北京協(xié)和醫(yī)院建筑能耗監(jiān)管系統(tǒng)建設方案淺談

■ 焦軍勝柴建軍朱曉軍柳昭羽馬中文李 晨李 興趙冬旭

北京協(xié)和醫(yī)院建筑能耗監(jiān)管系統(tǒng)建設方案淺談

■ 焦軍勝①柴建軍①朱曉軍①柳昭羽①馬中文①李 晨①李 興①趙冬旭①

醫(yī)院建筑 能耗監(jiān)管 智能化

北京協(xié)和醫(yī)院根據(jù)門急診樓及手術科室樓現(xiàn)狀加裝能耗計量裝置，與現(xiàn)有能耗計量結合，建立醫(yī)院建筑能耗監(jiān)管系統(tǒng)、設備運行管理平臺,通過實時數(shù)據(jù)采集，實行分類、分項計量，采用遠程傳輸?shù)仁侄渭皶r采集能耗數(shù)據(jù)，實現(xiàn)能源在線監(jiān)測、統(tǒng)計分析，提高能源管理水平，最大程度細化用能結構，實現(xiàn)醫(yī)院能耗按系統(tǒng)分項計量及部分科室獨立計量，提升醫(yī)院管理水平。

Author’s address：Peking Union Medical College Hospital, No.1, Shuaifuyuan, Dongcheng District, Beijing, 100730, PRC

近 10年來，后勤信息化建設隨著醫(yī)院信息化發(fā)展的步伐，實現(xiàn)了從無到有的飛越。但是相對于成熟的醫(yī)療信息系統(tǒng)，后勤信息化建設相對薄弱。在人力、財務等各種因素影響下，大部分醫(yī)院都將后勤信息化系統(tǒng)建設成了辦公自動化系統(tǒng)，遠遠沒有發(fā)揮出先進的自控技術和管理思想相結合，通過信息化方式指揮后勤管理的作用。

北京協(xié)和醫(yī)院作為國內大型三甲綜合醫(yī)院，通過門急診樓及手術科室樓改擴建工程建設，使后勤信息化程度在原基礎上有了較大飛躍。但是經(jīng)過兩年多的運行，逐漸發(fā)現(xiàn)了許多不利于能源管理和成本核算的問題。醫(yī)院是耗能大戶，在全社會節(jié)能降耗的形式下，醫(yī)院決定通過后勤信息化建設來優(yōu)化能源管理，提高后勤管理水平。

1 建設原則

1.1 滿足國家有關部委對項目建設的要求

按照國家衛(wèi)生計生委、住房和城鄉(xiāng)建設部、財政部啟動的《醫(yī)院建筑能耗監(jiān)管系統(tǒng)試點建設實施方案》，結合我院實際情況，以2012年10月開始逐步投入使用的新門急診樓和手術科室樓作為試點，將水、電、集中供冷、供熱等能耗數(shù)據(jù)進行分類分項監(jiān)管，為醫(yī)院建筑診斷、節(jié)能改造提供科學依據(jù)。

1.2 結合醫(yī)院后勤節(jié)能管理的實際需求

為便于進行設備的預防性維護和預測性維護，可以對空調系統(tǒng)、通風系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等12個系統(tǒng)進行分項計量，分析設備運行能耗，為設備維護決策提供依據(jù)。為便于醫(yī)院對各科室進行成本核算，加強績效考核的力度，可以對各樓層的每個科室進行分戶計量，獨立核算該科室的能效。

1.3 最大限度利用現(xiàn)有系統(tǒng)和資源

新門急診樓和手術科室樓從2012年10月開始逐步投入使用，各子系統(tǒng)在建設時就遵循了先進性、實用性、可靠性、易操作性的原則[1]，所以在此次信息化建設過程中要利用已有資源，將原有的子系統(tǒng)監(jiān)控信息整合到新系統(tǒng)中，這樣會大幅降低施工成本并縮短工期。

1.4 降低對醫(yī)療活動的影響

幾乎所有信息系統(tǒng)升級改造時，醫(yī)院都已經(jīng)處于運行狀態(tài)。在正常醫(yī)療活動開展過程中，不可能長時間停止門診和病房的業(yè)務開展，有時即使短暫的影響也會導致患者的投訴。所以大量的建設過程必須轉移至晚間實施，同時信息化建設的方案設計也務必精準、實用、簡便。

2 系統(tǒng)功能

2.1 能源管理

能源管理信息化是此次信息建設的首要任務。據(jù)統(tǒng)計，電、水、氣、暖的費用支出占醫(yī)院總支出的2%，其中電費約占能源支出的80%，所以能源管理對于后勤信息化建設具有重要意義。能源管理的基本功能包括能耗統(tǒng)計、能耗分析、鏈路管理、錯誤診斷、報警設置和數(shù)據(jù)打印輸出等功能。

能源數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析的模型有分類計量、分項計量和分戶計量3種，不同的模型對應不同的能耗分析方法，用戶可以根據(jù)切身的管理策略定制個性化的模型，同時定制顯示重要參數(shù)的能耗統(tǒng)計概覽界面。

能耗分析是能源管理的核心組成部分。主要包括能耗報告、能耗排名、能耗比較、能耗占比、能耗折算、能耗分析、回歸分析、歷史能耗曲線等內容。能耗分析是檢驗后勤人員管理能力和軟件技術實力最重要的體現(xiàn)。

2.2 設備管理

擬為每臺設備編碼，通過二維碼來錄入設備的基本信息，并同步歷史維修記錄等關鍵數(shù)據(jù)。工程人員在日常巡檢和維

保時，通過手持設備掃描二維碼獲取關鍵數(shù)據(jù)和信息，可以方便、準確的核對故障報警點或確定重要維保區(qū)域，還能進行維修指導。同時，后臺自動生成工單并將維修、維保記錄上傳。

設備管理必須體現(xiàn)方便一線操作人員使用的原則。基于移動終端，實現(xiàn)基礎數(shù)據(jù)采集、自動生成工單和維保記錄以及無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ?，便于后臺的運行狀態(tài)檢測、巡視的檢查、維護保養(yǎng)計劃的跟蹤、維修處理的數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。經(jīng)過一段時間的運行，必然會大幅降低設備“事后維護”的比例，提高“預防性維護”和“預測性維護”的比例。

2.3 工單管理

工單管理不僅是設備維護管理的核心，更是后勤工作的核心[2]。工單有3個來源：一是設備維保、例行巡檢、員工培訓等計劃性工單；二是設備故障報警等自動生成工單；三是各類人員通過調度中心下達的臨時工作等生成的手工工單。事實上，所有工作均能生成工單，為保障工作的高效有序，應為所有工單添加時限。

工單作為具體工作的書面體現(xiàn)，通過大量的積累、統(tǒng)計和分析，可以指導故障分析、建賬歸檔、庫存調配、材料采購、人力資源、成本控制和財務核算等統(tǒng)籌管理等。

此外，后勤信息化系統(tǒng)還可以繼續(xù)拓展建筑管理、臨床服務、安全管理、溝通管理等多項管理功能。

3 系統(tǒng)結構

3.1 軟件架構

軟件架構分為三大部分：Window應用、Web應用和移動應用。Window應用通過桌面程序和后臺服務對數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)進行維護，實現(xiàn)與ADS/ADX數(shù)據(jù)庫同步。Web應用是軟件的主要部分，通過友好的界面展示系統(tǒng)功能。移動應用是指可以通過微信或APP的形式查看和接收信息系統(tǒng)關鍵數(shù)據(jù)。

圖1 北京協(xié)和醫(yī)院建筑能耗監(jiān)管系統(tǒng)網(wǎng)格拓撲示意圖

3.2 硬件架構

北京協(xié)和醫(yī)院建筑能耗監(jiān)管系統(tǒng)由能源管理平臺、數(shù)據(jù)服務器、網(wǎng)絡控制設備及水表、電表、冷熱量表組成，網(wǎng)絡拓撲示意圖見圖1。

結合我院目前的樓宇主控系統(tǒng)，此網(wǎng)絡結構有以下特點：（1）與原有樓宇自控系統(tǒng)無縫銜接，可根據(jù)能源消耗情況調整自動控制系統(tǒng)；（2）系統(tǒng)可根據(jù)樓宇自控的數(shù)據(jù)進行能耗分析、比較；（3）系統(tǒng)開放性強，可方便用于第三方系統(tǒng)集成。

4 實施計劃

根據(jù)醫(yī)院建筑的主要能源種類劃分進行采集。對各項能耗系統(tǒng)加裝計量裝置，通過信道對其余各類表計的信息進行采集、處理、儲存、數(shù)據(jù)轉換并接入醫(yī)院建筑能耗監(jiān)管系統(tǒng)網(wǎng)絡。

按照醫(yī)院功能及用能特點，可以分為門急診樓建筑、外科樓建筑，為便于今后醫(yī)院各項能耗能夠分項進行對比、科室獨立計量，結合自身特點和管理需求，可以對電、水、天然氣、集中供熱供冷按照建筑種類進行分項計量。

我院分類能耗電量可以分為照明插座用電、空調用電、動力用電和特殊用電四項，根據(jù)實際情況計劃通過883個計量點位對四大項各項通過項目樹的形式進行計量統(tǒng)計。其中在門診樓與外科樓配電室各項出線在建設時就加裝345塊計量電表，已自成電計量系統(tǒng)。通過大樓施工時預留的BACNET IP網(wǎng)絡接口，可以將原有電計量系統(tǒng)集成，其余538塊電表結合醫(yī)院供配電方式可分為直接在末端配電箱加裝計量裝置與進行改造加裝計量裝置，對于改造難度大影響臨床的可以通過總表加減分配來實現(xiàn)科室及各項系統(tǒng)獨立計量。

冷熱量計量可分為內區(qū)風機盤管、外區(qū)風機盤管、新風機組、空調機組、凈化機組，共需計量表具約387塊。另外，冬季熱力站供熱總表、采暖表、暖氣表、空調表、熱水表、高區(qū)表、低區(qū)表已由熱力集團安裝熱量表，冷凍機房供冷水已有分區(qū)計量表。按區(qū)域可分為門急診樓（含門診南樓、門診北樓、急診樓、大堂）約146塊，手術科室樓（含外科樓、凈化機組、大堂）約241塊。

用水計量可分為一級表（進戶總表）、二級表（含門診南樓、門診北樓、急診樓、外科樓、物業(yè)樓、地下車庫衛(wèi)生間用水、其他設備等用水、高區(qū)水箱補水、生活熱水補水）、三級表（含各科室），共計約91塊表具。

開發(fā)相應的管理軟件對醫(yī)院實際用能進行在線智能監(jiān)測、管理、統(tǒng)計，將數(shù)據(jù)通過分戶樹、分項樹、分戶分項樹的結構方式顯示在功能界面上。軟件開發(fā)完畢后進行調試上線。

5 前景展望

該項目的建設不僅可以滿足國家相關部委對我院能源數(shù)據(jù)上報的要求，同時建成的醫(yī)院能耗管理系統(tǒng)是一套大型的綜合自動化系統(tǒng)，它采用通用的軟件平臺、一致的硬件架構、統(tǒng)一的人機界面，通過對相關系統(tǒng)的集成和互聯(lián)，建立一個高度共享的信息平臺，實現(xiàn)建筑內各部門系統(tǒng)的信息互通與資源共享，從而提高醫(yī)院日常管理與調度工作的效率以及部門運營的整體服務水平。

通過智能通信管理器將數(shù)據(jù)信息上傳至綜合監(jiān)控系統(tǒng)的方式，不僅能確保采集的設備電能數(shù)據(jù)及時上傳，而且可靠性高、系統(tǒng)構成簡單經(jīng)濟，便于集中管理。在此基礎上，結合先進可靠的能源管理軟件建立起一套完整的、具有先進水平的醫(yī)院衛(wèi)生建筑能耗管理系統(tǒng)。

能耗管理系統(tǒng)在醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)的應用和不斷深化，未來在帶來節(jié)能經(jīng)濟效果的同時，還會取得良好的社會效益和環(huán)境效益，不僅對醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)，對于其他大型公共建筑、綜合建筑群、工業(yè)企業(yè)、基礎設施、大型園區(qū)等都有很好的借鑒意義。

[1] 柴建軍,劉智明,焦軍勝.弱電系統(tǒng)智能化在醫(yī)院新建項目的應用[J].中國醫(yī)院,2013,17(5):75-79.

[2] 范體軍,陳榮秋,崔南方.設備維護外包策略分析[J].中國管理科學, 2003(8):47-53.

The building energy consumption monitoring system construction in PUMCH

/ JIAO Junsheng, CHAI Jianjun, ZHU Xiaojun, LIU Zhaoyu, MA Zhongwen, LI Chen, LI Xing, ZHAO Dongxu// Chinese Hospitals. -2015,19(5)：77-78

hospital architecture, energy consumption metering, intellectualization

It is necessary to increase energy consumption metering device according to the present situation of outpatient building ,emergency building and operating department building, combined with the present energy metering, draw up monitoring system of building energy consumption of hospital and administration platform of equipment operation. Put the hospital classification and measurement by different projects into practice, adopt long-distance transportation to collect dates of energy consumption, realize on-line monitoring and statistic analysis of hospital energy, improve administration level of hospital energy, refine the construction of using energy, realize the measurement of different projects by systems of hospital energy and independent metering in some departments, promote hospital administration.

2015-03-12](責任編輯 張曉輝)

①北京協(xié)和醫(yī)院，100730 北京市東城區(qū)帥府園一號

柴建軍：北京協(xié)和醫(yī)院副院長，研究員

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