醫院建筑能源審計與節能分析

劉 東 李 超 任 悅

醫院建筑能源審計與節能分析

劉 東 李 超 任 悅

同濟大學機械與能源工程學院

本文在公共建筑能源審計工作方法的基礎上，結合醫院建筑的特殊性及筆者在醫院建筑能源審計項目實踐中的經驗，提出了醫院建筑能源審計工作方法的流程，并指出了該類能源審計工作中需要注意的關鍵問題；最后，根據能源審計結果提出了醫院建筑的節能重點。

能源審計醫院建筑工作方法節能措施

0 引言

隨著國民經濟持續快速發展，我國的衛生事業也得到了較大發展，與此同時醫院的能耗也大幅攀升，醫院建筑節能迫在眉睫，而建筑能源審計作為一種建筑節能的科學管理和服務的新方法，就成為醫院建筑節能監管體系建設中的重要一環[1]。但是我國的建筑能源審計仍處于發展階段，建筑能源審計體系還不夠完善[2]，針對醫院建筑的完整能源審計體系尤其欠缺，這不利于相關部門對醫療建筑的能源管理進行評價管理和有效監督。本文以筆者在醫院建筑能源審計工作中的經驗為基礎，系統地總結了醫院建筑能源審計的完整工作流程，并根據審計結果，提出了醫院建筑的節能重點。

1 醫院建筑能源審計方法

1.1 醫院建筑運行特點

大型綜合醫院的建筑運行有如下特點：

1）建筑結構復雜，一般包括門診、急診、病房、醫技部門（CT、X線等）、手術室、重癥監護室及后勤保障部門；

2）活動人員復雜，包括病人、醫護人員、后勤人員（保潔、護工等）、行政管理人員、陪同家屬等，對醫療、生活和工作環境要求差異大，且流動人員數量大，管理困難；

3）能源形式多樣，有冷、熱、電、水、汽、燃氣或燃油；

4）醫療設備運行時間特殊，有些需要24小時甚至365天不間斷運行，故對能源保障要求高。

以上原因導致了醫院建筑能源消耗巨大，是一般公共建筑的1.6～2.0倍[3]。鑒于醫院建筑的上述特點，醫院能源審計方法與一般公共建筑能源審計方法并不完全相同，需要考慮的問題更多，具體工作方法值得探索。

1.2 能源審計的依據及參考資料

醫院建筑能源審計的主要依據與公共建筑能源審計依據基本一致，主要包括《中華人民共和國審計法》、《中華人民共和國審計法實施條例》、《公共建筑節能設計標準》（GB50189-2005）、《室內空氣質量標準》（GB/T 18883-2002)、《公共建筑能源審計標準》（DG/TJ08-2114-2012）等[4]，在此基礎上，還增加了醫院用能的相關規范，如《市級醫療機構建筑合理用能指南》（DB31/T 553-2012）等。

1.3 醫院建筑能源審計的流程

對于醫院建筑能源審計，通過參考相關資料[5～7]，主要有六個步驟。

1.3.1 前期準備工作

項目的啟動即召開能源審計會議，須審計人員和醫院相關人員共同參與，會議主要目的是要確定審計的對象，落實審計的內容、日程、審計必要的工作條件與技術輔助條件，項目組成員的責任。在會議上向被審計單位發放建筑基本信息表（包括建筑概況、建筑能耗賬單、用能系統和用能設備情況等），審計工作開始前5個工作日內，被審計單位應將填寫完整的基本信息表格（書面版和電子版）送回審計機構，方便后續工作的按時進行。

1.3.2 醫院實地調查及測試

能源審計須對被審計建筑進行實地調查，了解建筑運營的具體情況，調查內容主要包括以下四方面：

1）對建筑的整體調查。結合建筑基本信息，確定建筑能耗和管理情況，如圍護結構是否按照節能標準設計、保溫層是否有破裂或脫落的現象、窗戶是否有遮陽措施、是否采用了節能燈具、是否有長明燈長流水現象、是否有過冷過熱的房間等。根據實際需要，還可以對建筑圍護結構進行保溫性能測試，主要是采用紅外熱成像法檢測圍護結構保溫缺陷、采用熱流計法檢測傳熱系數、采用壓差法檢測建筑物氣密性等，從而確定圍護結構保溫性能是否符合要求，是否需要進行節能改造。

2）設備機房的調查。主要對建筑內的制冷機房、鍋爐房等設備機房進行調查：對制冷機房、鍋爐房及設備間內的各種設備的運行情況、調節和控制方式等進行評價，以便確定各用能系統是否存在運行不當的問題，且要與醫院用能特點相結合，評價醫院各用能設備配置及運行是否合理。

3）不同用途房間的隨機抽檢。從醫院各類主要功能房間中分別抽取部分房間進行室內基本情況調查，對主要功能區域的環境參數（溫度、相對濕度、照度、二氧化碳濃度等）進行現場測試，以確定是否存在能源浪費現象。醫院建筑的功能用房主要分為急診、門診、住院、醫技、后勤保障、辦公生活六大類，每一類功能用房至少測試1個房間，其余公共區域如門診大廳、走廊、候診區等都要進行環境參數測試。

4）被審計建筑的文件審閱。需要審閱的文件主要包括建筑竣工圖紙、建筑運行和維護日志、能源管理文件以及前三年的能源賬單，能源分析需要對過去12～36個月的能源賬單做詳細審查，且必須包括全部外購的能源。

1.3.3 核實所收集資料的準確性

對被審計醫院提供的基本信息表格以及現場調查測試所得到的資料進行匯總整理，對存在疑問的數據及時聯系被審計醫院相關負責人進行核實確認。最后為了證實得到資料的準確性，審計人員要向被審計醫院相關人員匯報初步的檢查結果，確保得到的數據和資料的準確性，然后才能進行數據的處理分析。

1.3.4 處理分析能耗數據

1）能耗數據評判依據。建議采用每年每m2的能耗量和每年每床位的能耗量等指標來客觀評價能源利用效率[8]。

2）能耗數據計算與分析。對收集到的建筑能耗數據進行計算，得到各項能耗的總量指標，包括建筑能耗、常規能耗、特殊區域能耗、建筑水耗；拆分的各個用能系統能耗總量指標包括暖通空調系統、熱源系統、照明系統、醫療設備、辦公設備、綜合服務系統（可根據醫院具體情況進行相應的系統拆分）；對不同建筑的相同功能的指標進行橫向比較，以評價該建筑的用能水平。對每幢建筑拆分的各個用能系統的能耗指標進行縱向比較，找出耗能最大的系統，為挖掘建筑節能潛力做準備。

3）節能潛力分析。繪制主要用能系統的耗能曲線，分析判斷各用能系統能耗是否合理，結合其現行的節能管理體系、規章制度和節能技術改造等情況提出相應的節能建議及可行性分析。

1.3.5 評價醫院建筑整體用能

依據建筑能源審計的主要內容及依據，醫院建筑能源審計的評價主要包括能源管理、環境測試、現場巡查、用能分析四方面，這四方面涉及多方面的評價因素及具體指標，具體評價指標體系見表1。

表1 醫院建筑能源審計評價指標體系

在最終報告里，要根據醫院建筑能源審計評價指標體系中的各項指標對醫院整體建筑進行詳細的評價，要提供能源審計的結果和節能改造建議，對審計建筑的設備及運行情況的描述、所有能耗系統的能耗分析以及對能源改造方案可行性的分析等。另外，還應有審計單位在整個項目中所涉及的工作內容。

1.3.6 提交審計成果

需要將最終審計報告交到被審計醫院相關人員手上，以便使他們了解被審計建筑所存在的問題、節能改造方案的效益和成本，從而做出相應的決策。

2 醫院能源審計過程中需要注意的問題

2.1 現場考察的重要性

由于醫療業務為醫院的核心業務，醫院普遍存在重醫療管理而輕視后勤輔助部門管理的問題，在節能方面缺少相應的組織管理部門。因此在與醫院工作人員進行對接的時候可能會遇到溝通困難的問題，很多能源消耗及設備運行方面的基本情況部分醫院相關人員并不清楚，甚至會出現混淆某些用能系統的設備的狀況，因此除了與醫院人員進行溝通，從其提供的信息中篩選出正確信息，還需要花費更多的時間進行現場考察，記錄相關信息，保證收集資料的準確性。

2.2 基礎資料的填寫進度控制

能源審計項目確定后要及早向業主提出所需的基本資料清單，并向業主詳細闡述每種資料包括的內容，給其充分的時間進行準備、整理。由于大部分醫院都沒有專門的能源管理部門，且相對輕視后勤保障部門，人員投入不夠，造成醫院后勤部身兼數職，比較忙碌，在完成資料填寫上有所拖延，所以審計人員應該及時監督醫院基本資料的填寫工作，保證審計工作的順利進行。

2.3 能源審計現場測試注意事項

及時與醫院溝通，在其配合下，確定測試位置、合適的檢測日期及需要的檢測設備。一般情況下，醫院的現場測試需要醫院工作人員的陪同，因為醫院部分科室無醫院相關人員陪同不準進入，如醫技部門及手術室等。另外，由于醫院環境特殊，在進行測試的時候務必遵循醫院相關規定，不要影響到病人治療與休養。

2.4 加強政府職能部門的介入

應及時與醫院工作人員溝通、協調、解決出現各種困難和問題。若遇到確實不易解決困難，如果是政府采購項目(能源審計)，審計機構需要及時向政府相關的管理部門反饋，加強政府相關職能部門的介入，在其幫助下確保能源審計工作能夠更加順利、高效地完成。

3 醫院建筑能耗特點及節能建議

3.1 醫院建筑能耗特點

醫院能源消耗的高低直接影響醫院的運行成本及經濟效益。筆者對上海4家綜合醫院進行能源審計，經過與醫院工作人員的溝通，將醫院用能系統劃分為空調通風系統、熱源系統、照明系統、辦公設備系統、醫用設備系統和綜合服務系統五項，通過對被審計醫院的平均能耗數據進行拆分，得到醫院建筑耗能分項比例如圖1所示。

圖1 醫院建筑耗能分項比例圖

從圖1中可以看出醫院年能耗中，空調通風系統和熱源系統（主要是鍋爐)是主要耗能系統，二者總能耗超過了醫院總能耗的一半，可見醫院冷熱源系統耗能非常嚴重，應將冷熱源系統作為主要節能對象。

通過審計過程中的現場巡查、得到的設備清單以及與醫療人員的溝通，發現出現這種耗能現狀的原因主要有以下幾點：

1）醫用設備數量大。醫院與普通公共建筑相比本來就多出大批的醫用診療設備，隨著近年來辦公自動化和更多先進診療設備的購入，各科室的設備散熱量大幅提高，使得空調的冷負荷本身就很大。這是由醫院的建筑性質所決定的，為了節能而降低醫療設備的使用頻率是不現實的。

2）各個科室的使用時間、空調負荷特性和控制參數不盡相同。醫院有兩類差異較大的室內環境控制：一類是普通科室如普通病房、診室，只需季節性舒適空調；另一類是溫濕度控制要求較高的如手術室、重癥監護病房等特殊區域，需要全年空調。經過調查發現大型綜合醫院常采用傳統的冷熱源設備配置，大多為冷水機組與鍋爐（多為蒸汽）組合，并由冷熱源集中供給各功能科室所需的冷媒與熱媒。這種集中式冷熱源供給系統的媒介（冷凍水、熱水、蒸汽等）溫度是由控制參數要求最高的功能區域決定的，如冷凍水溫度7℃是考慮濕度控制設定的，蒸汽溫度是由滅菌設備的性能決定的。如果過渡季節只為特殊科室開啟整體冷熱源系統，或者高參數要求區域與普通參數要求區域采用同一套冷熱源系統，能耗自然相當大，這種傳統的冷熱源配置其實是來源于大型公共建筑，顯然對醫院建筑并不適用，反而成為醫院節能的癥結。

3）新風負荷大。為了保證各科室內的空氣品質，維持合理的壓差、空氣流向，防止通過空氣交叉感染，就需要加大新風量，這樣的結果是新風負荷很大，運行能耗高，這也是由醫院建筑的性質所決定的。潔凈手術室就是典型的例子，為了保證氣流方向、壓力梯度、潔凈度，空調系統需要較大新風量，并維持相應的換氣次數，所以新風負荷及運行能耗都非常高。

3.2 醫院暖通空調節能建議

針對醫院建筑冷熱源巨額能耗的特點及原因，提出以下建議：

1）合理劃分供冷系統。為便于醫院普通科室與特殊科室的環境控制，提高能源利用效率，建議分兩個冷源系統分別進行供冷，因此推薦在新建醫院設計時就做好系統分區，首先將特殊科室與普通科室冷源系統分離，其次再根據室內環境控制參數，如溫濕度控制要求，潔凈度級別等，以及運行時間將系統合理分區，或為特殊科室配置獨立小型空調冷熱源。但是對于既有醫院建筑，采用這樣的技術來改造供冷系統花費的財力，物力，人力太大。為了使既有醫院特殊科室原有空調機組能采用水溫較高的供冷系統，又要保證其醫療環境控制，可推薦采用濕度優先處理的概念[9]，即利用新風預處理機組將特殊科室的新風預處理到更低的露點，消除新風濕負荷，甚至承擔室內濕負荷，如手術部經常采用的新風集中處理[10]，濕度優先處理的技術有安裝新風預處理機組和雙冷源新風機組[11]，醫院可根據自己的具體情況進行選擇。

2）供熱系統分散化、小型化。根據醫院特點應改變傳統的設計觀念，推薦用分散式熱水系統，用局部供熱替代蒸汽鍋爐和集中供汽。在醫院應大力推廣分散式熱水鍋爐，特別是燃氣熱水鍋爐，燃氣能靠自身壓力輸送到任何醫院任何科室，可節省水泵的輸送能耗。只要在熱水用戶側(如門急診大樓、住院病房，食堂等)，甚至考慮以樓層為單位，設置小型燃氣熱水鍋爐，僅在真正需要蒸汽的科室(如消毒室、制劑室等)才設置小型蒸汽鍋爐。這種分散式供熱系統可根據不同科室對供熱的不同要求進行靈活設置，各系統相互獨立，啟停及調節便利。在審計過程中發現部分小型醫院及衛生服務中心采取了分散式供熱系統，建議大型綜合醫院也引進此項節能措施。

3）合理的新風量調節。新風的攝入是要達到調節室內空氣質量，維持房間正壓，防止交叉感染等目的。在滿足室內衛生要求的前提下，在非工作日或患者較少時，對于環境參數要求不是非常高的普通科室，可適當減小新風量，對于降低能耗，是有顯著效果的。另外，新風系統上的過濾凈化裝置應該定期清洗更換，保持清潔，以維持其正常的工作效率。

4 結語

1）醫院建筑能源審計工作是一項系統工程，總體由基礎數據收集、現場考察實測、數據處理和最終評價四部分組成，需要統一協調安排。合理的能源審計工作流程可以確保醫院建筑能源審計工作高效、順利地進行，因此需要重視工作流程的完整性和有效性。

2）能源審計機構要清楚政府相應節能主管部門和業主之間的關系，遇到問題及時溝通，尋找合適的解決途徑。

3）醫院是用能量較大的建筑，用能特點由其自身的特殊性質所決定。而醫院暖通空調及熱源系統能耗約占整個醫院總能耗的一半以上，節能潛力很大。建議醫院采取相應的節能措施和技術，能夠達到良好的節能效果。

4）建議醫院重視節能管理，成立節能管理組織，設定節能工作計劃和目標，將節能考核列入醫院獎懲條例督促并開展節能工作；另一方面作好節能宣傳，普及節能知識，培養和提高醫院病人及工作人員的節能意識，實現人人參與行為節能。

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The Study of Ene rgy Audit Applic a tion in Hos pita l Buildings

LIU Dong,LI Chao,REN Yue
College of Mechanical Engineering,Tongji University

In this paper,based on the general energy audit method in public buildings and combined with the particularity of hospital buildings and the experience gained from the energy audit of hospital building projects,the energy audit method in hospital buildings is presented and the key problems that should be aware of during the working process are pointed out.Finally,according to the results of energy audit,the keys of energy saving in hospital buildings are put forward.

energy audit,hospital buildings,work method,energy saving methods

1003-0344（2014）04-070-5

2013-7-16

劉東（1970～），男，博士，副教授；上海市楊浦區四平路1239號同濟大學機械與能源工程學院（200092）；E-mail:lichao19890916@126.com