上海某综合医院节能量审核与分析

余婉璇

上海众材工程检测有限公司

0 引言

为推进上海市建筑节能和绿色建筑的发展，2020年上海市住房城乡建设管理委员会、发展改革委员会和财政局发布了《上海市建筑节能和绿色建筑示范项目专项扶持办法》[1]。该办法规定对于既有建筑节能改造示范项目，公共建筑单位建筑面积能耗下降20%及以上的，每平方米受益面积补贴25 元下降不低于15%（按标煤折算）。公共建筑单位建筑面积能耗下降15%（含）至20%的，每平方米受益面积补贴15 元。对于申报既有公共建筑节能改造示范项目的，应由第三方机构进行节能量审核。

对于公共建筑节能示范项目，科学计算节能改造前后建筑节能率是推动上海市既有建筑节能改造有效落实的关键。本文以上海市某综合医院为例，介绍了节能量审核具体计算过程，对于重要影响因素应进行修正。

1 项目概况

该医院是一所二级甲等综合性医院。总建筑面积为32350 m2，核定床位325 张。医院能源类型为电和天然气。

经节能诊断，该医院供暖与生活热水系统由于采用燃气热水锅炉作为热源，效率低，存在较大节能空间。照明系统主要采用传统光源，能耗高，改造成LED灯可以节省大部分照明能耗。空调机房为人工控制，增加智能控制系统可以实现空调采暖系统节能运行。

2017 年5 月至2018 年3 月，该医院进行了综合改造，改造内容涉及空调采暖系统、生活热水系统、照明系统、BA 控制系统和能耗监测系统五个方面。

1）空调供暖系统改造。改造前，空调冷源为3 台冷水机组，配套4 台冷冻水泵、4 台冷却水泵。空调热源为2 台燃气热水锅炉，配套4 台热水循环泵。对原有的锅炉系统进行节能改造。将原有2 台燃气热水锅炉更换为15 台涡旋式风冷热泵机组，但仍保留原有的冷热源设备。冷水机组和涡旋式风冷热泵机组协同制冷，根据夏季末端负荷调整运行策略。燃气热水锅炉保留作为冬季极端天气的备用热源。

2）生活热水系统改造。改造前，生活热水系统与供暖系统为同一个热源，均由燃气热水锅炉供应。将原有2 台燃气热水锅炉更换为3 台高温热水型热泵机组。原燃气热水锅炉保留作为极端天气备用。

3）照明系统改造。改造前，医院照明主要采用格栅荧光灯、嵌入式节能筒灯以及部分荧光灯带、白炽灯等传统光源，传统光源在发光的同时会产生大量的热量，在消耗大量电量的同时也给空调系统带来了额外的冷负荷需求。将医院所有照明灯具改造为LED 灯具，共计5700 套。

4）BA 控制系统改造。改造前，机房无群控，且水泵以工频方式运行，冷热源系统无法根据用户侧的需求情况进行负荷调节。本次改造新增了一套机房群控系统和机房全变频系统。通过利用现有设备，制作新的冷热源智能控制系统，实现了中央空调冷热源群控的信息化、自动化和智能化。

5）能耗监测系统改造。为了更好进行能耗监测和管理，在医院原有能耗监测系统的基础上进行了完善。根据本次节能改造项目的增量，同时兼顾运营需要，新增风冷热泵、水泵等主要耗能设备的电力计量。

2 节能量审核

本项目为综合改造项目，依据上海市《建筑改造项目节能量核定标准》[2]（DG/TJ 08-2244-2017），本项目采用账单法进行节能量审核。基准期为2015 年11月至2016 年10 月，核定期为2019 年2 月至2020 年1 月。主要能耗数据基于医院电费账单，天然气账单和分项计量数据。表1、表2 分别为基准期能耗核定期的能耗。

表1 基准期能耗

表2 核定期能耗

2.1 能耗数据修正

节能量审核首先应确定医院改造前后经营业态、物理环境等是否发生变化。经分析，建筑门诊人次增长19%，大于《建筑改造项目节能量核定标准》规定的12%限值，应对基准期能耗进行拟合修正。核定期内，由于新增了部分大型用能设备，该部分新增设备应进行非拟合修正。

2.1.1 门诊人次变化引起的能耗修正

使用基准期能耗数据建立能耗模型，数据见表3。

表3 能耗模型数据

根据以上统计数据，使用Excel 软件进行回归分析，得到以月门诊人次和室外月平均温度为自变量的该月建筑总能耗的回归模型：

式中：Ebi为第i 月根据该月门诊人次、月室外月平均温度拟合得出的建筑该月的总能耗，tce；x1i为第i 月门诊人次，人；x2i为第i 月室外月平均温度，℃。

该二次多项式回归模型的复相关系数R2=0.85，满足《建筑改造项目节能量核定标准》（DG/TJ 08-2244-2017）中R2＞0.8 的要求。

根据上述回归模型，将核定期的运行工况参数代入回归模型，对基准期能耗进行拟合修正，基准期的拟合修正结果如表4 所示。

表4 基准期能耗拟合修正数据

2.2.2 新增用能设备引起的能耗修正

2017 年11 月医院改造期间新增大型医疗设备磁共振成像系统和CT 机，根据医院分项计量数据，磁共振成像系统和CT 机修正电量为185505 kWh。

改造期间医院CT 室新增两台精密空调（表5），由于这两台空调由于未单独安装电表，请具有资质的第三方检测机构于2020 年11 月4 日上午10 点对该设备进行了现场检测，实测功率数据为10.817 kW，检测时处于冬季，空调处于低负载状态，取该数据作为全年平均负载，全年运行时间为8760 h，年修正电量为94756.92 kWh。

表5 新增精密空调参数

2.2 节能量计算

节能量按式（2）计算，节能率按式（3）计算：

式中：ES为节能量，kgce；es为节能率，%；Eb为基准期能耗，kgce；Er为核定期能耗，kgce；ΔE 为基准期拟合能耗修正量，kgce；ΔE'为基准期非拟合能耗修正量，kgce。

按照上述公式计算得到，各参数计算的结果具体为：ΔE=54.73 kgce，ΔE'=80.72 kgce，ES=257.91 kgce，es=15.99%。

3 结论

该医院综合节能改造项目改造面积为32350 m2，项目节能量257.19 tce，综合节能率为15.99%，达到上海市节能示范项目的要求。

参考上海市《市级医疗机构建筑合理用能指南》[3]（DB31/T553-2012）对该医院进行用能指标对标。改造后医院单位建筑年综合能耗为41.88 kgce/(m2·a)，达到先进值。

对于新增大型用能设备，对该部分能耗应进行非拟合修正。本文案例中新增精密空调由于未安装电表，采用第三方检测数据进行保守修正。对于此类非拟合修正，建议安装独立计量电表，确保计量数据来源的客观性和有效性，在合同能源管理项目进行节能效益分享时也能得到保障。