随着国民经济的快速发展和医疗卫生事业的迅速推进,大型医院的建设也发展迅速。在所有公共机构中,医院的使用功能最复杂、用能系统相对最多、用能时间相对最长、用能强度相对最高。医院的建筑能耗是市政公共建筑的1.6~2.0倍,因此,深入分析医院的能耗规律与存在问题,提高节能水平、推广节能技术改造势在必行。
根据卫健委发布的《2022年中国卫生健康事业发展统计公报》显示,全国共有医疗卫生机构103.3万个,其中医院3.7万个,基层医疗卫生机构98.0万个,专业公共卫生机构1.3万个。其中医院中,公立医院1.2万个,民营医院2.5万个。
为助推医院节能减排力度,指导和规范医院能源管理建设工作,国家出台了一系列政策。
2018年
国家卫生健康委联合五部委下发了《关于开展建立健全现代医院管理制度试点的通知》(国卫体改发[2018]50号)。文件中明确要求健全医院后勤管理制度,探索医院“后勤一站式”服务模式,推进医院后勤服务社会化,推进医院节能降耗工作、降低万元收入能耗支出。
2019年
国家卫健委出台了《医院智慧服务分级评估标准体系(试行)》,其中包括了诊前服务、诊中服务、诊后服务、全程服务、基础与安全这五个类别,共17个评估项目。
2020年
国家卫健委联合中医药管理局下发《关于加强公立医院运营管理的指导意见》(国卫财务发[2020] 27号),明确强调要加强后勤管理。推进后勤服务社会化;加强水电气热、餐饮、环境卫生、建筑用房、安全保卫等后勤管理,优化服务流程,规范管理机制,强化能耗管控;探索智慧化“一站式”服务模式,持续改进后勤服务质量和效率。
2021年
国务院办公厅发布了《国务院办公厅关于推动公立医院高质量发展的意见》(国办发(2021] 18号),文件中明确提出要建设智慧医疗、智慧服务、智慧管理“三位一体”的智慧医院,通过探索智慧医院的分级建设,进一步推进医院信息化建设标准化、规范化,落实国家和行业信息化标准。
2023年
国家卫健委办公厅印发了《国家三级公立医院绩效考核操作手册(2023版)》,进一步明确了要逐步降低万元收入能耗支出,推进节约型医院建设,实现节能减排的目标,合理降低医院运行成本,提升精细化管理水平。

(一)医院用能特点
医院的能耗主要分为能源能耗和能耗工质能耗。能耗工质能耗是指制备各类医疗气体 (能耗工质) 过程中产生的能耗。医院的能源类别主要包括电、水、天然气、燃油 (汽油、柴油) 等。
医院能耗一般具有以下的特点:
能源管理需求复杂
医院功能区包括门诊与急诊、护理部、关键科室、附属用房、医技部、综合办公室等区域,不同功能区要求源管理应具有情细化、个性化等特点。
能源种类多
医院用能主要包括电、天然气、水、蒸汽、可再生能源(太阳能、风能)等。
连续供应要求高
医院中除了门诊办公外,大部分空间均处于全天二十四小时、每周七天的使用状态,使医院对能源系统连续供应要求较高。除此之外,在过渡季节,并未达到开始供暖所要求的室外平均温度时,医院出于对医疗环境的舒适性考虑,不得不采用提前供暖、延期供暖和设置辅助热源的方式,以满足使用要求。
环境控制要求高
医院一般有两类室内环境控制,一是量大面广的科室和病房,有季节性舒适性要求,二是手术空、ICU等空间对无菌环境、温湿度要求较高。
用能负荷不均
医院业务科室和后勤办公部门的工作时间不一,常见部分负荷启动或局部能源供应的情况,因而“大马拉小车”现象普遍存在。部分医院的用能分布相对集中,约30%~70%的用能分布在门急诊部门,25%~40%左右的用能分布在病房住院部门。
不同医院之间能耗差异很大
受建筑基本情况、医院等级、医院类型、大型医疗设备数量等影响,不同医院之间能耗差异很大。一般来说,建筑面积大、就诊人次多、大型医疗设备多的医院综合能耗较高。

(二)小鳗管家医院能源管理解决方案
针对医院节能减排的发展需求,辰鳗科技推出小鳗管家医院能源管理解决方案。
利用移动互联网、云计算、物联网、大数据等现代信息技术,充分利用水、电、气、清洁能源等不同能源的互补性,提高能源利用效率,在医院安全、后勤、安保、保洁等方面的应用,从能耗管理、空调节能、用水节能、智慧照明、电力监测五大模块系统实现医院能源管理的智能化与动态化,助推医院向零碳医院转型升级。
通过调研发现,电能是医院的主要能源消耗,约占据医院总能耗的40% ~ 65%。大型医疗设备的用电能耗一般占总电能能耗的10%左右,随着医疗技术的不断进步,大型医疗设备越来越多应用在医院的常规检查和治疗环节,大型医疗设备电力能耗占比在将来将进一步增加。
医院中空调系统的电力能耗占总电能能耗的50%以上,不同的空调形式,电力能耗水平表现出一定的差异。
医院照明能耗约占总电能能耗的5% ~ 8%,随着医疗建筑中大量采用节能的 LED 光源、光导管照明技术,以及智能照明控制系统的采用,照明能耗还有一定的下降空间。
医院中自来水主要消耗在生活用水、消毒供应用水、纯水制备、建筑直饮水等方面,约占总能耗的1%左右。
医院天然气主要消耗在生活热水、建筑采暖、餐饮系统、燃气锅炉系统等方面,约占总能耗的25%~ 35%。各医院天然气能耗占比与是否采取集中供暖和建筑电气化水平有很大关系。

(三)医院能管解决方案节能技术路径
1、空调节能技术路径
存在问题
▪ 冷、热源(空调机组)方面存在的问题
1)冷水机组、锅炉选型偏大,既增加初投资又提高了运行成本。
2)冷水机组的冷冻水进出口温差小,一般在2~3℃左右。
3)冷水机组运行策略不合理:例如“大马拉小车”的运行方式降低了冷水机组的能效比(COP);冷水机组出口温度设定不合理。
4)污垢热阻导致冷水机组蒸发器和冷凝器传热系数下降,机组性能系数降低。
5)锅炉烟气余热、凝结水未回收利用。
▪ 冷冻泵、冷却塔、冷却塔方面存在的问题
1)冷冻、冷却、采暖水泵选型偏大,水泵处于大流量、小温差工作状态。
2)采暖空调水系统水力不平衡。
3)采暖空调水泵定流量运行,输送能效比高于标准规定。
4)集中空调采暖系统的分汽缸、分水器、管道、阀门和热水管道无保温或者保温层破裂现象严重。
▪ 空调末端存在的问题
1)存在盲目提高室内温度要求的现象。
2)新风系统基本不可调;部分新风系统存在新风口堵塞现象,不能满足新风要求。
3)风机盘管水系统未设置电动两通阀。
4)风机功耗过大,无变频措施。
解决路径
▪ 冷、热源(空调机组)
1)采用高效的锅炉、制冷设备。
2)完善冷、热源的自控措施,实现按实际冷、热需求控制。
3)充分合理利用可再生能源。
4)采用蓄能空调技术,可以起着“移峰填谷”的作用,转移电力高峰期的用电量(可达到50%~100%),平衡电网的峰谷差,提高发电机组效率,提高经济效益,与低温送风、大温差空调水系统技术结合,可减少空调系统能耗达到10%~30%。
5)应用余热回收技术,减少能源浪费。
▪ 冷冻泵、冷却塔、冷却塔、空调末端
1)采用平衡措施,解决水力平衡问题,可节气、节电15%左右。
2)采用变频控制技术,空调水系统节能率可达到10%~50%。
3)加强末端调控:对风机盘管系统,要做到“人走风机关”采取这项措施后,风机盘管的节能率均达到4%,检查组合式空气处理机组、风机盘管水系统的电动阀、电磁阀,确保它们还能起到作用。
4)在排风中设置全热交换器,可以减少55%的新风空调负荷。
2、配电、照明节能技术路径
存在问题
▪ 配电系统
1)变压器负荷率偏低,供电品质不高。
2)三相不平衡导致变压器运行效率较低。
▪ 照明系统
1)照明控制方式以现场分散手动控制。
2)部分区域未使用高效节能灯具。
解决路径
▪ 配电系统
1)根据负荷率,动态调整出线,并考虑设置季节性或者专用变压器。
2)低压侧安装节电器,以减少其运行铁损、铜损。
▪ 照明系统
1)不同区域挑选适合、节能的照明光源。例如病房采用LED面板灯;办公室照明采用格栅灯/平板灯;仪器室需选择低电磁干扰的灯具。
2)自动控制照明系统,优化照明时间。
3)实时监测每条公共区域照明回路开启/关闭状志,出现故障时可进行报警提示,物业人员进行及时维修。
4)结合医院内部照明配电结构,实现分组、分区域控制,光照度控制,红外感应控制等。
3、能源管理环节节能技术路径
存在问题
医院作为具有公共服务性质的医疗中心,用能系统和设备相对复杂,对于运行稳定性与安全性要求较高,同时医院作为半开放性的公共场所,其有人流密度高、流动性大、来往人员复杂等特点,安全管理尤为重要。
1)线上监测管理不够,能源数据多为人工方式采集,无法实现能耗分类分项计量,信息化覆盖度不够,精细度不足。
2)能耗考核机制缺乏,粗放式管理,缺乏完善的考核、评估机制。
3)设备设施管理不足,设备台账信息化程度低,设备运维不到位,缺少服务质量管控,设备运行存在安全隐患。
4)专业水平支撑不足,设备需要更新升级。
解决路径
1)健全能源计量系统,进行分项计量改造,为建筑的能源管理提供可靠、准确的能源计量数据,可以及时发现用能系统中存在的问题,避免能源的浪费,此项改造节能率为5%。
2)宜加大节能措施宣传力度,提高医务人员、病人及家属等的节能积极性,做好行为节能工作,一般节能率为10%。并且,在所有的改造项目中,仅行为节能是不需要投入额外成本或者投入相对较少的成本,就能带来较好的节能效益。
3)针对医院水、电、气等各类接入能源进行统计分析,按时间周期、同比分析、环比分分析、损耗分析等生成能源流向图,了解用能总量和能源流向。
4)构建符合医院节能监管内容及要求的数据库,能自动完成能耗数据的采集工作,自动生成各种形式的报表、图表以及系统性的能耗审计报告,能够监测能耗设备的运行状态,设置控制策略,达到节能目的。
3、用水节能技术路径
存在问题
医院用水环境复杂,存在药品排放、废弃物泄露等多种可能性,为避免水污染造成二次伤害,需要最大程度的保证医院用水安全,水管网监测。
解决路径
1)建立医院水管网监控系统,完善医院水管网一级总计、单栋建筑二级、科室三级分级计量体系。
2)对医院总进水、单栋建筑用水、科室用水等计量点配置远传智能水表,所有智能水表通过接入用水计量监测平台实观用水分户计量,监测对比各区用量。
3)通过云平台实现高效科学管理,水平衡分析、漏损分析、产销差分析、爆管预警、节水评估、用水定额评估等,完善运维服务系统。
(四)商业合作模式
EPC模式
工程总承包,辰鳗与业主签订总价合同,对工程建设项目的设计、采购、施工、试运行等实行全过程或若干阶段的承包。
EMC模式
合同能源管理模式,辰鳗与业主签订节能服务合同,为客户提供设计、融资、采购、施工等一整套的节能服务,运营后,辰鳗与业主根据合同共同分享节能收益。
BOT 模式
建设-经营-转让模式,承包商(辰鳗)在特许期内负责项目投资、建设和运营,并回收成本、取得盈利,属于重资产项目,特许期结束后将项目所有权移交政府或其授权机构,与EMC模式的区别主要在于在特许运营期内的收益一般由承包商(辰鳗)全部收取。
(五)案例收益分析
以200张床位的标准乙级医院能耗数据进行分析测算,该案例医院建筑面积20000㎡,单位面积能耗限值50kWh/㎡。

经过测算,改造后综合节能量11.25万度/年。
根据分项能耗改造,每个项目投资估算如下:

总投资20万元(不含能管系统费用,只计算硬件和人力成本投入)。
投资收益测算如下(不含人力释放成本):

(六)解决方案价值
随着我国医药卫生体制改革的深化和发展,医院面临的市场竞争压力日趋激烈。在国家降低能耗政策的引导和医院成本管理要求的双重压力下,实施全成本核算,逐步降低医院运行成本,已成为医院运行管理的重要内容。
通过小鳗管家医院能源管理解决方案满足医院能源管理需求,在能源数字化方面:全局掌控医院能源态势,打破各个子系统之间的信息孤岛,通过能耗管理可获知各区域、各部门的实时水、电、气、暖等各能耗数据以及各个时段的能耗统计数据,并能进行各种分析对比,按部门(管理单元)、建筑单元横向或纵向查询,进行能耗分析、对标、定额分配管理;在安全用能方面:专业的能耗诊断与电气安全预警,特别是对大型医疗设备的用电安全、用电质量进行监测,节能运行监测,提供真实可靠的数据支撑,保障用能安全;在经济成本方面:使用云端平台服务,客户无需购买服务器和系统软件,大大简化电气系统及测量仪表的数量,降低智能化系统的改造成本。同时加强医院能耗管理,降低医院运行成本,也是在医院管理层面上减轻患者负担,缓解群众看病难、看病贵的一项重要举措。
作为建筑能源数字化解决方案提供商,辰鳗科技以智慧能源与数据互联,构建可感可观、可测可控的低碳能源管理体系,为客户提供商业综合体解决方案、智慧园区解决方案、绿色校园解决方案、中央空调分户计费解决方案、地下停车场智慧照明解决方案,解决方案能提升能源综合利用效率、减少能源浪费及降低能源成本,达到能源高效利用和低碳发展目的,实现能源碳排全面信息化、精细化与智能化管控。