高層醫療建筑的節能降耗管理措施

黃海斌(通信作者)，陳永秀，鄭建華

福建省腫瘤醫院 (福建福州 350014)

隨著醫療機構體制改革的不斷深化和社會健康水平的提高，對于優質病房的需求也在不斷增加，大中型醫療機構的門診量和住院人次持續提高，在有限的占地面積上高層醫療建筑逐步拔地而起，其整體能耗也呈上升趨勢。為了節能降耗，醫院后勤管理應充分了解高層醫療建筑的功能特點和用能情況，科學合理地統計和分析各能耗系統數據，并根據高層醫療建筑內的實際運行情況，有針對性的采取有效且經濟的節能管理措施。高層醫療建筑不僅是醫療機構的診療中心，而且是醫療機構優化節能管理的重要突破點。因此，將高層醫療建筑的節能列為大中型醫療機構節能的重點任務，并積極采用科學合理的節能管理方法不斷降低高層醫療建筑的整體能耗，是發展綠色節能型醫院的必由之路。

1 高層醫療建筑的用能概況

1.1 高層醫療建筑的特點

高層醫療建筑具有以下特點：樓層高體量大、功能布局復雜、用能人員復雜，醫療設備眾多、用能設備特殊、綜合管道長且復雜、單體能耗高、能耗主要涉及水、電、醫用氣體等。以我院外科樓為例，地上26層，地下3層，樓高99.9 m，建筑面積約7.8萬m2，占全院現有建筑面積的47.2%。其中7～26層為標準層，各層病房布局基本一致；6層以下功能布局較為復雜，主要包括手術室、ICU、供應室、中心藥房、病理科、輸血科、超聲科、消控中心、CT和MRI檢查室等。該單體建筑的能耗約占全院總能耗的50%左右。因此，該建筑成為我院節能工作的重點。

1.2 高層醫療建筑能耗的主要類型

高層醫療建筑的主要能耗類型是電能，其中空調系統、電梯系統、熱水系統、照明系統、大中型醫療設備、信息中心和監控安防系統等都是用電量較高的系統。因此，用能單位管理人員準確分析高層醫療建筑的用電情況是提高節能降耗成效的重要基礎。以我院外科樓為例，能耗第一的是空調系統，約占全樓能耗的45%左右。空調系統能耗受天氣因素的影響較大，每年7—10月是空調能耗高峰時段。能耗第二的是電梯系統，能耗第三的是大型醫療設備(包括CT、MRI和供應消毒清洗設備等)，然后是熱水系統和照明系統。熱水系統主要采用太陽能+空氣能熱泵的組合模式。在高層醫療建筑中，水也是重要能耗類型之一，如生活用水、公共衛生用水、中央空調冷卻水、供應中心清洗消毒用水等都會消耗大量的水資源。

1.3 高層醫療建筑高能耗的主要因素

1.3.1制度和管理因素

醫療機構雖有各種工作流程和管理制度，但在高層醫療建筑管理方面仍不完善，如缺乏針對高層醫療建筑的專項管理制度或節能措施，缺少針對高層醫療建筑的綜合管理系統或平臺。高層醫療建筑各用能系統的運行效率和管理水平偏低。經巡查發現，臨床或醫技等科室依然不夠重視節能工作，醫院也缺乏有效監督和管理手段，節能工作難以有效推進。

1.3.2人員和設備因素

由于高層醫療建筑的復雜性，其內部各能耗系統大都有別于低層建筑，所以其所對應的管理和維護人員的專業水平應與之相匹配。但臨床常發現醫療機構各能耗系統的管理或維護人員專業水平偏低，特種設備或專用設備維護和管理的相關知識儲備不足，用能設備未能在高效運行的情況。此外，高層醫療建筑內部用能人員復雜多樣，加上相關節能宣傳不到位，職工、患者及家屬未能積極參與節能相關活動。

1.3.3運行和使用因素

由于高層醫療建筑的能耗系統多樣且復雜，常會出現空調系統、電梯系統、熱水系統等使用不合理的現象，或未根據實際情況及時調整各個能耗系統的運行方式。除了空調系統本身的技術問題，使用者個人習慣有可能并不能使系統發揮很好的作用或者會對系統造成損害，降低系統的使用壽命[1]。

1.3.4維護和保養因素

高層醫療建筑的地下室、設備層和屋面等區域的主要設施和高功率動力設備維修保養不及時會造成用能設備低效運行。如空調機組中高揚程的冷凍水泵、循環水泵、加壓水泵等，時常發現這些高功率設備出現滴水不止或者“帶病”運行的情況。空調管道及其閥門等保溫層被損壞或缺失時，維護人員的視而不見或者未及時上報，導致維修保養不及時。

2 高層醫療建筑主要節能管理措施

2.1 降低高層醫療建筑空調系統能耗

2.1.1合理調節空調系統的運行模式

在高層醫療建筑的中央空調系統管理中，應加強對系統溫度的控制和管理。由于中央空調系統中水溫每發生1 ℃的變化就會對能耗產生3%左右的影響[2]，所以在空調運行過程中，可根據高層醫療建筑樓內環境溫度的變化來控制空調相關閥門的開啟度，采用溫度或流量等合理的調節方式來控制空調系統的運行，以減少能源的損耗。同時，運維人員應充分掌握高層醫療建筑在不同季節、不同天氣情況下的室內溫度變化情況，并準確對空調系統工況進行調節，特別是在季節交替的過渡階段，合理設置空調系統的出水溫度，在保證高層醫療建筑樓內舒適度的前提下，有效實現節能節電的目的。

2.1.2科學設置空調系統使用時間和溫度

醫院的管理和維護人員應充分了解高層醫療建筑樓內各科室各區域的空調使用時間段和溫度需求，對不同區域的空調系統，合理設置不同的空調溫度和開關機時間，通過不斷優化空調系統的使用時間和溫度來節約能耗，同時，積極建議各部門，在下班前30 min左右提前關閉空調，充分利用余溫來保持室內環境溫度，以有效減少能耗。另外，在春秋季和夜間，應根據室外環境溫度來合理控制空調的運行，在不影響舒適的情況下盡量減少對空調的使用。

2.1.3落實空調性能評估和維護保養工作

管理單位和運維單位應定期組織專業人員對中央空調性能進行評估，保障空調系統處在正常的工況范圍內。定期組織運維人員對空調系統進行全面的檢修維護，在不影響高層醫療建筑內部正常醫療工作的情況下，對高層醫療建筑內的空調主機、風機盤管、濾網、冷卻塔、過濾器、冷水管道、保溫層等進行維護保養，便于保證空調系統能夠在良好的工況下運行。這是實現節能降耗的重要方法。

2.2 合理控制高層醫療建筑的新風和排風系統

高層醫療建筑中的暖通方面管理人員在保持空調正常運行和高層建筑內部風平衡的基礎上，需積極采用智能化、信息化的控制系統，科學合理地控制新風機組和排風機的運行，同時，加強與臨床醫技科室的溝通交流防止各病區和科室的外窗開啟，以減少無組織新風，有利于減少房間內冷凝水的形成和降低空調通風系統的整體能耗。

2.3 降低高層醫療建筑電梯系統能耗

2.3.1優化電梯的運行方式

在高層醫療建筑的電梯管理中，由于電梯多樣且功能需求不同，主要采用分散+群控管理方式。醫院的電梯管理人員應根據高層建筑內電梯實際運行情況進行合理分析，并不斷優化運行參數，以達到節能降耗的目的。以我院外科樓的電梯系統為例，裙樓有4部電梯主要是采用分散管理方式，而主樓部分的12部高層電梯主要是采取群控管理。群控管理措施如下：(1)在電梯運行期間，保證至少有1部電梯做為手術專用梯，隨時待命；(2)上班高峰階段(7:00～8:30)，上行人流量大，采用上行優先模式來控制電梯運行，主要保障醫護人員或患者先上病區；(3)下班階段(17:00～18:30)，下行人流量大，則應將電梯系統控制模式轉為下行優先；(4)在電梯運行過程中，逐步優化設置電梯停靠樓層；(5)運行高峰期安排專門的電梯司機管理電梯開啟，盡量減少電梯啟停頻次，避免超載或空載，降低高層電梯的能耗；(6)此外，醫院的電梯維保人員通過不斷對電梯系統運行方式的優化控制在滿足醫護人員、患者及家屬使用需求的同時降低電梯能耗。

2.3.2合理改造電梯系統

在相同條件下，安裝節能反饋裝置的電梯可節能30%左右，老舊電梯能耗約為新電梯的2倍[3]。因此，在保障電梯安全性和政策允許的條件下，醫療機構可對高層醫療建筑內的電梯系統進行優化改造，如安裝節能反饋裝置，替代制動電阻運行，將原來消耗在制動電阻上的電能回饋到電網中使用，降低電梯能耗，對于高層建筑的電梯節能效果更加顯著。

2.3.3其他方法

加強院區內電梯節能宣傳，提倡短距離和低樓層不乘坐電梯，盡可能減少電梯的使用。周末或節假日等人流量少的時間段，電梯使用率明顯降低，高層醫療建筑的電梯管理人員應結合人流量變化情況，合理關閉部分電梯，以減少電梯能耗。

2.4 降低高層醫療建筑照明系統的電氣損耗

在高層醫療建筑中，選擇優質的節能燈具不僅節能效果顯著、使用壽命長，還可以提高使用安全系數。因此，為了使高層樓宇建筑的照明系統達到節能電氣的目的，相關管理人員必須利用科學知識選擇優質的照明燈具，保證照明燈具的使用壽命以及安全性能，降低高層樓宇建筑照明系統的電氣損耗，節約高層樓宇建筑的電氣損耗[4]。此外，在樓梯道應盡量采用人體感應或延遲感應開關等智能的照明控制裝置，以減少能源的浪費。以我院外科樓為例，樓內燈具均為LED燈，同時在樓內安裝BA控制系統，對公共區域的照明系統進行智能化控制，根據各科室的使用需求和天氣情況，優化照明系統的啟閉時間段，最大限度降低照明系統的用電能耗。

2.5 合理控制變壓器負載率，降低電能損耗

選擇變壓器應遵循低損耗、高功率的原則，即提高變壓器的運行效率，降低總能耗。據統計，每年因變壓器造成的電能損耗占所有電能損耗的50%左右，所以應該重視配電變壓器的運行工況。特別是高層醫療建筑內，變壓器數量多，總負荷大，應盡可能地避免大馬拉小車和小馬拉大車的情況，用電負荷大的設施設備等盡量靠近變壓器。同時，需根據高層醫療建筑各區域的運行情況和季節變化，通過合理節能設置，有效的控制各變壓器負載率，使其保持在高效區域運行(75%～85%的負載率)，有效降低運行中變壓器的電能損耗。

2.6 科學管水、用水，助力節能發展

高層醫療建筑由于樓層高，管道水壓力大，所以應特別注意各用水分區的水壓控制，杜絕超壓出水。醫院后勤管理人員應定期組織專業人員對各分區的冷熱水系統的干管和支管進行壓力測試，對于出現超壓的區域，積極采取支管減壓措施，或者在必要的部位上設置減壓裝置，因地制宜地采取調壓節流措施。這是一項特別有效的節水、節能措施。此外，應提高對雨水的回收利用，雨水經過沉淀和凈化處理成為中水后，可用于高層建筑周邊的綠化澆灌、馬路沖洗等，以減少水資源的浪費。

2.7 多方位落實節能宣傳，提升節能意識

從“節約每一度電，節約每一滴水，節約每一張紙”做起，讓節能意識深入醫院的每一個角落。特別是高層醫療建筑，來院就醫人員密集且復雜，醫療機構可以在就診人員首次就診時，結合醫院的相關就診流程、指南等以宣傳手冊或者短信推送的形式進行節能宣傳。同時，可通過宣傳屏、醫院官網平臺、手機APP平臺等進行節能知識的宣傳和培訓，還可定期開展綠色節能活動，不斷提高廣大職工和就醫者的節能意識，為醫院的節能降耗助力。

3 小結與展望

由于醫療機構的特殊性，高層醫療建筑的節能降耗既是重點方向，又是一項復雜且開展難度較大的工作。為了不影響醫療工作的正常運行，在高層醫療建筑內開展節能工作之前應根據各區域功能布局和用能情況，進行詳細的節能規劃和工作分解，進行可行性、安全性和經濟性分析，然后逐項分步實施高層醫療建筑整體的節能降耗工作。在高層醫療建筑的管理和運維過程中，應注重完善針對高層醫療建筑的管理制度，建立長效機制；持續開展各類型用能設施的用能監測和節能分析，不斷優化設備運行方式；科學合理地設置高層建筑能耗控制管理措施；積極探索和開展符合醫療機構自身需求的能源管理模式；通過智能化、精細化管理高層醫療建筑來實現節能降耗的目的，促進醫療機構向綠色低碳節能方向發展。