福建省中小型醫(yī)院節(jié)能潛力分析及其應(yīng)對策略研究
——基于能源審計(jì)

賴林鳳 王建飛

(廈門市建筑科學(xué)研究院有限公司 福建廈門 361004)

0 引言

隨著國家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人民生活水平不斷提高，人居環(huán)境顯著改善。而經(jīng)濟(jì)發(fā)展往往又與資源消耗息息相關(guān)，中國在發(fā)展過程中注重可持續(xù)，在節(jié)能減排方面采取了諸多政策，其中包括對建筑的節(jié)能率提出要求，并對各類建筑物的運(yùn)行過程中的能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行定期統(tǒng)計(jì)上報(bào)，尤其是對部分大型公共建筑的能耗進(jìn)行在線監(jiān)測。

醫(yī)院建筑由于其特殊性，功能復(fù)雜、用能人數(shù)較多、人員流動性強(qiáng)、工作設(shè)備耗能大、部分功能房間需恒溫控制等，其能耗遠(yuǎn)高于其他公共建筑。而近年來，研究人員主要對各地大型綜合醫(yī)院用能情況進(jìn)行分析探討，較少關(guān)注中小型醫(yī)院建筑的能源資源利用情況[1-6]。但筆者以為，醫(yī)院不是不要節(jié)能，也不是無法節(jié)能，只是沒有引起人們的關(guān)注?；?，本文以福建省某中小醫(yī)院為研究案例，立足能源審計(jì)角度，分析醫(yī)院節(jié)能潛力。

1 我國醫(yī)院分布概況

根據(jù)國家衛(wèi)生健康委員會統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)(表1～表2)，截至2020年6月底，全國醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)數(shù)達(dá)101.6萬個(gè)，其中醫(yī)院34 658個(gè)，大型三級醫(yī)院數(shù)量僅為2831個(gè)，占全部醫(yī)院的8.17%。中小型醫(yī)院達(dá)91.83%，所以中小型醫(yī)院建筑節(jié)能可挖掘的潛力更大，更值得關(guān)注。

表1 2019～2020年全國醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)數(shù)及醫(yī)院占比%

表2 2019～2020 年全國醫(yī)院分類及占比 %

2 案例醫(yī)院建筑及其耗能基本情況

該醫(yī)院位于福建省西南部，屬于夏熱冬冷地區(qū)，年平均氣溫18.3℃。審計(jì)樓棟為綜合樓，綜合樓部分平面圖和剖面圖見圖1，建筑外墻采用燒結(jié)多孔磚，屋面保溫層采用40厚擠塑泡沫保溫隔熱板，外窗類型均為單層普通玻璃鋁合金窗，遮陽措施采用內(nèi)部窗簾遮陽。

圖1 綜合樓平面圖和剖面圖

綜合樓主要用能系統(tǒng)，包括空調(diào)系統(tǒng)、插座用電、熱水系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、車輛用能等?？照{(diào)系統(tǒng)有兩種：病房主要采用分體空調(diào)，ICU病房和手術(shù)室采用中央空調(diào)加新風(fēng)系統(tǒng)，其中分體空調(diào)47臺，壓縮機(jī)10臺。插座用電主要是電腦、打印機(jī)等辦公設(shè)備用電。熱水系統(tǒng)主要包括開水器、空氣源熱泵、鍋爐設(shè)備，其中空氣源熱泵制熱量分別為1臺41kW和2臺19kW。綜合樓共有3部電梯，其中一部為貨梯，電梯曳引機(jī)功率分別為1臺11kW和2臺18kW。照明系統(tǒng)主要為LED燈，共有456支燈具。車輛用能主要包括5輛汽油車。

2.1 能源資源消耗種類

查看綜合樓能源臺賬，該建筑2015 年、2016年、2017 年的能源資源消費(fèi)數(shù)，從能源消費(fèi)成本上看，綜合樓主要能源成本為電力，占能源總成本的48.85%～50.21%，汽油、天然氣、柴片、水占成本比例較小。用水量逐年下降，且降低幅度明顯，主要是使用了井水代替市政用水，2017年較2015年下降63.0%；從能源消耗資源種類上看，綜合樓主要能源資源消耗種類為電力、柴片等。本文統(tǒng)一將能源消耗量換算成等價(jià)值和當(dāng)量值進(jìn)行研究分析[注]等價(jià)值主要體現(xiàn)能源消費(fèi)對全社會能源生產(chǎn)及消耗的影響，當(dāng)量值主要體現(xiàn)企業(yè)自身消費(fèi)能源的結(jié)構(gòu)組成。，其2015年～2017年綜合樓能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)如圖2～圖3所示。

從圖2、圖3看出，綜合樓主要消耗能源品種為電力和柴片，占比在74.86%～93.91%。2015～2016年，天然氣未投入使用時(shí)，柴片占比超過70%，投入使用天然氣后，柴片占比下降至49.50%，汽油消耗占比，均不超過10%。2015～2017年綜合樓綜合能源消費(fèi)量呈現(xiàn)先增加后減少趨勢，綜合能源消費(fèi)量等價(jià)值分別為449.59tce、454.07tce、354.86tce，當(dāng)量值分別為331.51tce、341.28tce、241.63tce。

圖2 2015～2017年能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)圖

圖3 2015～2017 年能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)占比

2.2 能源資源消耗指標(biāo)

綜合樓主要能源消費(fèi)指標(biāo)及計(jì)算基礎(chǔ)數(shù)據(jù)詳見表3～表5。

表3 2015年度主要能源消費(fèi)指標(biāo)表

表4 2016年度主要能源消費(fèi)指標(biāo)表

表5 2017年度主要能源消費(fèi)指標(biāo)表

圖4 綜合樓2015～2017年度主要能源消費(fèi)指標(biāo)表對比

由圖4可知，2015年度綜合樓單位建筑面積當(dāng)量值綜合能耗34.26kgce/m2，人均當(dāng)量值綜合能耗6.51kgce/人。2016年度單位建筑面積當(dāng)量值綜合能耗35.27kgce/m2，人均當(dāng)量值綜合能耗5.58kgce/人。2017年度單位建筑面積當(dāng)量值綜合能耗24.97kgce/m2，人均當(dāng)量值綜合能耗3.58kgce/人。綜合樓單位面積等價(jià)值綜合能耗在2015年至2017年度，降低幅度較大，達(dá)21.07%。人均能耗呈現(xiàn)逐年遞減的趨勢，2017年人均綜合能耗較2015年下降了40.54%。

從當(dāng)量值上看，綜合樓單位建筑面積綜合能耗處于24.97～35.27kgce/m2，人均綜合能耗在3.58-6.51kgce/人，單位建筑面積能耗先增加后降低，人均能耗逐年降低。單位建筑面積能耗增加的原因是用能人數(shù)增加，人均能耗均在2015年達(dá)到最大值為6.51kgce/人。總之，2017年能耗相較2015年，單位建筑面積能耗降低27.12%，人均能耗降低45%。

3 節(jié)能措施及其效果分析

該醫(yī)院綜合樓能耗，2015年～2017年降低較為顯著，建筑節(jié)能改造技術(shù)主要有：外圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能改造、采暖通風(fēng)及生活熱水系統(tǒng)改造、供配電、照明及監(jiān)控系統(tǒng)改造等。由于外圍護(hù)結(jié)構(gòu)改造相對于其他措施改造更具有復(fù)雜性、投資回收期更長，所以醫(yī)院主要針對空調(diào)用能系統(tǒng)、熱水系統(tǒng)和照明系統(tǒng)進(jìn)行如下改造。

(1)節(jié)能燈更換成LED燈

2015年，綜合樓針對照明燈具進(jìn)行了節(jié)能技改。將部分老舊的節(jié)能燈陸續(xù)更換成LED燈，其中地下室均采用LED燈。LED燈運(yùn)用冷光源，眩光小，無輻射，實(shí)用中不產(chǎn)生有害物質(zhì)。電光功率轉(zhuǎn)換近100%，在相同照明效果下比傳統(tǒng)光源節(jié)能80%以上。研究表明，以相同亮度比較，3W的LED節(jié)能燈333h耗1度電，而普通60W白熾燈17h耗1度電，普通5W節(jié)能燈200h耗1度電。

(2)更換部分老舊空調(diào)設(shè)備

綜合樓在審計(jì)期內(nèi)對部分老舊的空調(diào)設(shè)備進(jìn)行更換。研究表明，老舊空調(diào)設(shè)備在安全性能和工作性能上都存在明顯的問題。包括泄漏電流、外殼被破壞容易發(fā)生觸電、制冷熱效果差、能耗明顯增大等。研究表明，按新空調(diào)和舊空調(diào)耗電量的對比可得，老舊空調(diào)在同等情況下，1h耗電量為0.75kWh，新空調(diào)1h耗電量為0.47kWh，每臺空調(diào)每小時(shí)節(jié)約0.28kWh。

(3)更換鍋爐設(shè)備燃料

綜合樓在2017年6月投入使用天然氣代替柴片作為鍋爐的燃料，降低了醫(yī)院在能源方面費(fèi)用，在用能人數(shù)增加情況下，單位建筑面積能耗反而降低至24.97tce，節(jié)能效果明顯。

4 節(jié)能潛力分析

該綜合樓經(jīng)過節(jié)能改造后，能耗降低效果明顯，但綜合建筑整體情況看，依然還有一定的節(jié)能潛力。

(1)外圍護(hù)結(jié)構(gòu)改造

該醫(yī)院地處夏熱冬冷地區(qū)，夏季空調(diào)能耗較高，外窗又是保溫隔熱薄弱環(huán)節(jié)，而該綜合樓現(xiàn)階段仍然采用單層玻璃鋁合金窗，若將窗戶換成Low-E中空玻璃窗或采取玻璃貼膜措施，可改善外圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫隔熱性能，同時(shí)還能改善隔聲效果。

(2)空調(diào)系統(tǒng)

由于建筑年限較久，部分區(qū)域的分體空調(diào)過于老舊，導(dǎo)致耗電量偏高。所以，目前該建筑還有一定的節(jié)能改造空間。對于中央空調(diào)，應(yīng)根據(jù)不同負(fù)荷人為控制開啟壓縮機(jī)的數(shù)量，可在一定程度上降低能耗。對于老舊空調(diào)，應(yīng)在合理的范圍內(nèi)盡量更換成能效水平達(dá)2級的空調(diào)設(shè)備。

(3)人員意識

由于1-3F使用的均為分體空調(diào)，無法進(jìn)行集中控制溫度，故，尚需努力提高全體醫(yī)務(wù)工作人員、住院病人及其家屬的節(jié)能意識，加大宣傳力度，增加主要人員的節(jié)能培訓(xùn)，減少不必要的能源浪費(fèi)行為。

(4)分項(xiàng)計(jì)量

應(yīng)對不同系統(tǒng)進(jìn)行分項(xiàng)計(jì)量，以針對不同系統(tǒng)的耗能特點(diǎn)制定相應(yīng)的節(jié)能策略。比如，設(shè)置BAS系統(tǒng)，根據(jù)建筑內(nèi)的水電、燃?xì)獾群牧窟M(jìn)行計(jì)量檢測和統(tǒng)計(jì)，對建筑物的能耗狀態(tài)和運(yùn)行費(fèi)用進(jìn)行分析，將數(shù)據(jù)和往年情況進(jìn)行對比，進(jìn)而得出改進(jìn)策略。

5 結(jié)語

本文通過對中小型醫(yī)院綜合樓進(jìn)行審計(jì)，發(fā)現(xiàn)其2017 年比2015 年單位建筑面積能耗降低了27.12%，人均能耗降低了45%。究其因，該醫(yī)院在節(jié)能方面采取了一些相應(yīng)的措施，效果較明顯。但仍存在以下問題：第一，玻璃采用單層普通玻璃，保溫隔熱效果較差，對節(jié)能有一定的影響；第二，存在部分老舊空調(diào)；第三，綜合樓采用分體空調(diào)，無法統(tǒng)一控制溫度，使用人員的節(jié)能意識不足，容易導(dǎo)致溫度開太低，造成不必要的浪費(fèi)；第四，綜合樓雖然安裝有計(jì)量裝置，但是并未對不同用能系統(tǒng)進(jìn)行分項(xiàng)計(jì)量。針對以上問題，本文提出若干建議：(1)對外窗進(jìn)行節(jié)能改造，如單層玻璃窗更換為Low-E中空玻璃窗或應(yīng)用玻璃貼膜等技術(shù)，提高外窗隔熱性能；(2)更換老舊空調(diào)；(3)宣傳節(jié)能知識，提高使用人員的節(jié)能意識；(4)采用計(jì)量器具對不同用能系統(tǒng)進(jìn)行分項(xiàng)計(jì)量，以便更詳細(xì)統(tǒng)計(jì)該建筑的能耗情況，及時(shí)監(jiān)測能耗使用的趨勢，進(jìn)而查找高耗能原因，提出相應(yīng)的節(jié)能措施以減少能源消耗，同時(shí)為相同類型醫(yī)院建筑節(jié)能提供參考。