醫(yī)療建筑樓宇自控系統(tǒng)（BAS）的經(jīng)濟(jì)效益分析

雷水平

福建省兒童醫(yī)院

1 引言

隨著醫(yī)療行業(yè)的快速發(fā)展，醫(yī)療建筑規(guī)模不斷大型化、全面化，基于醫(yī)療建筑的公共性、復(fù)雜性、特殊性等特征，實(shí)現(xiàn)醫(yī)療建筑的高效、綠色、可持續(xù)發(fā)展成為必經(jīng)之路。樓宇自控系統(tǒng)作為建筑智能化最重要的系統(tǒng)之一，BAS實(shí)行節(jié)能管理而取得的經(jīng)濟(jì)效益是最為巨大的[1-3]。

BAS在國外已有四十多年的發(fā)展史，其經(jīng)歷了一個(gè)從專用到通用、從集中到分散、從專有到開放的發(fā)展過程，控制系統(tǒng)也由局域網(wǎng)向互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的過程。國內(nèi)現(xiàn)狀，存在兩大特點(diǎn)：起步晚和缺乏統(tǒng)一規(guī)范，各個(gè)子系統(tǒng)的廠商都使用各自的私有協(xié)議，增加系統(tǒng)集成難度和建設(shè)成本，與西方發(fā)達(dá)國家相比仍具有一定的差距[4-6]。

2 某三甲醫(yī)院的樓宇自控系統(tǒng)建設(shè)情況

2.1 工程項(xiàng)目造價(jià)

樓宇自控系統(tǒng)作為智能化工程其中的一個(gè)子項(xiàng)目，智能化工程造價(jià)1000余萬，其中BAS造價(jià)占比30%左右，而BAS占比同期建設(shè)的整棟醫(yī)療建筑的造價(jià)不足0.1%。由此可見，樓宇自控系統(tǒng)建設(shè)成本相比整個(gè)建筑造價(jià)而言占比極低，但在智能化建設(shè)工程中卻是重中之重。

2.2 系統(tǒng)監(jiān)控范圍

該醫(yī)院的樓宇自控系統(tǒng)包括冷水機(jī)組、空調(diào)機(jī)組、新風(fēng)機(jī)組以及通風(fēng)機(jī)組等進(jìn)行監(jiān)控管理的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，并預(yù)留智能照明、電梯監(jiān)控、鍋爐監(jiān)控、變配電監(jiān)控、發(fā)電機(jī)系統(tǒng)接口，具體監(jiān)控范圍見表1。此BAS屬于狹義的范疇[3]。

2.3 系統(tǒng)監(jiān)控原理

BA系統(tǒng)共有56個(gè)BA的現(xiàn)場控制柜DDC，輻射監(jiān)控點(diǎn)位389個(gè)，所控設(shè)備（空調(diào)、風(fēng)機(jī)、水泵、公共照明）控制箱數(shù)量146個(gè)。其中，中央工作站（一臺(tái)PC機(jī)）設(shè)置在一樓消控中心；現(xiàn)場控制器DDC和接線箱地下共24套，地上共32套。如圖1為BA系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)劃分，中央工作站（一臺(tái)PC機(jī)）設(shè)置在一樓消控中心；控制網(wǎng)采用自適應(yīng)接口與中央站交互數(shù)據(jù)，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)層采用6類UTP線纜；現(xiàn)場層包括現(xiàn)場控制器DDC及傳感器、執(zhí)行設(shè)備。現(xiàn)場控制柜實(shí)物見圖2。

圖2 現(xiàn)場控制柜

3 BAS經(jīng)濟(jì)效益分析

3.1 各子系統(tǒng)直接經(jīng)濟(jì)效益

通過BAS對(duì)各子系統(tǒng)的集中管理、分散控制，實(shí)現(xiàn)管理效率的提高、資源成本的節(jié)約、辦公就醫(yī)環(huán)境的改善等直接經(jīng)濟(jì)效益。

3.1.1 空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)

空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)對(duì)空調(diào)機(jī)組從新風(fēng)到送風(fēng)以及回風(fēng)可實(shí)施全過程的自動(dòng)控制。以空調(diào)系統(tǒng)為例繪制了其監(jiān)控原理圖，見圖3。

新風(fēng)入口設(shè)有新風(fēng)閥，可對(duì)閥門進(jìn)行自動(dòng)開關(guān)及調(diào)節(jié)，并對(duì)新風(fēng)溫濕度進(jìn)行監(jiān)測，并設(shè)有過濾器的阻塞報(bào)警。然后通過調(diào)節(jié)冷水閥的開度調(diào)節(jié)送風(fēng)溫濕度，并對(duì)回風(fēng)溫濕度進(jìn)行監(jiān)測，并根據(jù)回風(fēng)CO2的濃度，按比例調(diào)節(jié)新風(fēng)、回風(fēng)、送風(fēng)閥門的開度，保證室內(nèi)空氣品質(zhì)。并根據(jù)使用時(shí)段調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，從而達(dá)到節(jié)能的目的。

結(jié)合實(shí)際情況，空調(diào)由維保班組工人上下班時(shí)間提前開關(guān)，整棟樓空調(diào)設(shè)備控制箱40個(gè)，需要提前1個(gè)小時(shí)開始作業(yè)，耗費(fèi)人力較大；在排查的過程中，就發(fā)現(xiàn)很多科室內(nèi)部如手術(shù)室、影像科等平常無法自由出入，以及有些科室開關(guān)機(jī)時(shí)間特殊，如影像科、檢驗(yàn)科要求開到深夜，很大一部分空調(diào)就24小時(shí)常開，浪費(fèi)較大，而通過BA就可以解決這些問題，可以遠(yuǎn)程一鍵操作開關(guān)、定時(shí)開關(guān)、故障預(yù)警等，可節(jié)省人力、節(jié)約能源，減少巡檢工作量的同時(shí)更準(zhǔn)確及時(shí)地進(jìn)行設(shè)備維護(hù)。

3.1.2 送排風(fēng)系統(tǒng)

BA對(duì)送排風(fēng)機(jī)可實(shí)現(xiàn)以下功能：風(fēng)機(jī)啟停控制、運(yùn)行狀態(tài)顯示、故障報(bào)警、風(fēng)機(jī)和過濾網(wǎng)壓差、定時(shí)設(shè)置等。

地下室的很多風(fēng)機(jī)原先設(shè)計(jì)是平常和消防兩用的，在建設(shè)初期由不同的施工班組建立了各自的監(jiān)管系統(tǒng)，BAS和消防多聯(lián)機(jī)都可以對(duì)送排風(fēng)機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程自動(dòng)控制，但是這兩套系統(tǒng)又不可以同時(shí)作用。兩套系統(tǒng)無法很好地合作兼容，在存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)造成了建設(shè)成本的無效增加。因此，在合理設(shè)計(jì)的前提下，BAS還可以節(jié)省掉消防多聯(lián)機(jī)的建設(shè)成本。

3.1.3 公共照明系統(tǒng)

公共照明系統(tǒng)，僅涉及地下室停車場區(qū)域公共照明的監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)簡單功能：運(yùn)行狀態(tài)顯示、遠(yuǎn)程啟停控制，按需、分時(shí)段、分區(qū)域供亮，大大節(jié)約電力資源。智能照明系統(tǒng)有一條很重要經(jīng)驗(yàn)之談：照明系統(tǒng)必須在回路設(shè)計(jì)階段就開始執(zhí)行，否則后期增加就只能在燈具上做手腳，增加的成本極大。

3.1.4 冷熱源系統(tǒng)

冷熱源系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)運(yùn)行狀態(tài)顯示、故障報(bào)警、監(jiān)測供回水溫度、供回水壓力、供水量等。通過監(jiān)測數(shù)據(jù)，及時(shí)調(diào)整冷熱源供應(yīng)相關(guān)參數(shù)，可節(jié)約水電資源；同時(shí)通過故障監(jiān)測，及時(shí)進(jìn)行設(shè)備維護(hù)報(bào)修；通過遠(yuǎn)程監(jiān)控也可減少大量人力。

3.1.5 給排水系統(tǒng)

給排水系統(tǒng)包括：生活水系統(tǒng)和集水坑系統(tǒng)。生活水系統(tǒng)監(jiān)控功能：運(yùn)行狀態(tài)顯示、故障報(bào)警、水泵啟停控制、液位高低顯示。集水坑（污水泵）系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控功能：高低液位顯示及預(yù)警、污水泵運(yùn)行狀態(tài)顯示、故障預(yù)警。提示超高液位時(shí)，代表需要抽水了，可極大地減少液位超警戒線的情況發(fā)生。

3.1.6 CO濃度監(jiān)測及室內(nèi)溫濕度監(jiān)測

在地下室部分區(qū)域設(shè)有CO濃度檢測點(diǎn)，如車輛運(yùn)行較多/空間較封閉的區(qū)域，并根據(jù)平面距離、空間大小間隔設(shè)置。在每病房樓，每個(gè)病房設(shè)有1個(gè)溫濕度傳感器，以更好地掌握、監(jiān)測室內(nèi)溫濕度。

3.2 其他間接經(jīng)濟(jì)效益

（1）預(yù)防突發(fā)事故：BAS設(shè)有故障預(yù)警功能，一旦有設(shè)備發(fā)生故障，在集控中心可第一時(shí)間知道何處何設(shè)備發(fā)生故障，以便準(zhǔn)確通知相關(guān)維保部門及時(shí)響應(yīng)，大大減少排查時(shí)間，大幅提高事故處理效率。

（2）延長設(shè)備使用壽命：通過系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，設(shè)備故障發(fā)現(xiàn)更加及時(shí)、維修更加快捷，以此減少設(shè)備重大故障發(fā)生的概率；同時(shí)通過優(yōu)化設(shè)備使用，減少損耗，延長設(shè)備使用壽命。

（3）集成高效管理：通過集中管理，弱化各系統(tǒng)的分散性，增強(qiáng)各系統(tǒng)的協(xié)作性，實(shí)現(xiàn)大樓內(nèi)建筑設(shè)備的集成高效管理。

4 結(jié)論

隨著通信技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的日益成熟，智能建筑快速崛起，樓宇自控系統(tǒng)建設(shè)成本逐步降低的同時(shí)經(jīng)濟(jì)效益反向提升。

（1）醫(yī)療建筑智能化樓宇自控系統(tǒng)國內(nèi)發(fā)展仍然滯后，市場缺乏統(tǒng)一規(guī)范，增加集成難度與建設(shè)成本。

（2）樓宇自控系統(tǒng)工程造價(jià)占比逐步降低，帶來的經(jīng)濟(jì)效益卻越發(fā)可觀。

（3）空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)作為醫(yī)療建筑能耗最大的系統(tǒng)，其智能化樓宇自控系統(tǒng)產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)可觀，但系統(tǒng)需得到進(jìn)一步發(fā)展與完善。

（4）樓宇自控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)在建設(shè)初期考慮充分，方可實(shí)現(xiàn)最大限度地節(jié)約建設(shè)成本，提高系統(tǒng)使用效率。