上海某綜合醫(yī)院節(jié)能量審核與分析

余婉璇

上海眾材工程檢測(cè)有限公司

0 引言

為推進(jìn)上海市建筑節(jié)能和綠色建筑的發(fā)展，2020年上海市住房城鄉(xiāng)建設(shè)管理委員會(huì)、發(fā)展改革委員會(huì)和財(cái)政局發(fā)布了《上海市建筑節(jié)能和綠色建筑示范項(xiàng)目專項(xiàng)扶持辦法》[1]。該辦法規(guī)定對(duì)于既有建筑節(jié)能改造示范項(xiàng)目，公共建筑單位建筑面積能耗下降20%及以上的，每平方米受益面積補(bǔ)貼25 元下降不低于15%（按標(biāo)煤折算）。公共建筑單位建筑面積能耗下降15%（含）至20%的，每平方米受益面積補(bǔ)貼15 元。對(duì)于申報(bào)既有公共建筑節(jié)能改造示范項(xiàng)目的，應(yīng)由第三方機(jī)構(gòu)進(jìn)行節(jié)能量審核。

對(duì)于公共建筑節(jié)能示范項(xiàng)目，科學(xué)計(jì)算節(jié)能改造前后建筑節(jié)能率是推動(dòng)上海市既有建筑節(jié)能改造有效落實(shí)的關(guān)鍵。本文以上海市某綜合醫(yī)院為例，介紹了節(jié)能量審核具體計(jì)算過程，對(duì)于重要影響因素應(yīng)進(jìn)行修正。

1 項(xiàng)目概況

該醫(yī)院是一所二級(jí)甲等綜合性醫(yī)院。總建筑面積為32350 m2，核定床位325 張。醫(yī)院能源類型為電和天然氣。

經(jīng)節(jié)能診斷，該醫(yī)院供暖與生活熱水系統(tǒng)由于采用燃?xì)鉄崴仩t作為熱源，效率低，存在較大節(jié)能空間。照明系統(tǒng)主要采用傳統(tǒng)光源，能耗高，改造成LED燈可以節(jié)省大部分照明能耗。空調(diào)機(jī)房為人工控制，增加智能控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)空調(diào)采暖系統(tǒng)節(jié)能運(yùn)行。

2017 年5 月至2018 年3 月，該醫(yī)院進(jìn)行了綜合改造，改造內(nèi)容涉及空調(diào)采暖系統(tǒng)、生活熱水系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、BA 控制系統(tǒng)和能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)五個(gè)方面。

1）空調(diào)供暖系統(tǒng)改造。改造前，空調(diào)冷源為3 臺(tái)冷水機(jī)組，配套4 臺(tái)冷凍水泵、4 臺(tái)冷卻水泵?？照{(diào)熱源為2 臺(tái)燃?xì)鉄崴仩t，配套4 臺(tái)熱水循環(huán)泵。對(duì)原有的鍋爐系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造。將原有2 臺(tái)燃?xì)鉄崴仩t更換為15 臺(tái)渦旋式風(fēng)冷熱泵機(jī)組，但仍保留原有的冷熱源設(shè)備。冷水機(jī)組和渦旋式風(fēng)冷熱泵機(jī)組協(xié)同制冷，根據(jù)夏季末端負(fù)荷調(diào)整運(yùn)行策略。燃?xì)鉄崴仩t保留作為冬季極端天氣的備用熱源。

2）生活熱水系統(tǒng)改造。改造前，生活熱水系統(tǒng)與供暖系統(tǒng)為同一個(gè)熱源，均由燃?xì)鉄崴仩t供應(yīng)。將原有2 臺(tái)燃?xì)鉄崴仩t更換為3 臺(tái)高溫?zé)崴蜔岜脵C(jī)組。原燃?xì)鉄崴仩t保留作為極端天氣備用。

3）照明系統(tǒng)改造。改造前，醫(yī)院照明主要采用格柵熒光燈、嵌入式節(jié)能筒燈以及部分熒光燈帶、白熾燈等傳統(tǒng)光源，傳統(tǒng)光源在發(fā)光的同時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，在消耗大量電量的同時(shí)也給空調(diào)系統(tǒng)帶來了額外的冷負(fù)荷需求。將醫(yī)院所有照明燈具改造為L(zhǎng)ED 燈具，共計(jì)5700 套。

4）BA 控制系統(tǒng)改造。改造前，機(jī)房無群控，且水泵以工頻方式運(yùn)行，冷熱源系統(tǒng)無法根據(jù)用戶側(cè)的需求情況進(jìn)行負(fù)荷調(diào)節(jié)。本次改造新增了一套機(jī)房群控系統(tǒng)和機(jī)房全變頻系統(tǒng)。通過利用現(xiàn)有設(shè)備，制作新的冷熱源智能控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了中央空調(diào)冷熱源群控的信息化、自動(dòng)化和智能化。

5）能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)改造。為了更好進(jìn)行能耗監(jiān)測(cè)和管理，在醫(yī)院原有能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了完善。根據(jù)本次節(jié)能改造項(xiàng)目的增量，同時(shí)兼顧運(yùn)營(yíng)需要，新增風(fēng)冷熱泵、水泵等主要耗能設(shè)備的電力計(jì)量。

2 節(jié)能量審核

本項(xiàng)目為綜合改造項(xiàng)目，依據(jù)上海市《建筑改造項(xiàng)目節(jié)能量核定標(biāo)準(zhǔn)》[2]（DG/TJ 08-2244-2017），本項(xiàng)目采用賬單法進(jìn)行節(jié)能量審核?；鶞?zhǔn)期為2015 年11月至2016 年10 月，核定期為2019 年2 月至2020 年1 月。主要能耗數(shù)據(jù)基于醫(yī)院電費(fèi)賬單，天然氣賬單和分項(xiàng)計(jì)量數(shù)據(jù)。表1、表2 分別為基準(zhǔn)期能耗核定期的能耗。

表1 基準(zhǔn)期能耗

表2 核定期能耗

2.1 能耗數(shù)據(jù)修正

節(jié)能量審核首先應(yīng)確定醫(yī)院改造前后經(jīng)營(yíng)業(yè)態(tài)、物理環(huán)境等是否發(fā)生變化。經(jīng)分析，建筑門診人次增長(zhǎng)19%，大于《建筑改造項(xiàng)目節(jié)能量核定標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的12%限值，應(yīng)對(duì)基準(zhǔn)期能耗進(jìn)行擬合修正。核定期內(nèi)，由于新增了部分大型用能設(shè)備，該部分新增設(shè)備應(yīng)進(jìn)行非擬合修正。

2.1.1 門診人次變化引起的能耗修正

使用基準(zhǔn)期能耗數(shù)據(jù)建立能耗模型，數(shù)據(jù)見表3。

表3 能耗模型數(shù)據(jù)

根據(jù)以上統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，使用Excel 軟件進(jìn)行回歸分析，得到以月門診人次和室外月平均溫度為自變量的該月建筑總能耗的回歸模型：

式中：Ebi為第i 月根據(jù)該月門診人次、月室外月平均溫度擬合得出的建筑該月的總能耗，tce；x1i為第i 月門診人次，人；x2i為第i 月室外月平均溫度，℃。

該二次多項(xiàng)式回歸模型的復(fù)相關(guān)系數(shù)R2=0.85，滿足《建筑改造項(xiàng)目節(jié)能量核定標(biāo)準(zhǔn)》（DG/TJ 08-2244-2017）中R2＞0.8 的要求。

根據(jù)上述回歸模型，將核定期的運(yùn)行工況參數(shù)代入回歸模型，對(duì)基準(zhǔn)期能耗進(jìn)行擬合修正，基準(zhǔn)期的擬合修正結(jié)果如表4 所示。

表4 基準(zhǔn)期能耗擬合修正數(shù)據(jù)

2.2.2 新增用能設(shè)備引起的能耗修正

2017 年11 月醫(yī)院改造期間新增大型醫(yī)療設(shè)備磁共振成像系統(tǒng)和CT 機(jī)，根據(jù)醫(yī)院分項(xiàng)計(jì)量數(shù)據(jù)，磁共振成像系統(tǒng)和CT 機(jī)修正電量為185505 kWh。

改造期間醫(yī)院CT 室新增兩臺(tái)精密空調(diào)（表5），由于這兩臺(tái)空調(diào)由于未單獨(dú)安裝電表，請(qǐng)具有資質(zhì)的第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)于2020 年11 月4 日上午10 點(diǎn)對(duì)該設(shè)備進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，實(shí)測(cè)功率數(shù)據(jù)為10.817 kW，檢測(cè)時(shí)處于冬季，空調(diào)處于低負(fù)載狀態(tài)，取該數(shù)據(jù)作為全年平均負(fù)載，全年運(yùn)行時(shí)間為8760 h，年修正電量為94756.92 kWh。

表5 新增精密空調(diào)參數(shù)

2.2 節(jié)能量計(jì)算

節(jié)能量按式（2）計(jì)算，節(jié)能率按式（3）計(jì)算：

式中：ES為節(jié)能量，kgce；es為節(jié)能率，%；Eb為基準(zhǔn)期能耗，kgce；Er為核定期能耗，kgce；ΔE 為基準(zhǔn)期擬合能耗修正量，kgce；ΔE'為基準(zhǔn)期非擬合能耗修正量，kgce。

按照上述公式計(jì)算得到，各參數(shù)計(jì)算的結(jié)果具體為：ΔE=54.73 kgce，ΔE'=80.72 kgce，ES=257.91 kgce，es=15.99%。

3 結(jié)論

該醫(yī)院綜合節(jié)能改造項(xiàng)目改造面積為32350 m2，項(xiàng)目節(jié)能量257.19 tce，綜合節(jié)能率為15.99%，達(dá)到上海市節(jié)能示范項(xiàng)目的要求。

參考上海市《市級(jí)醫(yī)療機(jī)構(gòu)建筑合理用能指南》[3]（DB31/T553-2012）對(duì)該醫(yī)院進(jìn)行用能指標(biāo)對(duì)標(biāo)。改造后醫(yī)院?jiǎn)挝唤ㄖ昃C合能耗為41.88 kgce/(m2·a)，達(dá)到先進(jìn)值。

對(duì)于新增大型用能設(shè)備，對(duì)該部分能耗應(yīng)進(jìn)行非擬合修正。本文案例中新增精密空調(diào)由于未安裝電表，采用第三方檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行保守修正。對(duì)于此類非擬合修正，建議安裝獨(dú)立計(jì)量電表，確保計(jì)量數(shù)據(jù)來源的客觀性和有效性，在合同能源管理項(xiàng)目進(jìn)行節(jié)能效益分享時(shí)也能得到保障。