既有醫院主要用能系統節能改造措施應用效果探析

夏 嬋

（上海市建筑科學研究院有限公司，上海 201108）

隨著我國醫療事業的逐步發展，患者及醫護人員對就醫環境的要求日漸增長，醫院規模日趨擴大，主要用能設備及大型醫療設備的不斷更新、增加，導致醫院能耗也將持續上漲。相關調研表明，近年來醫院建設的總投資超過了過去50a 醫院建設的全部投入[1]。對比國外而言，我國醫院建筑年耗電量是歐洲、日本等發達國家同類建筑的 1.5～2 倍[2]；對比國內其他建筑類型，醫院建筑能耗是一般公共建筑能耗的 2～3 倍，某些醫院的能源費用年支出高達千萬元以上，醫院建筑節能研究迫在眉睫。“十二五”期間上海市市級醫院以有效節約能源、提高能源利用效率及合理控制醫院運行成本為目標，以實施節能改造為抓手，積極落實節能措施，強化節能意識，有力推進了市級醫院節能減排工作。本文以上海市8家醫院節能改造項目為基礎，對改造項目的實際節能效果進行對比分析，進而提出不同系統適宜的節能改造措施，可為后續醫院建筑節能改造措施選用提供一定參考。

1 項目基本信息

本次分析的8個醫院節能改造項目的基本情況如表1所示。由表1可知，改造項目建筑年代基本在2005年之前，改造面積范圍囊括（1.54～7.74）萬 m2不等，涉及改造的主要用能系統包括空調系統、熱水系統、照明系統等。

經統計分析，此8個改造項目涉及的節能改造措施數量共有40項，其中空調系統改造措施數量21項，比例最大為 52.5%。其次，熱水系統改造措施數量10項，占比為 25.0%，照明系統改造措施數量5項，占比為 12.5%。具體如圖1所示。

表1 節能改造項目基本信息表

圖1 主要用能系統節能措施應用情況

2 主要用能系統節能措施應用效果

針對各醫院節能措施應用的實際效果，從整體和分項兩個方面進行了較詳細分析，以期可為后續醫院建筑節能改造措施選用提供一定參考。

2.1 整體節能效果

8個醫院中，各醫院整體的實際改造效果如圖2所示。由圖2可知，整體綜合節能率最小為 15.2%，最大可達 38.6%。結合表1中各醫院基本信息，可知改造建筑面積越小、建筑年代越久遠，則改造效果相對更明顯。這主要因為改造建筑面積小，外界影響因素干擾少；而建筑年代久遠，則用能設備老舊、效率下降可能更嚴重。

圖2 改造項目整體節能效果

2.2 空調冷熱源

8個醫院中，冷熱源系統節能改造包括空調冷源改造、空調熱源改造及冷熱源控制等，本次主要分析了空調冷源和熱源節能改造措施。冷熱源節能改造措施有9項，其中，冷源改造措施5項，熱源改造措施4項，每種措施占比如圖3所示。由圖3可知，冷源節能改造中，采用的節能措施主要是更換溴化鋰機組為電制冷機組及熱泵機組等；而熱源節能改造中，主要為更換溴化鋰機組為熱水鍋爐等。

圖3 空調冷源、熱源系統節能措施實施數量占比

冷源系統中各節能措施的實際節能效果如圖4所示。由圖4可知，冷源系統主要節能措施應用中，采用最多的是“更換溴化鋰機組為電制冷機組”，該措施實施后，可實現 70% 的單項節能率，節能效果顯著。“更換電制冷機組（活塞機）為熱泵機組”“更換溴化鋰機組為熱泵機組”等節能措施實施后，也可分別有 57% 和 41% 的單項節能效果。

圖4 冷源系統主要節能措施應用實際效果圖

熱源系統中各節能措施的實際節能效果如圖5所示。由圖5可知，熱源系統主要節能措施應用中，采用“更換燃氣鍋爐為熱泵機組”和“更換燃油鍋爐為熱泵機組”均可有 60% 的單項節能率，節能效果明顯。此外，采用“更換溴化鋰機組為熱泵機組”和“更換溴化鋰機組為熱水鍋爐”則分別有 37% 和 27% 的單項節能效果。

圖5 熱源系統主要節能措施應用實際效果圖

基于已實施節能改造的醫院建筑采用的冷熱源節能措施種類及措施應用后實際節能效果，可獲得冷熱源系統適宜的節能措施，如表2所示。

表2 醫院建筑冷熱源適宜節能措施

2.3 空調輸配

8個醫院中，涉及供冷供熱輸配系統節能改造措施共3項。其中，主要節能措施為更換水泵，占比 57%；其次為水泵變頻，占比 29%；更換冷卻塔節能措施占比 14%。

基于實際改造項目情況，空調輸配中采用“更換水泵 + 水泵變頻+更換冷卻塔”等綜合節能改造措施后，可實現單項節能率 40%以上。由此可知，對于水泵“采用更換水泵或變頻”措施，效果均佳，適宜推廣。

2.4 照明系統

此8個醫院中，涉及照明系統節能改造措施1項，即采用“LED 光源替代傳統光源”。采用“LED 光源替代傳統光源”后，可實現單項節能率達 46%～70%，且單項節能率主要集中在63%～70% 之間，具體如圖6所示。由此可知，對于照明系統而言，將“傳統光源更換為 LED 光源”措施效果明顯，適宜推廣。

圖6 照明主要節能措施應用實際效果圖

2.5 生活熱水系統

8個醫院中，涉及生活熱水系統節能改造措施共4項。其中，次數最多的為“更換燃氣鍋爐為熱泵熱水器”，占比為 40%；其次則為“更換燃油鍋爐為燃氣鍋爐”“更換燃油鍋爐為熱泵熱水器”及“更換燃氣蒸汽鍋爐為真空熱水鍋爐”，3 種改造措施采用次數占比均為20%。

生活熱水系統中各節能措施的實際節能效果如圖7所示。由圖7可知，采用比例最高的“更換燃氣鍋爐為熱泵熱水器”節能措施并實施后，可實現 58% 的單項節能率，節能效果顯著。此外，“更換燃油鍋爐為熱泵熱水器”也可實現 58% 的節能效果；“更換燃油鍋爐為燃氣鍋爐”及“更換燃氣蒸汽鍋爐為真空熱水鍋爐”則均有 28% 左右的節能效果。

圖7 生活熱水系統主要節能措施應用實際效果圖

由此可知，對于生活熱水系統，將“燃氣、燃油鍋爐更換熱泵熱水器”措施效果明顯，適宜推廣。

2.6 蒸汽系統

8個醫院中，蒸汽系統采用的節能措施種類為2項，共計采用改造措施的次數為4次。其中，燃氣蒸汽發生器替代燃油鍋爐占比 75%，燃氣蒸汽發生器替代燃氣鍋爐占比 25%。基于實際改造項目情況，蒸汽系統中采用“燃氣蒸汽發生器替代燃油鍋爐”節能措施實施后，可實現 16% 的單項節能率。采用“燃氣蒸汽發生器替代燃氣鍋爐”節能措施后可實現 29% 的單項節能效果。

3 結語

上海醫院建筑能耗隨著生活水平的提高而不斷增長，節能迫在眉睫。本文以8個醫院實際改造效果為例，從建筑整體節能效果及各主要用能系統（包括空調系統、照明系統、生活熱水系統及蒸汽系統）分項節能效果進行了對比分析，得出了主要用能系統的適宜性節能措施。以期可為后續同類建筑同類系統節能改造提供一定參考。