物室内温度的自动控制为研究热点之一。对空调设备采用集中式控制系统；加强对各房间新风空调负荷统计和计算；通过优化设计、改造室内空调设备及相关设施，实现建筑物节能效果；加强对能源管理项目实施计划中各项目标分解细化；通过实施节能措施效果评价手段，达到节能效益目标。同时，结合能耗管理项目的特点及实际情况制定相应计划方案。

4.2 加强节能规划

医院应根据国家能源发展战略，以及医院建筑节能改造的实际情况，制定本年度的医院建筑节能改造规划，并制定相应的实施方案，将项目的实施目标与预期效果联系起来。根据该目标及预期效果制定总体医院建筑节能改造规划，并将其分解到各科室及各个病房科室，明确各科室及病房科室要完成的节能目标和具体项目。

在确定整个系统必须达到的节能目标时，应明确具体项目是否可以通过技术改造形式实现，而不能采取盲目引进外部节能项目的办法进行节能改造。同时，可通过多种渠道收集各种有用和有价值的信息源和数据，建立数据库分析汇总节能数据，为后期制定节能改造方案提供科学依据与参考素材。

4.3 建设专业化团队，加强宣传节能意识

医院后勤信息化建设要强化人才的培训与引进，组建信息化后勤队伍，建立完善的考核体系，加强信息化培训，提高后勤管理信息化水平。与信息化、设备设施升级、先投资后产出的方式相比，节能意识的宣传是一种可持续发展的方式。通过日常培训、宣传教育、看板标语等形式，对医护人员进行定期或不定期地宣传。通过公布各楼层、各科室的能耗情况，使职工对本部门的耗能状况有全面的了解，从而形成节约的观念，进而实现自身的行为规范。

4.4 合理安装计量器具，逐步完善测量设施建设

计量是节约能源的根本，是提高企业经营水平的必要前提。在设备投资上，需要根据医院现有能源设备的实际情况和今后的发展需要，对设备投资进行合理的投资。设备的选型要从安全性、兼容性、可靠性、精确度、扩展性等方面予以综合考虑，以满足医院的长期发展需求。在建设初期，要充分考虑能源管理信息系统的兼容性和扩展性。

能源消耗的资料管理具体包括以下几个方面：（1）在供、配电设施中，通过对变电站原供电监控系统的能量消耗进行分析；（2）对需要分开计量的电力用户，可利用RS485等通信接口和串口服务器，并利用MODBUS通信协议向数据库发送数据；（3）对于无法断电计量的地区，采用卡式电流互感器进行数据采集，实现电能数据的合理安全采集。

5 结束语

由于医院建筑节能技术的发展滞后，其能源利用效率仍需进一步提高。因此，要在确保医疗设备系统节能减排和能源效益最大化的基础上，不断地优化和提升医院建筑能耗管理水平和效率，促进城市的可持续发展。目前，建筑节能已成为国际趋势。随着国民经济和社会发展对资源消耗的不断增加以及能源效率水平的不断提高，我国建筑物能源利用率普遍偏低。而我国目前许多医院对建筑物的节能设计存在较多误区。因此，建立一套适合我国国情环境下的医院建筑能源管理体系非常重要。同时要保证系统具有较高的计算精度、较高的可视化、较高分辨率、低功耗、高稳定性等优点。