南翔醫院綠色化節能改造實踐

柴維漢 周葛翔

嘉定區南翔醫院

0 工作背景

大型綜合醫院是各種建筑類型的綜合體。醫院的能耗是一般公共建筑的1．6～2倍[1]，與普通公共建筑系統相比，醫院建筑能源種類繁多、醫療設備多、設備運行要求高、使用規律多樣、運行時間長、控制靈活，要求各種能源不能間斷[2]。目前，多數大型綜合醫院采取粗放式的設備管理方法和低層次的技術手段，沒有系統性后勤管理的理論指導，造成能耗管理成本過高、能耗評估機制缺乏、節能方案實施不力等諸多問題，使醫院后勤管理工作難度加大，效率低[3]。

醫院后勤管理的傳統節能改造存在一些問題，各系統改造時各自為戰，系統之間缺少關聯，缺少全面系統科學的綜合節能改造，以至后續運行缺少改造效果評價機制，影響實際節能效果。

中醫學以陰陽五行作為理論基礎，將人體看成是氣、形、神的統一體，通過“望聞問切”四診合參的方法，探求病因、病性、病位、分析病機，制定“汗、吐、下、和、溫、清、補、消”等治療方法，使用中藥、針灸、推拿、拔罐、氣功、食療等多種治療手段綜合運用，配合長效調養，使人體達到陰陽調和康復，壽命延長[4]。

中醫的整體觀與醫院后勤管理思路一致，比如，我們整個能源系統就是一個整體。我們的燃氣管道、水泵、空調風管、水管等可以看作是中醫的經絡。手腳冰涼是因為四肢距離心臟最遠，末梢血液循環不良?？照{管路過長也會導致水力循環不好，冷熱分布不均。

我們通過對醫院整體的能源系統進行診斷、改造來降低能耗，就如同比我們的能耗系統生病了，經過望聞問切診斷疾病，疏通經絡治療降低能耗。

南翔醫院結合中醫理論對后勤管理綠色化節能改造進行了一些探索和嘗試。我們從分析醫院整體用能情況出發，系統性尋求節能改造解決方案，采用合同能源管理模式實施綜合改造，取得了一些效果，節能運行有了保障。

1 案例現狀分析

上海市嘉定區南翔醫院是一所公立二級綜合性醫院，1948年建院，2011年9月整體遷院。醫院現有職工600余人，年門急診量近70萬人次，建筑總面積近32000平方米。醫院擁有兒科、皮膚科、骨科、心內科、急診科等多個重點學科，先后獲得上海市文明單位、上海市衛生系統文明單位、“十一五”期間嘉定區衛生科技工作先進集體等榮譽稱號。

本文通過中醫理論中的“望聞問切”四診合參的方法探求能耗問題病因、分析病機。

望診，我們從醫院外觀和局部的結構初步判斷整體建筑類型、設備類型等，相當于中醫望診查看人體的外觀、氣色、形體。

聞診，中醫是通過聽患者的說話聲、咳嗽的聲音、呼吸的急促，嗅人體的氣味等，相當于我們通過對能源管道、水泵的聲音、有否泄漏等診斷能源設備使用情況。

問，就是中醫十問，問發熱、睡眠、胃納、二便等，相當于我們發調查問卷、現場走訪等。

切診，就是中醫通過把脈、觸摸皮膚及人體相關部位來診斷疾病，相當于我們用儀器設備或用手等來診斷能源使用的問題。

1.1 建筑能耗分析

南翔醫院能源類型為電力、天然氣。2016年，醫院的耗電量、天然氣耗量及標煤折算結果見表1。

表1 2016年醫院總體能耗情況

醫院能耗數據顯示，空調系統電耗占比最大，其次是照明系統（見圖1）。在燃氣耗量拆分中，空調也占比最大（見圖2）。醫院后勤管理可重點關注空調系統。

圖1 電耗拆分

圖2 燃氣拆分

1.2 用能系統現狀分析

1.2.1 空調系統

醫院冷源設備配置：3臺螺桿冷水機，制冷量1 304kW；2臺燃氣熱水鍋爐，制熱量2 100kW；4臺冷凍水泵、4臺冷卻水泵均采用工頻方式運行?？照{系統運行采用人工操作運行，效率較低。

1.2.2 生活熱水系統

醫院生活熱水采用醫院燃氣熱水鍋爐+容積式換熱器供應，制熱效率較低。生活熱水定時供應，手動開啟和關閉。

1.2.3 照明系統

醫院原有主要燈具類型為格柵熒光燈和嵌入式節能筒燈，以及部分熒光燈帶、白熾燈。消防走道采用吸頂燈，控制方式為人工手動控制。

1.2.4 能耗監測系統

醫院冷源部分雖安裝了簡單的群控設備，但處于故障狀態。管理人員不能及時了解冷熱源系統的設備運行狀態，也不能便捷地對設備運行做出調整。此外，設備故障不能被運行人員及時發現，設備的安全運行和末端舒適度得不到保障。

2 用能系統改造方案

通過分析“病因”，我們制定“綠色化節能改造”治療方法，實施多種節能技術和節能手段。

2.1 空調采暖系統改造技術

高效風冷熱泵系統替換鍋爐采暖，可極大提高系統運行效率，實現節能、環保運行。本項目新增15臺132kW/臺額定制熱量的風冷熱泵機組承擔采暖季節空調采暖，原先的鍋爐系統作為極端天氣備用，兩個系統互相備用，保證醫院采暖的安全。新增熱泵放置在門診樓的屋頂（見圖3）。

圖3 空調采暖系統改造效果

2.2 空氣源熱泵生活熱水系統改造技術

新增3臺額定制熱量65kW的單循環熱水熱泵和50t生活熱水水箱，原先的鍋爐生活熱水系統作為備用，以滿足極端天氣情況下的醫院用水安全。新增1組變頻恒壓泵和2臺熱水循環泵（見圖4）。

圖4 熱泵熱水系統改造效果

2.3 LED照明系統改造技術

本項目將醫院共計5000余套照明燈具改為高效節能LED燈具（見圖5）。

圖5 改造后的照明系統

2.4 智慧化后勤管理系統

為了達到更好的“治療”效果，實現智慧化后勤管理，本次改造還采用了機房群控技術、BIM技術、能耗監測系統以及節能展示系統。

2.4.1 機房群控+全變頻系統

后勤管理控制方面，采用了機房群控+全變頻系統：冷熱源群控，實現冷熱負荷自動調整；輸配系統全變頻控制，實現冷熱量按需供給；生活熱水系統谷電蓄熱，實現節能運行控制（見圖6）。

圖6 群控系統軟件架構圖

2.4.2 BIM技術應用

醫院在節能改造過程中，結合自身特點，應用BIM技術，建立BIM分析模型，形成BIM三維可視化施工方案，并充分利用BIM進行運維管理（見圖7）。

圖7 BIM技術應用

2.4.3 能耗監測系統

本次改造對變壓器設計安裝了電子式多功能電能表。除2條變壓器進線，選用安裝普通三相遠傳電能表，對78個普通支路進行計量。同時，從智慧化、精細化的后勤管理考慮，新增安裝了風冷熱泵、水泵等主要耗能設備的電力計量（見圖8）。

圖8 大型公共建筑能耗監測系統界面

2.4.4 節能展示系統

為充分展示本次節能改造項目的成果，醫院增設了節能改造互動展示平臺。LCD顯示屏安裝在醫院人流量較大的區域，動態展示節能改造全過程、節能改造亮點及應用的建筑節能技術，以發揮節能宣傳的作用（見圖9）。

圖9 節能展示系統界面

3 后期節能運行保障

應用多種“治療手段”即節能技術，配合“長效調養”即智慧化科學合理的運維，提升后勤管理工作質量。

3.1 節能運管工作思路

維保計劃日常巡檢：保證設施功能性；采集監控運行數據。

用能習慣調研分析：關注醫院用能人員舒適度；優化固化節能運行管理手冊。

策略優化節能推進：綜合運行參數優化節能運行策略；不斷調試持續推進節能運行策略。

3.2 節能運行重點

3.2.1 生活熱水系統

生活熱水系統：分時、分段熱水供應；季節性水溫設定調整；分段水溫控制、補水控制；優先利用白天制熱循環、提高機組制熱效率節能運行能耗。

3.2.2 采暖系統

采暖系統：按需進行采暖時間表設置；季節性水溫設定調整；適時調整主機、水泵搭配關系節省設備運行數量；兼顧室內末端溫度范圍，適當調整冬季室內設定溫度。

3.2.3 照明系統

照明系統：巡查照明使用規律；制定不同區域照明使用時間表；根據各區域照度需求調整燈具開啟數量。

3.2.4 群控系統

群控系統：優化控制邏輯，實現冷源系統、采暖系統、熱水系統高效控制；調整供水溫度、變頻溫差控制、室內溫度控制等參數設定。

4 結語

南翔醫院實施綠色化節能改造后，年節省費用108．93萬元，年節能率22．09%，成功創建上海市節約型公共機構示范單位，并入圍第三批國家級節約型公共機構示范單位。

本文通過傳統中醫理論為醫院系統性地開展智慧化后勤管理工作提供思路，并在長期的運維實踐中逐步實現醫院的智慧化后勤管理，為其它醫院的后勤管理提供參考。