医院能耗监管系统设计和实施思考

刘晓雷

（中国中元国际工程有限公司，北京100089）

0 引言

为全面推进节约型医院建设工作，2014年国家卫生和计划生育委员会（卫计委）、住房和城乡建设部与财政部共同启动了医院建筑能耗监管系统试点建设工作，中央财政补助专项资金用于卫计委44家医院能耗监管系统的搭建和能源管理工作。为规范和指导委所属医院建筑能耗监管系统的建设，受国家卫计委委托，由中国中元国际工程有限公司主编完成《医院建筑能耗监管系统建设技术导则》。

医院建筑用能与普通公共建筑相比，具有整体能耗高、24h持续能耗、用能设备复杂的特点，特别是人群对就医环境和空气品质的要求较高，使得医院能耗（特别是空调能耗）随之偏高。由于医院功能的特殊性、医院设备和医疗环境的安全性及医院的条件限制性使得在推进和实施既有医院能耗监管系统时存在较大难度。

医院能耗监管系统通过对医院建筑安装分类和分项能耗计量装置，采用远程传输等手段实时采集能耗数据，实现医院能耗在线监测和动态分析功能。既能提升医院自身能源管理水平，又能将有关数据上传主管部门。

其中，分类能耗是根据医院建筑消耗的主要能源种类划分的能耗，包括电、水、燃料（固、液和气体）、集中供热、集中供冷和可再生能源等。分项能耗是根据医院建筑中各项按用途划分的用电能耗，包括照明插座用电、采暖空调用电、动力用电和特殊用电。

1 《医院建筑能耗监管系统建设技术导则》关键点

（1）实时采集、全面统计和分析医院建筑的分类和分项能耗。

（2）充分考虑既有医院和新建医院的差异及既有医院条件限制和实施安全，制定针对改造和新建医院的不同标准，提出必分项和选分项采集要求。

（3）能耗数据编码引入与卫计委医疗卫生机构编码一致的医院代码，便于主管部门根据医院类别进行能耗统计、分析和考核。

（4）提出医院核算单元计量，便于医院内部考核，提升能源管理力度，也对医院科室布局和机电系统设计提出新理念。

（5）对大型医用设备等重点设备用能监测，掌握医院重点用能设备的能耗规律，便于以后节能诊断和设备能效评估。

（6）提出医院应重视空气品质监测，特别是对人员密集场所，如门急诊大厅、候诊区、输液区等场所的CO2、温／湿度和PM2.5等应进行采集监测，将关注医院环境品质和安全提到日程，希望引起院方高度重视。

2 国家行业标准规范要求

（1）按照GB 50314-2015《智能建筑设计标准》要求，三级医院应配置建筑设备监控系统和建筑能效监管系统，二级医院宜配置建筑能效监管系统。

4.5.4 建筑能效监管系统应符合下列规定：1能耗监测的范围宜包括冷热源、供暖通风和空气调节、给水排水、供配电、照明、电梯等建筑设备…2能耗计量的分项及类别宜包括电量、水量、燃气量、集中供热耗热量、集中供冷耗冷量等使用状态信息。

（2）JGJ／T 285-2014《公共建筑能耗远程监测系统技术规程》有如下规定。

2.0.3 分类能耗：所有能源种类。

2.0.4 分项能耗：照明插座、采暖空调、动力和特殊用电。

3.0.3 公共建筑能耗远程监测内容应包括分类能耗和分项能耗。

3.0.4 建筑中的电、水、燃气、集中供热（冷）及建筑直接使用的可再生能源等能耗应采用自动实时采集方式。

4.1.3 能耗计量装置的性能应符合下列规定：（1）应具有RS-485标准串行通信接口，并能实现数据远传功能，（2）电能表精度等级不应低于1级。

3 既有医院和新建医院能耗监测设计策略

（1）既有医院的设计策略是安全性和可行性1）应实现表1中必分项，即照明插座、空调、动力和特殊区域用电四个用电分项计量。

2）应实现重点耗能设备（二级子项）：冷冻泵、冷却泵、冷冻机组、冷却塔、热水循环泵、电锅炉、大型医疗设备、其他设备的计量。

3）应根据医院管理，实现医院核算单元计量。

4）与已有电力监控系统和建筑设备监控系统的接口和数据共享。

5）实施时应有安全预案保障。

（2）新建医院的设计策略是规划性和全面性

表1 用电分项 能耗

作为医院智能化大平台的子系统，医院和设计院应相互密切配合，做好医院智能化规划和后勤管理系统需求。医院应明确能耗核算单元划分和考核原则，以便设计按需求合理细化智能化系统、配电系统和计量方式。

1）应实现表1中必分项，即照明插座、空调、动力和特殊区域用电四个分项计量。

2）宜实现附表1选分项计量，可细化分析和对比分项。

3）应实现重点耗能设备计量。

4）应根据医院管理，实现医院核算单元计量。

4 用电分项计量关键点

4.1 照明插座用电

应特别关注既有医院采集难度，其改造要本着安全性和可行性原则，根据已有配电系统条件，首先完成照明插座用电必分项采集，有条件地实现一级子项（选分项）。

不同于普通民用建筑，医院的医疗场所的插座用电原则上属于医疗动力范畴，因此照明和插座宜分开计量，将插座归类动力（医疗动力）分项。

公共区域照明用电，指医院门急诊大厅、住院大厅、医疗主街和公共走廊等区域的照明；室外照明是指医院外部装饰、庭院和道路的照明。

既有和新建医院都应特别注意自动恢复供电时间t≤0.5s的1、2类医疗场所，如手术室、急诊抢救室、重症监护等场所的照明计量。如图1，可以看出ICU照明和动力是在同一配电箱，因此需要在配电箱APEICU的“ICU辅助区域照明”出线回路处和配电箱APEICU的“ICU内照明的出线”主开关处安装智能电表，才能准确实现照明的计量。

图1 重症监护室的配电箱系统图

4.2 空调用电

医院的空调用电包括冷热站（冷热源系统）、空调末端、净化系统和大型独立空调四个分项。

冷热站用电设备主要指冷水机组、冷冻泵、冷却泵、冷却塔和采暖循环泵等。要特别注意冷热站、冷热源系统的附属泵类应归类到空调用电分项。

空调末端指全空气机组、新风机组、空调区域排风机、风机盘管和分体空调等。若空调系统末端用电（如风机盘管）不能单独计量时，也可归类在照明和插座子项中。

净化系统指净化空调机组、净化新风机组和净化排风机组等。

大型独立空调指多联分体式空调和机房恒温、恒湿空调。

4.3 动力用电

医院的动力用电包含医疗动力、电梯、水泵和风机用电四个分项。

医疗动力是指诊断、治疗和辅助类医疗设备，包括X射线诊断、超声诊断设备、功能检查、检验设备、核医学设备、放射治疗设备、透析治疗设备、急救设备、高压氧舱、消毒灭菌设备、中心吸引及供氧系统等设备。医疗场所的插座用电和大型医疗设备用电计量应计入在医疗动力。

水泵是指除空调采暖系统和消防系统以外的所有水泵，包括加压泵、生活热水泵、排污泵和中水泵等；通风机是指除空调采暖系统和消防系统以外的所有风机，如车库通风机和厕所排风机等。

4.4 特殊区域用电

医院的特殊区域指信息（数据）中心、洗衣房、厨房和污水处理站。

基于上述四个用电分项的准确采集，以便医院后勤管理者通过能耗监管系统对医院用电各分项所占比例进行统计、核算和分析，总结医院用电特点和规律，研究和挖掘耗电原因和节能潜力。

对于采集数据应认真进行复核，特别要避免重复统计特殊区域用电与照明插座用电、空调用电、动力用电三项数据，确保医院总用电能耗和四项分项各占比重的准确度。

表2 医院能耗监管系统软件 功能

5 大型医疗设备系统化节能思考

大型医疗设备是指国家卫计委规定的甲类和乙类大型用电设备。对于大型医疗设备用电，大家往往只考虑到设备本身用电量，但要确保设备正常工作，环境空调至关重要。因此笔者认为，应从大型医疗设备系统化用电角度，全面分析其用电特征。

大型医疗设备系统化用电应该是设备本身用电和其环境空调用电之和。

对北京等3个城市的医院大型医疗设备进行调研后，发现其使用效率较高，其中配置率较高的为医用核磁共振成像设备MRI、306道脑磁图以及X线电子计算机断层扫描装置（CT）、800mA以上数字减影血管造影X线机（DSA）这三类大型医疗设备，但其计量欠缺，基本无专项计量。通过对少数医院大型设备的专项计量分析，设备本身用电量不到总用电量的5%。

调研结果还显示，大部分医院大型医疗设备经常满负荷运转，环境空调24h开启，完全靠人工控制空调。因此大型医疗设备节能的关键是系统化节能意识，应该让设备和环境空调之间形成温湿度的耦合、智能联动关系，形成同步运行，全面挖掘和提升空调节能潜力。

对于大型医疗设备应系统化计量，即分别对设备本身和其环境空调进行计量，以便灵活分析设备自身用电和系统化用电的各自耗能特点。

6 能耗数据梳理和核算

医院能耗监管系统（软件功能参见表2）要想真正发挥能源监管的作用，确保能耗数据的准确性是关键，在各分类分项能耗完成采集后，一定要进行数据采集完整性和准确性的核验。

（1）核对各分项归类是否正确（如冷却泵、冷冻泵应为空调用电，非动力用电），防止漏项、重项和错项问题出现。

（2）核算医院总能耗，即各分类能耗之和，应注意数据采集时容易缺失的汽油、柴油等燃料及容易缺失可再生能源；应注意集中供热量和集中供冷量是指外部区域供冷和供热，而医院内部冷热站的能耗已折算到用电能耗中。

（3）核算四个用电分项能耗数据之和与变配电所计量表数值的匹配度。照明插座、空调用电、动力用电和特殊区域用电之和为医院用电总能耗，其采集的总能耗数值应与变配电计量表（供电局收费）进行对比，并保持基本一致。

（4）单纯消防用电能耗不必计量。

7 结束语

如今，计量的作用在延伸，应用在扩展。以往说到计量基本是指供电局收费依据，而现在的计量已被赋予新的功能，计量是节能的基础，是提升管理的必备条件。2016年国家印发了《“健康中国2030”规划纲要》，在建设健康信息化服务体系中，提到“加强健康医疗大数据应用体系建设，推进基于区域人口健康信息平台的医疗健康大数据开放共享、深度挖掘和广泛应用”，对推进健康医疗大数据应用提出明确要求。而保障医院正常运行的医院运营管理大数据和医疗临床大数据一样至关重要。医院能耗监管系统是提升能源管理的平台，更是能耗大数据收集和整理分析的必备手段，因此我们要努力实现能耗监管系统设计完成好、数据采集好、系统搭建好、医院应用好的目标！