高层医疗建筑的节能降耗管理措施

黄海斌(通信作者)，陈永秀，郑建华

福建省肿瘤医院 (福建福州 350014)

随着医疗机构体制改革的不断深化和社会健康水平的提高，对于优质病房的需求也在不断增加，大中型医疗机构的门诊量和住院人次持续提高，在有限的占地面积上高层医疗建筑逐步拔地而起，其整体能耗也呈上升趋势。为了节能降耗，医院后勤管理应充分了解高层医疗建筑的功能特点和用能情况，科学合理地统计和分析各能耗系统数据，并根据高层医疗建筑内的实际运行情况，有针对性的采取有效且经济的节能管理措施。高层医疗建筑不仅是医疗机构的诊疗中心，而且是医疗机构优化节能管理的重要突破点。因此，将高层医疗建筑的节能列为大中型医疗机构节能的重点任务，并积极采用科学合理的节能管理方法不断降低高层医疗建筑的整体能耗，是发展绿色节能型医院的必由之路。

1 高层医疗建筑的用能概况

1.1 高层医疗建筑的特点

高层医疗建筑具有以下特点：楼层高体量大、功能布局复杂、用能人员复杂，医疗设备众多、用能设备特殊、综合管道长且复杂、单体能耗高、能耗主要涉及水、电、医用气体等。以我院外科楼为例，地上26层，地下3层，楼高99.9 m，建筑面积约7.8万m2，占全院现有建筑面积的47.2%。其中7～26层为标准层，各层病房布局基本一致；6层以下功能布局较为复杂，主要包括手术室、ICU、供应室、中心药房、病理科、输血科、超声科、消控中心、CT和MRI检查室等。该单体建筑的能耗约占全院总能耗的50%左右。因此，该建筑成为我院节能工作的重点。

1.2 高层医疗建筑能耗的主要类型

高层医疗建筑的主要能耗类型是电能，其中空调系统、电梯系统、热水系统、照明系统、大中型医疗设备、信息中心和监控安防系统等都是用电量较高的系统。因此，用能单位管理人员准确分析高层医疗建筑的用电情况是提高节能降耗成效的重要基础。以我院外科楼为例，能耗第一的是空调系统，约占全楼能耗的45%左右。空调系统能耗受天气因素的影响较大，每年7—10月是空调能耗高峰时段。能耗第二的是电梯系统，能耗第三的是大型医疗设备(包括CT、MRI和供应消毒清洗设备等)，然后是热水系统和照明系统。热水系统主要采用太阳能+空气能热泵的组合模式。在高层医疗建筑中，水也是重要能耗类型之一，如生活用水、公共卫生用水、中央空调冷却水、供应中心清洗消毒用水等都会消耗大量的水资源。

1.3 高层医疗建筑高能耗的主要因素

1.3.1制度和管理因素

医疗机构虽有各种工作流程和管理制度，但在高层医疗建筑管理方面仍不完善，如缺乏针对高层医疗建筑的专项管理制度或节能措施，缺少针对高层医疗建筑的综合管理系统或平台。高层医疗建筑各用能系统的运行效率和管理水平偏低。经巡查发现，临床或医技等科室依然不够重视节能工作，医院也缺乏有效监督和管理手段，节能工作难以有效推进。

1.3.2人员和设备因素

由于高层医疗建筑的复杂性，其内部各能耗系统大都有别于低层建筑，所以其所对应的管理和维护人员的专业水平应与之相匹配。但临床常发现医疗机构各能耗系统的管理或维护人员专业水平偏低，特种设备或专用设备维护和管理的相关知识储备不足，用能设备未能在高效运行的情况。此外，高层医疗建筑内部用能人员复杂多样，加上相关节能宣传不到位，职工、患者及家属未能积极参与节能相关活动。

1.3.3运行和使用因素

由于高层医疗建筑的能耗系统多样且复杂，常会出现空调系统、电梯系统、热水系统等使用不合理的现象，或未根据实际情况及时调整各个能耗系统的运行方式。除了空调系统本身的技术问题，使用者个人习惯有可能并不能使系统发挥很好的作用或者会对系统造成损害，降低系统的使用寿命[1]。

1.3.4维护和保养因素

高层医疗建筑的地下室、设备层和屋面等区域的主要设施和高功率动力设备维修保养不及时会造成用能设备低效运行。如空调机组中高扬程的冷冻水泵、循环水泵、加压水泵等，时常发现这些高功率设备出现滴水不止或者“带病”运行的情况。空调管道及其阀门等保温层被损坏或缺失时，维护人员的视而不见或者未及时上报，导致维修保养不及时。

2 高层医疗建筑主要节能管理措施

2.1 降低高层医疗建筑空调系统能耗

2.1.1合理调节空调系统的运行模式

在高层医疗建筑的中央空调系统管理中，应加强对系统温度的控制和管理。由于中央空调系统中水温每发生1 ℃的变化就会对能耗产生3%左右的影响[2]，所以在空调运行过程中，可根据高层医疗建筑楼内环境温度的变化来控制空调相关阀门的开启度，采用温度或流量等合理的调节方式来控制空调系统的运行，以减少能源的损耗。同时，运维人员应充分掌握高层医疗建筑在不同季节、不同天气情况下的室内温度变化情况，并准确对空调系统工况进行调节，特别是在季节交替的过渡阶段，合理设置空调系统的出水温度，在保证高层医疗建筑楼内舒适度的前提下，有效实现节能节电的目的。

2.1.2科学设置空调系统使用时间和温度

医院的管理和维护人员应充分了解高层医疗建筑楼内各科室各区域的空调使用时间段和温度需求，对不同区域的空调系统，合理设置不同的空调温度和开关机时间，通过不断优化空调系统的使用时间和温度来节约能耗，同时，积极建议各部门，在下班前30 min左右提前关闭空调，充分利用余温来保持室内环境温度，以有效减少能耗。另外，在春秋季和夜间，应根据室外环境温度来合理控制空调的运行，在不影响舒适的情况下尽量减少对空调的使用。

2.1.3落实空调性能评估和维护保养工作

管理单位和运维单位应定期组织专业人员对中央空调性能进行评估，保障空调系统处在正常的工况范围内。定期组织运维人员对空调系统进行全面的检修维护，在不影响高层医疗建筑内部正常医疗工作的情况下，对高层医疗建筑内的空调主机、风机盘管、滤网、冷却塔、过滤器、冷水管道、保温层等进行维护保养，便于保证空调系统能够在良好的工况下运行。这是实现节能降耗的重要方法。

2.2 合理控制高层医疗建筑的新风和排风系统

高层医疗建筑中的暖通方面管理人员在保持空调正常运行和高层建筑内部风平衡的基础上，需积极采用智能化、信息化的控制系统，科学合理地控制新风机组和排风机的运行，同时，加强与临床医技科室的沟通交流防止各病区和科室的外窗开启，以减少无组织新风，有利于减少房间内冷凝水的形成和降低空调通风系统的整体能耗。

2.3 降低高层医疗建筑电梯系统能耗

2.3.1优化电梯的运行方式

在高层医疗建筑的电梯管理中，由于电梯多样且功能需求不同，主要采用分散+群控管理方式。医院的电梯管理人员应根据高层建筑内电梯实际运行情况进行合理分析，并不断优化运行参数，以达到节能降耗的目的。以我院外科楼的电梯系统为例，裙楼有4部电梯主要是采用分散管理方式，而主楼部分的12部高层电梯主要是采取群控管理。群控管理措施如下：(1)在电梯运行期间，保证至少有1部电梯做为手术专用梯，随时待命；(2)上班高峰阶段(7:00～8:30)，上行人流量大，采用上行优先模式来控制电梯运行，主要保障医护人员或患者先上病区；(3)下班阶段(17:00～18:30)，下行人流量大，则应将电梯系统控制模式转为下行优先；(4)在电梯运行过程中，逐步优化设置电梯停靠楼层；(5)运行高峰期安排专门的电梯司机管理电梯开启，尽量减少电梯启停频次，避免超载或空载，降低高层电梯的能耗；(6)此外，医院的电梯维保人员通过不断对电梯系统运行方式的优化控制在满足医护人员、患者及家属使用需求的同时降低电梯能耗。

2.3.2合理改造电梯系统

在相同条件下，安装节能反馈装置的电梯可节能30%左右，老旧电梯能耗约为新电梯的2倍[3]。因此，在保障电梯安全性和政策允许的条件下，医疗机构可对高层医疗建筑内的电梯系统进行优化改造，如安装节能反馈装置，替代制动电阻运行，将原来消耗在制动电阻上的电能回馈到电网中使用，降低电梯能耗，对于高层建筑的电梯节能效果更加显著。

2.3.3其他方法

加强院区内电梯节能宣传，提倡短距离和低楼层不乘坐电梯，尽可能减少电梯的使用。周末或节假日等人流量少的时间段，电梯使用率明显降低，高层医疗建筑的电梯管理人员应结合人流量变化情况，合理关闭部分电梯，以减少电梯能耗。

2.4 降低高层医疗建筑照明系统的电气损耗

在高层医疗建筑中，选择优质的节能灯具不仅节能效果显著、使用寿命长，还可以提高使用安全系数。因此，为了使高层楼宇建筑的照明系统达到节能电气的目的，相关管理人员必须利用科学知识选择优质的照明灯具，保证照明灯具的使用寿命以及安全性能，降低高层楼宇建筑照明系统的电气损耗，节约高层楼宇建筑的电气损耗[4]。此外，在楼梯道应尽量采用人体感应或延迟感应开关等智能的照明控制装置，以减少能源的浪费。以我院外科楼为例，楼内灯具均为LED灯，同时在楼内安装BA控制系统，对公共区域的照明系统进行智能化控制，根据各科室的使用需求和天气情况，优化照明系统的启闭时间段，最大限度降低照明系统的用电能耗。

2.5 合理控制变压器负载率，降低电能损耗

选择变压器应遵循低损耗、高功率的原则，即提高变压器的运行效率，降低总能耗。据统计，每年因变压器造成的电能损耗占所有电能损耗的50%左右，所以应该重视配电变压器的运行工况。特别是高层医疗建筑内，变压器数量多，总负荷大，应尽可能地避免大马拉小车和小马拉大车的情况，用电负荷大的设施设备等尽量靠近变压器。同时，需根据高层医疗建筑各区域的运行情况和季节变化，通过合理节能设置，有效的控制各变压器负载率，使其保持在高效区域运行(75%～85%的负载率)，有效降低运行中变压器的电能损耗。

2.6 科学管水、用水，助力节能发展

高层医疗建筑由于楼层高，管道水压力大，所以应特别注意各用水分区的水压控制，杜绝超压出水。医院后勤管理人员应定期组织专业人员对各分区的冷热水系统的干管和支管进行压力测试，对于出现超压的区域，积极采取支管减压措施，或者在必要的部位上设置减压装置，因地制宜地采取调压节流措施。这是一项特别有效的节水、节能措施。此外，应提高对雨水的回收利用，雨水经过沉淀和净化处理成为中水后，可用于高层建筑周边的绿化浇灌、马路冲洗等，以减少水资源的浪费。

2.7 多方位落实节能宣传，提升节能意识

从“节约每一度电，节约每一滴水，节约每一张纸”做起，让节能意识深入医院的每一个角落。特别是高层医疗建筑，来院就医人员密集且复杂，医疗机构可以在就诊人员首次就诊时，结合医院的相关就诊流程、指南等以宣传手册或者短信推送的形式进行节能宣传。同时，可通过宣传屏、医院官网平台、手机APP平台等进行节能知识的宣传和培训，还可定期开展绿色节能活动，不断提高广大职工和就医者的节能意识，为医院的节能降耗助力。

3 小结与展望

由于医疗机构的特殊性，高层医疗建筑的节能降耗既是重点方向，又是一项复杂且开展难度较大的工作。为了不影响医疗工作的正常运行，在高层医疗建筑内开展节能工作之前应根据各区域功能布局和用能情况，进行详细的节能规划和工作分解，进行可行性、安全性和经济性分析，然后逐项分步实施高层医疗建筑整体的节能降耗工作。在高层医疗建筑的管理和运维过程中，应注重完善针对高层医疗建筑的管理制度，建立长效机制；持续开展各类型用能设施的用能监测和节能分析，不断优化设备运行方式；科学合理地设置高层建筑能耗控制管理措施；积极探索和开展符合医疗机构自身需求的能源管理模式；通过智能化、精细化管理高层医疗建筑来实现节能降耗的目的，促进医疗机构向绿色低碳节能方向发展。