医院建筑节能改造评估分析

邱 磊 李海军 施羊林 杨智良

(安徽农业大学工学院 安徽合肥 230036)

医院建筑节能改造评估分析

邱 磊 李海军 施羊林 杨智良

(安徽农业大学工学院 安徽合肥 230036)

目前，建筑行业在国内发展迅速，建筑节能已成为节约能源的一种有效方式。医院作为大型公共建筑的一种，其建设发展迅猛，医院的医疗成本不断提高，运行的能耗也日趋增加，因此，降低医院的能耗已成为一种有效的节能措施。现以某综合医院为研究对象，分析了医院建筑能耗情况及在用能方面存在的问题，并从建筑的照明系统、用电系统、采暖系统等方面进行节能改造，提出改造措施，计算出单位建筑面积能耗减少量，和相当减少CO2排放量，达到建筑节能的效果。

建筑节能；节能评估；能源消耗

引言

随着人民生活水平的不断提高，对环境的舒适度要求也日益重视，能源消费急剧上升，供需矛盾日益突出，能源已成为中国经济持续发展的最大制约因素，中国政府已将“资源节约”列入新时期的基本国策。由于我国建筑业快速发展，建筑用能的数量持续增长，根据相关研究，建筑能源消耗量已达全国能源总消耗量的27.5%，其中，大型公共建筑的耗电量已达到居民住宅区的总耗电量。而医院建筑又是各类建筑物中使用功能最复杂的，一般包括门急诊、各检查和治疗科室、重症监护室(ICU、CC等)、手术室、药库、中心供应、病房(普通病房、无菌病房)及后勤保障等部门，据报道，建筑总能耗量达到一般公共建筑的1.6—2倍。因此，提高医院的建筑能效，建设低能耗的绿色医院是现代可持续发展的必然要求。

一、医院建筑及热工信息

某医院地处合肥市高新区，为新建三甲综合医院，其地上建筑包括：一栋24层科教综合楼51895.26平方米，一栋12层全科医生培训基地22713.6平方米，一栋12层行政办公楼18083.52平方米，一栋2层会议中心2410.8平方米，配套动力服务中心1200平方米，建筑连廊1505平方米。地下建筑分两层，地下总面积为58191.08平方米，总建筑面积约为155999.3平方米。医院建成后床位总数达到2000张，年门诊量150万人次，年提供住院服务6万人次，年手术量2万台次。该医院主要设置业务用房为科教综合楼、全科医生培训基地、行政办公大楼、会议中心、动力服务中心、连廊等相关配套辅助用房。

医院投入使用后主要供、用能系统包括：给排水系统、电气系统、暖通空调系统等，消耗的主要能源和资源种类包括电力、天然气、水、热力。医院年用电量约为：1812.96万千瓦时，天然气：52.34万立方米，自来水：2.06万立方米，热能：40434.56百万千焦，根据《综合能耗计算通则》(GBT 2589—2008)计算其当量值如图1所示，年综合能量消费总量约为4228.10tce(当量值)，单位建筑面积能耗为27.10kgce。

二、用能存在的问题及节能改造

1.存在的问题

(1)电气及照明系统。由图1可知，电力消耗在该医院建筑中占的比重最大，分析建筑用电系统，建筑楼层中的照明灯具未采用新型的高效节能灯具，且电梯均未采用新型的节能装置，造成电力浪费。对空调的废热未建立回收装置，造成热源浪费。

(2)用水系统。医院所在城市年均降雨量较为丰富，且建筑面积较大，但未建立雨水回收系统，造成水源浪费。

(3)医院未提出具体使用可再生能源的措施。

2.节能改造措施及效用分析

(1)照明系统改造及效用分析

目前医院各建筑楼层采用的主要是发光效率较低的T8荧光灯作为照明光源，节能改造采用电子镇流器和高效的节能灯具如T5荧光灯代替T8荧光灯，寿命比T8荧光灯高一倍。节电效率高，照度也提高15%以上。在照明系统未改造前，各建筑年照明耗电量为645.19万千瓦时，改造后，年照明耗电量节省：645.19×25%=161.30万千瓦时，折标煤198.24tce。

(2)电梯系统改造及效用分析

医院各建筑竖梯均改为采用(IPC-PF系列)电能回馈器将制动电能再生利用，该系统可以有效地将机械位能所产生的电能利用有源能量回馈器回送给交流电网供周边其他用电设备使用，可实现节电30%—40%[4]。IPC-PF系列电梯的回馈制动单元使用DSP中央处理器，精度高，速率高，稳定性好，抗干扰性能强；它采用自诊断技术，确保输出电压准确，防止电流回送，保证变频器不收任何影响。经计算，医院竖梯改造后年耗电量为：22.44×60%=13.46万kWh，比目前减少8.97万kWh，折标煤11.02tce。

(3)空调系统改造及效益分析

热回收系统是将建筑物内外的余热(冷)或废热(冷)回收，然后将这些回收的热(冷)量作为供热(冷)或其他加热设备的热源从而加以利用的系统。

在空调系统中设置热回收装置，使得新风与排风进行热(冷)量交换，从而排风所带的热(冷)量就传递给新风，减少了新风的加热量或供冷量。在开空调的季节，它可以制备50—60摄氏度的热水，满足房间洗浴，厨房洗涤及工艺用热水等，能减少天然气的使用量。

(4)雨水回收系统及效益分析

雨水回收利用系统就是将从自然或人工集雨面流出的雨水进行分流收集、储存和利用，是一种从水文循环中获取水为人类所用的方法。医院若采用雨水回收系统，回收雨水经处理后用于绿化浇灌、道路冲洗等。其建议方案如图2所示。

医院所在地年均降雨量约为1000mm，屋面径流系数可取0.95，初期雨水弃流系数取0.85，季节折减系数取0.85，则医院改造使用采用雨水回用系统后年可利用雨水量为：1.0×2000×0.95×0.85× 0.85/10000=0.14万m3/年，折标煤约0.12tce/a。改造后年用水量为：2.06-0.14=1.92万m3/年。

(5)可再生能源的利用及效益分析

医院所在地年日照时数大约在2000小时左右，太阳能较为丰富。根据医院建筑的用能情况，拟采用真空热水锅炉与太阳能集热装置相互补充的模式，即在屋顶安装太阳能真空管进行太阳能集热，太阳能热水作为冷水预热热源，太阳能热水系统所产生的热水通过锅炉二次加热后为医院提供恒温不间断的生活热水。

通过采用“燃气锅炉+太阳能辅助集中供热系统”，估算时取合肥地区1+太阳能真空集热管一天产生60℃的热水120L、产生热水有效天数200天，则可节约天然气总量约为5.32万立方米，折标煤约64.58tce。改造后年耗天然气量为47.02万立方米，折算标煤约570.83tce。

3.总体效益分析

根据上述分析，在采用一系列节能措施以后，医院建筑年用电量减少209.26tce，年用水量减少0.12tce，年热量减少64.58tce，其前后对比如图3所示。

三、结论

通过对该医院建筑能源的改造分析，该建筑项目电力总耗量为1803.21万kWh/a，天然气总耗量为52.34万m3/a，自来水总耗量为2.06万m3/a，医院总综合耗能量折标准煤当量值为3906.39tce/a；年单位面积综合能耗为27.10kgce，单位面积电耗为115.59kWh，单位面积水耗为0.13m3，单位面积气耗为3.36m3。通过分析该医院建筑耗能情况，给出了采用节能型照明系统、电梯系统，增设雨水回收装置以及太阳能的利用等改造措施，使得年综合能耗减少了273.96tce，节能率达到7%以上，相当于每年减少了682.98tCO2的排放。其效益具体如下：

1.采用电子镇流器和高效的节能灯具如T5荧光灯代替T8荧光灯，年照明耗电量节省161.30万千瓦时，折标煤198.24tce/a，减少CO2排放量494.21t/a。

2.竖梯采用(IPC-PF系列)电能回馈器将制动电能再生利用，可实现节电30%—40%，年耗电量减少8.97万kWh，折标煤11.02tce，减少CO2量27.47t/a。

以上两项改造措施可使节电率达到9.39%，收到很好的改造效益。

3.空调系统中设置热回收装置，在开空调的季节，可以制备50—60摄氏度的热水，满足医院一些生活用水。

4.采用雨水回收系统后，年可利用雨水量为0.14万m3/年，折标煤约为0.12tce/a，减少CO2量0.30t/a。

5.采用“燃气锅炉+太阳能辅助集中供热系统”，可节约天然气年总量约为5.32万立方米，节能率达10.16%，折标煤约64.58tce，减少CO2量161.00t/a。

图1 医院各能耗消费量

图2 雨水回收流程图

图3 能评前后能源使用量

[1]刘慧敏.医院建筑节能设计探讨[C].中国医院协会.2006北京医院建筑设计及装备国际研讨会论文集,2006(7).

[2]姜海勇,陈宇,胡昌俊.医院节能技术的案例分析[C].数字社区&智能家居,2008.

[3]苏绍辉.能量回馈节能技术在电梯节能中的应用[C].企业导报,2011.

Hospital building energy efficiency assessment analysis

Qiu Lei, Li Hai-jun, Shi Yang-lin, Yang Zhi-liang
(Anhui Agricultural University Institute of Technology, Hefei Anhui, 230036, China)

At present, construction industry has developed rapidly in China, building energy conservation has become an effective way of managing sources of energy. As a kind of large public buildings, the hospital construction is developing rapidly, the medical costs is raising, and the energy consumption is increasing, therefore, reducing the energy consumption of hospital is becoming an effective measure of saving energy. Now, regarding a hospital project as the research object, we count the use of energy, and get the building energy consumption; And we also evaluate the use of energy about the building from the building’s lighting system, power system, heating system and so on, then we analyse the problems of using energy, put some improvement measures, and make the energy consumption of unit building area, which is equal to reduse CO2 , so as to achieve the modern building energy efficiency standards.

building energy efficiency; energy saving assessment; energy consumption

TU832.1+ 3

A

1000-9795（2014）010-000197-02

［责任编辑： 鲍 雨］

邱 磊(1976-)，男，安徽太和人，讲师，硕士，研究方向：土木工程、农业工程。

安徽省高校优秀青年人才基金项目(2011SQRL055)；安徽省高校科研项目(KJ2011Z126)。