高層醫(yī)療建筑的節(jié)能降耗管理措施

黃海斌(通信作者)，陳永秀，鄭建華

福建省腫瘤醫(yī)院 (福建福州 350014)

隨著醫(yī)療機(jī)構(gòu)體制改革的不斷深化和社會(huì)健康水平的提高，對(duì)于優(yōu)質(zhì)病房的需求也在不斷增加，大中型醫(yī)療機(jī)構(gòu)的門診量和住院人次持續(xù)提高，在有限的占地面積上高層醫(yī)療建筑逐步拔地而起，其整體能耗也呈上升趨勢(shì)。為了節(jié)能降耗，醫(yī)院后勤管理應(yīng)充分了解高層醫(yī)療建筑的功能特點(diǎn)和用能情況，科學(xué)合理地統(tǒng)計(jì)和分析各能耗系統(tǒng)數(shù)據(jù)，并根據(jù)高層醫(yī)療建筑內(nèi)的實(shí)際運(yùn)行情況，有針對(duì)性的采取有效且經(jīng)濟(jì)的節(jié)能管理措施。高層醫(yī)療建筑不僅是醫(yī)療機(jī)構(gòu)的診療中心，而且是醫(yī)療機(jī)構(gòu)優(yōu)化節(jié)能管理的重要突破點(diǎn)。因此，將高層醫(yī)療建筑的節(jié)能列為大中型醫(yī)療機(jī)構(gòu)節(jié)能的重點(diǎn)任務(wù)，并積極采用科學(xué)合理的節(jié)能管理方法不斷降低高層醫(yī)療建筑的整體能耗，是發(fā)展綠色節(jié)能型醫(yī)院的必由之路。

1 高層醫(yī)療建筑的用能概況

1.1 高層醫(yī)療建筑的特點(diǎn)

高層醫(yī)療建筑具有以下特點(diǎn)：樓層高體量大、功能布局復(fù)雜、用能人員復(fù)雜，醫(yī)療設(shè)備眾多、用能設(shè)備特殊、綜合管道長(zhǎng)且復(fù)雜、單體能耗高、能耗主要涉及水、電、醫(yī)用氣體等。以我院外科樓為例，地上26層，地下3層，樓高99.9 m，建筑面積約7.8萬m2，占全院現(xiàn)有建筑面積的47.2%。其中7～26層為標(biāo)準(zhǔn)層，各層病房布局基本一致；6層以下功能布局較為復(fù)雜，主要包括手術(shù)室、ICU、供應(yīng)室、中心藥房、病理科、輸血科、超聲科、消控中心、CT和MRI檢查室等。該單體建筑的能耗約占全院總能耗的50%左右。因此，該建筑成為我院節(jié)能工作的重點(diǎn)。

1.2 高層醫(yī)療建筑能耗的主要類型

高層醫(yī)療建筑的主要能耗類型是電能，其中空調(diào)系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)、熱水系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、大中型醫(yī)療設(shè)備、信息中心和監(jiān)控安防系統(tǒng)等都是用電量較高的系統(tǒng)。因此，用能單位管理人員準(zhǔn)確分析高層醫(yī)療建筑的用電情況是提高節(jié)能降耗成效的重要基礎(chǔ)。以我院外科樓為例，能耗第一的是空調(diào)系統(tǒng)，約占全樓能耗的45%左右?？照{(diào)系統(tǒng)能耗受天氣因素的影響較大，每年7—10月是空調(diào)能耗高峰時(shí)段。能耗第二的是電梯系統(tǒng)，能耗第三的是大型醫(yī)療設(shè)備(包括CT、MRI和供應(yīng)消毒清洗設(shè)備等)，然后是熱水系統(tǒng)和照明系統(tǒng)。熱水系統(tǒng)主要采用太陽能+空氣能熱泵的組合模式。在高層醫(yī)療建筑中，水也是重要能耗類型之一，如生活用水、公共衛(wèi)生用水、中央空調(diào)冷卻水、供應(yīng)中心清洗消毒用水等都會(huì)消耗大量的水資源。

1.3 高層醫(yī)療建筑高能耗的主要因素

1.3.1制度和管理因素

醫(yī)療機(jī)構(gòu)雖有各種工作流程和管理制度，但在高層醫(yī)療建筑管理方面仍不完善，如缺乏針對(duì)高層醫(yī)療建筑的專項(xiàng)管理制度或節(jié)能措施，缺少針對(duì)高層醫(yī)療建筑的綜合管理系統(tǒng)或平臺(tái)。高層醫(yī)療建筑各用能系統(tǒng)的運(yùn)行效率和管理水平偏低。經(jīng)巡查發(fā)現(xiàn)，臨床或醫(yī)技等科室依然不夠重視節(jié)能工作，醫(yī)院也缺乏有效監(jiān)督和管理手段，節(jié)能工作難以有效推進(jìn)。

1.3.2人員和設(shè)備因素

由于高層醫(yī)療建筑的復(fù)雜性，其內(nèi)部各能耗系統(tǒng)大都有別于低層建筑，所以其所對(duì)應(yīng)的管理和維護(hù)人員的專業(yè)水平應(yīng)與之相匹配。但臨床常發(fā)現(xiàn)醫(yī)療機(jī)構(gòu)各能耗系統(tǒng)的管理或維護(hù)人員專業(yè)水平偏低，特種設(shè)備或?qū)Ｓ迷O(shè)備維護(hù)和管理的相關(guān)知識(shí)儲(chǔ)備不足，用能設(shè)備未能在高效運(yùn)行的情況。此外，高層醫(yī)療建筑內(nèi)部用能人員復(fù)雜多樣，加上相關(guān)節(jié)能宣傳不到位，職工、患者及家屬未能積極參與節(jié)能相關(guān)活動(dòng)。

1.3.3運(yùn)行和使用因素

由于高層醫(yī)療建筑的能耗系統(tǒng)多樣且復(fù)雜，常會(huì)出現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)、熱水系統(tǒng)等使用不合理的現(xiàn)象，或未根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)調(diào)整各個(gè)能耗系統(tǒng)的運(yùn)行方式。除了空調(diào)系統(tǒng)本身的技術(shù)問題，使用者個(gè)人習(xí)慣有可能并不能使系統(tǒng)發(fā)揮很好的作用或者會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成損害，降低系統(tǒng)的使用壽命[1]。

1.3.4維護(hù)和保養(yǎng)因素

高層醫(yī)療建筑的地下室、設(shè)備層和屋面等區(qū)域的主要設(shè)施和高功率動(dòng)力設(shè)備維修保養(yǎng)不及時(shí)會(huì)造成用能設(shè)備低效運(yùn)行。如空調(diào)機(jī)組中高揚(yáng)程的冷凍水泵、循環(huán)水泵、加壓水泵等，時(shí)常發(fā)現(xiàn)這些高功率設(shè)備出現(xiàn)滴水不止或者“帶病”運(yùn)行的情況?？照{(diào)管道及其閥門等保溫層被損壞或缺失時(shí)，維護(hù)人員的視而不見或者未及時(shí)上報(bào)，導(dǎo)致維修保養(yǎng)不及時(shí)。

2 高層醫(yī)療建筑主要節(jié)能管理措施

2.1 降低高層醫(yī)療建筑空調(diào)系統(tǒng)能耗

2.1.1合理調(diào)節(jié)空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行模式

在高層醫(yī)療建筑的中央空調(diào)系統(tǒng)管理中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)系統(tǒng)溫度的控制和管理。由于中央空調(diào)系統(tǒng)中水溫每發(fā)生1 ℃的變化就會(huì)對(duì)能耗產(chǎn)生3%左右的影響[2]，所以在空調(diào)運(yùn)行過程中，可根據(jù)高層醫(yī)療建筑樓內(nèi)環(huán)境溫度的變化來控制空調(diào)相關(guān)閥門的開啟度，采用溫度或流量等合理的調(diào)節(jié)方式來控制空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行，以減少能源的損耗。同時(shí)，運(yùn)維人員應(yīng)充分掌握高層醫(yī)療建筑在不同季節(jié)、不同天氣情況下的室內(nèi)溫度變化情況，并準(zhǔn)確對(duì)空調(diào)系統(tǒng)工況進(jìn)行調(diào)節(jié)，特別是在季節(jié)交替的過渡階段，合理設(shè)置空調(diào)系統(tǒng)的出水溫度，在保證高層醫(yī)療建筑樓內(nèi)舒適度的前提下，有效實(shí)現(xiàn)節(jié)能節(jié)電的目的。

2.1.2科學(xué)設(shè)置空調(diào)系統(tǒng)使用時(shí)間和溫度

醫(yī)院的管理和維護(hù)人員應(yīng)充分了解高層醫(yī)療建筑樓內(nèi)各科室各區(qū)域的空調(diào)使用時(shí)間段和溫度需求，對(duì)不同區(qū)域的空調(diào)系統(tǒng)，合理設(shè)置不同的空調(diào)溫度和開關(guān)機(jī)時(shí)間，通過不斷優(yōu)化空調(diào)系統(tǒng)的使用時(shí)間和溫度來節(jié)約能耗，同時(shí)，積極建議各部門，在下班前30 min左右提前關(guān)閉空調(diào)，充分利用余溫來保持室內(nèi)環(huán)境溫度，以有效減少能耗。另外，在春秋季和夜間，應(yīng)根據(jù)室外環(huán)境溫度來合理控制空調(diào)的運(yùn)行，在不影響舒適的情況下盡量減少對(duì)空調(diào)的使用。

2.1.3落實(shí)空調(diào)性能評(píng)估和維護(hù)保養(yǎng)工作

管理單位和運(yùn)維單位應(yīng)定期組織專業(yè)人員對(duì)中央空調(diào)性能進(jìn)行評(píng)估，保障空調(diào)系統(tǒng)處在正常的工況范圍內(nèi)。定期組織運(yùn)維人員對(duì)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行全面的檢修維護(hù)，在不影響高層醫(yī)療建筑內(nèi)部正常醫(yī)療工作的情況下，對(duì)高層醫(yī)療建筑內(nèi)的空調(diào)主機(jī)、風(fēng)機(jī)盤管、濾網(wǎng)、冷卻塔、過濾器、冷水管道、保溫層等進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，便于保證空調(diào)系統(tǒng)能夠在良好的工況下運(yùn)行。這是實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的重要方法。

2.2 合理控制高層醫(yī)療建筑的新風(fēng)和排風(fēng)系統(tǒng)

高層醫(yī)療建筑中的暖通方面管理人員在保持空調(diào)正常運(yùn)行和高層建筑內(nèi)部風(fēng)平衡的基礎(chǔ)上，需積極采用智能化、信息化的控制系統(tǒng)，科學(xué)合理地控制新風(fēng)機(jī)組和排風(fēng)機(jī)的運(yùn)行，同時(shí)，加強(qiáng)與臨床醫(yī)技科室的溝通交流防止各病區(qū)和科室的外窗開啟，以減少無組織新風(fēng)，有利于減少房間內(nèi)冷凝水的形成和降低空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的整體能耗。

2.3 降低高層醫(yī)療建筑電梯系統(tǒng)能耗

2.3.1優(yōu)化電梯的運(yùn)行方式

在高層醫(yī)療建筑的電梯管理中，由于電梯多樣且功能需求不同，主要采用分散+群控管理方式。醫(yī)院的電梯管理人員應(yīng)根據(jù)高層建筑內(nèi)電梯實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行合理分析，并不斷優(yōu)化運(yùn)行參數(shù)，以達(dá)到節(jié)能降耗的目的。以我院外科樓的電梯系統(tǒng)為例，裙樓有4部電梯主要是采用分散管理方式，而主樓部分的12部高層電梯主要是采取群控管理。群控管理措施如下：(1)在電梯運(yùn)行期間，保證至少有1部電梯做為手術(shù)專用梯，隨時(shí)待命；(2)上班高峰階段(7:00～8:30)，上行人流量大，采用上行優(yōu)先模式來控制電梯運(yùn)行，主要保障醫(yī)護(hù)人員或患者先上病區(qū)；(3)下班階段(17:00～18:30)，下行人流量大，則應(yīng)將電梯系統(tǒng)控制模式轉(zhuǎn)為下行優(yōu)先；(4)在電梯運(yùn)行過程中，逐步優(yōu)化設(shè)置電梯?？繕菍?；(5)運(yùn)行高峰期安排專門的電梯司機(jī)管理電梯開啟，盡量減少電梯啟停頻次，避免超載或空載，降低高層電梯的能耗；(6)此外，醫(yī)院的電梯維保人員通過不斷對(duì)電梯系統(tǒng)運(yùn)行方式的優(yōu)化控制在滿足醫(yī)護(hù)人員、患者及家屬使用需求的同時(shí)降低電梯能耗。

2.3.2合理改造電梯系統(tǒng)

在相同條件下，安裝節(jié)能反饋裝置的電梯可節(jié)能30%左右，老舊電梯能耗約為新電梯的2倍[3]。因此，在保障電梯安全性和政策允許的條件下，醫(yī)療機(jī)構(gòu)可對(duì)高層醫(yī)療建筑內(nèi)的電梯系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改造，如安裝節(jié)能反饋裝置，替代制動(dòng)電阻運(yùn)行，將原來消耗在制動(dòng)電阻上的電能回饋到電網(wǎng)中使用，降低電梯能耗，對(duì)于高層建筑的電梯節(jié)能效果更加顯著。

2.3.3其他方法

加強(qiáng)院區(qū)內(nèi)電梯節(jié)能宣傳，提倡短距離和低樓層不乘坐電梯，盡可能減少電梯的使用。周末或節(jié)假日等人流量少的時(shí)間段，電梯使用率明顯降低，高層醫(yī)療建筑的電梯管理人員應(yīng)結(jié)合人流量變化情況，合理關(guān)閉部分電梯，以減少電梯能耗。

2.4 降低高層醫(yī)療建筑照明系統(tǒng)的電氣損耗

在高層醫(yī)療建筑中，選擇優(yōu)質(zhì)的節(jié)能燈具不僅節(jié)能效果顯著、使用壽命長(zhǎng)，還可以提高使用安全系數(shù)。因此，為了使高層樓宇建筑的照明系統(tǒng)達(dá)到節(jié)能電氣的目的，相關(guān)管理人員必須利用科學(xué)知識(shí)選擇優(yōu)質(zhì)的照明燈具，保證照明燈具的使用壽命以及安全性能，降低高層樓宇建筑照明系統(tǒng)的電氣損耗，節(jié)約高層樓宇建筑的電氣損耗[4]。此外，在樓梯道應(yīng)盡量采用人體感應(yīng)或延遲感應(yīng)開關(guān)等智能的照明控制裝置，以減少能源的浪費(fèi)。以我院外科樓為例，樓內(nèi)燈具均為L(zhǎng)ED燈，同時(shí)在樓內(nèi)安裝BA控制系統(tǒng)，對(duì)公共區(qū)域的照明系統(tǒng)進(jìn)行智能化控制，根據(jù)各科室的使用需求和天氣情況，優(yōu)化照明系統(tǒng)的啟閉時(shí)間段，最大限度降低照明系統(tǒng)的用電能耗。

2.5 合理控制變壓器負(fù)載率，降低電能損耗

選擇變壓器應(yīng)遵循低損耗、高功率的原則，即提高變壓器的運(yùn)行效率，降低總能耗。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每年因變壓器造成的電能損耗占所有電能損耗的50%左右，所以應(yīng)該重視配電變壓器的運(yùn)行工況。特別是高層醫(yī)療建筑內(nèi)，變壓器數(shù)量多，總負(fù)荷大，應(yīng)盡可能地避免大馬拉小車和小馬拉大車的情況，用電負(fù)荷大的設(shè)施設(shè)備等盡量靠近變壓器。同時(shí)，需根據(jù)高層醫(yī)療建筑各區(qū)域的運(yùn)行情況和季節(jié)變化，通過合理節(jié)能設(shè)置，有效的控制各變壓器負(fù)載率，使其保持在高效區(qū)域運(yùn)行(75%～85%的負(fù)載率)，有效降低運(yùn)行中變壓器的電能損耗。

2.6 科學(xué)管水、用水，助力節(jié)能發(fā)展

高層醫(yī)療建筑由于樓層高，管道水壓力大，所以應(yīng)特別注意各用水分區(qū)的水壓控制，杜絕超壓出水。醫(yī)院后勤管理人員應(yīng)定期組織專業(yè)人員對(duì)各分區(qū)的冷熱水系統(tǒng)的干管和支管進(jìn)行壓力測(cè)試，對(duì)于出現(xiàn)超壓的區(qū)域，積極采取支管減壓措施，或者在必要的部位上設(shè)置減壓裝置，因地制宜地采取調(diào)壓節(jié)流措施。這是一項(xiàng)特別有效的節(jié)水、節(jié)能措施。此外，應(yīng)提高對(duì)雨水的回收利用，雨水經(jīng)過沉淀和凈化處理成為中水后，可用于高層建筑周邊的綠化澆灌、馬路沖洗等，以減少水資源的浪費(fèi)。

2.7 多方位落實(shí)節(jié)能宣傳，提升節(jié)能意識(shí)

從“節(jié)約每一度電，節(jié)約每一滴水，節(jié)約每一張紙”做起，讓節(jié)能意識(shí)深入醫(yī)院的每一個(gè)角落。特別是高層醫(yī)療建筑，來院就醫(yī)人員密集且復(fù)雜，醫(yī)療機(jī)構(gòu)可以在就診人員首次就診時(shí)，結(jié)合醫(yī)院的相關(guān)就診流程、指南等以宣傳手冊(cè)或者短信推送的形式進(jìn)行節(jié)能宣傳。同時(shí)，可通過宣傳屏、醫(yī)院官網(wǎng)平臺(tái)、手機(jī)APP平臺(tái)等進(jìn)行節(jié)能知識(shí)的宣傳和培訓(xùn)，還可定期開展綠色節(jié)能活動(dòng)，不斷提高廣大職工和就醫(yī)者的節(jié)能意識(shí)，為醫(yī)院的節(jié)能降耗助力。

3 小結(jié)與展望

由于醫(yī)療機(jī)構(gòu)的特殊性，高層醫(yī)療建筑的節(jié)能降耗既是重點(diǎn)方向，又是一項(xiàng)復(fù)雜且開展難度較大的工作。為了不影響醫(yī)療工作的正常運(yùn)行，在高層醫(yī)療建筑內(nèi)開展節(jié)能工作之前應(yīng)根據(jù)各區(qū)域功能布局和用能情況，進(jìn)行詳細(xì)的節(jié)能規(guī)劃和工作分解，進(jìn)行可行性、安全性和經(jīng)濟(jì)性分析，然后逐項(xiàng)分步實(shí)施高層醫(yī)療建筑整體的節(jié)能降耗工作。在高層醫(yī)療建筑的管理和運(yùn)維過程中，應(yīng)注重完善針對(duì)高層醫(yī)療建筑的管理制度，建立長(zhǎng)效機(jī)制；持續(xù)開展各類型用能設(shè)施的用能監(jiān)測(cè)和節(jié)能分析，不斷優(yōu)化設(shè)備運(yùn)行方式；科學(xué)合理地設(shè)置高層建筑能耗控制管理措施；積極探索和開展符合醫(yī)療機(jī)構(gòu)自身需求的能源管理模式；通過智能化、精細(xì)化管理高層醫(yī)療建筑來實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目的，促進(jìn)醫(yī)療機(jī)構(gòu)向綠色低碳節(jié)能方向發(fā)展。