南翔医院绿色化节能改造实践

柴维汉 周葛翔

嘉定区南翔医院

0 工作背景

大型综合医院是各种建筑类型的综合体。医院的能耗是一般公共建筑的1．6～2倍[1]，与普通公共建筑系统相比，医院建筑能源种类繁多、医疗设备多、设备运行要求高、使用规律多样、运行时间长、控制灵活，要求各种能源不能间断[2]。目前，多数大型综合医院采取粗放式的设备管理方法和低层次的技术手段，没有系统性后勤管理的理论指导，造成能耗管理成本过高、能耗评估机制缺乏、节能方案实施不力等诸多问题，使医院后勤管理工作难度加大，效率低[3]。

医院后勤管理的传统节能改造存在一些问题，各系统改造时各自为战，系统之间缺少关联，缺少全面系统科学的综合节能改造，以至后续运行缺少改造效果评价机制，影响实际节能效果。

中医学以阴阳五行作为理论基础，将人体看成是气、形、神的统一体，通过“望闻问切”四诊合参的方法，探求病因、病性、病位、分析病机，制定“汗、吐、下、和、温、清、补、消”等治疗方法，使用中药、针灸、推拿、拔罐、气功、食疗等多种治疗手段综合运用，配合长效调养，使人体达到阴阳调和康复，寿命延长[4]。

中医的整体观与医院后勤管理思路一致，比如，我们整个能源系统就是一个整体。我们的燃气管道、水泵、空调风管、水管等可以看作是中医的经络。手脚冰凉是因为四肢距离心脏最远，末梢血液循环不良。空调管路过长也会导致水力循环不好，冷热分布不均。

我们通过对医院整体的能源系统进行诊断、改造来降低能耗，就如同比我们的能耗系统生病了，经过望闻问切诊断疾病，疏通经络治疗降低能耗。

南翔医院结合中医理论对后勤管理绿色化节能改造进行了一些探索和尝试。我们从分析医院整体用能情况出发，系统性寻求节能改造解决方案，采用合同能源管理模式实施综合改造，取得了一些效果，节能运行有了保障。

1 案例现状分析

上海市嘉定区南翔医院是一所公立二级综合性医院，1948年建院，2011年9月整体迁院。医院现有职工600余人，年门急诊量近70万人次，建筑总面积近32000平方米。医院拥有儿科、皮肤科、骨科、心内科、急诊科等多个重点学科，先后获得上海市文明单位、上海市卫生系统文明单位、“十一五”期间嘉定区卫生科技工作先进集体等荣誉称号。

本文通过中医理论中的“望闻问切”四诊合参的方法探求能耗问题病因、分析病机。

望诊，我们从医院外观和局部的结构初步判断整体建筑类型、设备类型等，相当于中医望诊查看人体的外观、气色、形体。

闻诊，中医是通过听患者的说话声、咳嗽的声音、呼吸的急促，嗅人体的气味等，相当于我们通过对能源管道、水泵的声音、有否泄漏等诊断能源设备使用情况。

问，就是中医十问，问发热、睡眠、胃纳、二便等，相当于我们发调查问卷、现场走访等。

切诊，就是中医通过把脉、触摸皮肤及人体相关部位来诊断疾病，相当于我们用仪器设备或用手等来诊断能源使用的问题。

1.1 建筑能耗分析

南翔医院能源类型为电力、天然气。2016年，医院的耗电量、天然气耗量及标煤折算结果见表1。

表1 2016年医院总体能耗情况

医院能耗数据显示，空调系统电耗占比最大，其次是照明系统（见图1）。在燃气耗量拆分中，空调也占比最大（见图2）。医院后勤管理可重点关注空调系统。

图1 电耗拆分

图2 燃气拆分

1.2 用能系统现状分析

1.2.1 空调系统

医院冷源设备配置：3台螺杆冷水机，制冷量1 304kW；2台燃气热水锅炉，制热量2 100kW；4台冷冻水泵、4台冷却水泵均采用工频方式运行。空调系统运行采用人工操作运行，效率较低。

1.2.2 生活热水系统

医院生活热水采用医院燃气热水锅炉+容积式换热器供应，制热效率较低。生活热水定时供应，手动开启和关闭。

1.2.3 照明系统

医院原有主要灯具类型为格栅荧光灯和嵌入式节能筒灯，以及部分荧光灯带、白炽灯。消防走道采用吸顶灯，控制方式为人工手动控制。

1.2.4 能耗监测系统

医院冷源部分虽安装了简单的群控设备，但处于故障状态。管理人员不能及时了解冷热源系统的设备运行状态，也不能便捷地对设备运行做出调整。此外，设备故障不能被运行人员及时发现，设备的安全运行和末端舒适度得不到保障。

2 用能系统改造方案

通过分析“病因”，我们制定“绿色化节能改造”治疗方法，实施多种节能技术和节能手段。

2.1 空调采暖系统改造技术

高效风冷热泵系统替换锅炉采暖，可极大提高系统运行效率，实现节能、环保运行。本项目新增15台132kW/台额定制热量的风冷热泵机组承担采暖季节空调采暖，原先的锅炉系统作为极端天气备用，两个系统互相备用，保证医院采暖的安全。新增热泵放置在门诊楼的屋顶（见图3）。

图3 空调采暖系统改造效果

2.2 空气源热泵生活热水系统改造技术

新增3台额定制热量65kW的单循环热水热泵和50t生活热水水箱，原先的锅炉生活热水系统作为备用，以满足极端天气情况下的医院用水安全。新增1组变频恒压泵和2台热水循环泵（见图4）。

图4 热泵热水系统改造效果

2.3 LED照明系统改造技术

本项目将医院共计5000余套照明灯具改为高效节能LED灯具（见图5）。

图5 改造后的照明系统

2.4 智慧化后勤管理系统

为了达到更好的“治疗”效果，实现智慧化后勤管理，本次改造还采用了机房群控技术、BIM技术、能耗监测系统以及节能展示系统。

2.4.1 机房群控+全变频系统

后勤管理控制方面，采用了机房群控+全变频系统：冷热源群控，实现冷热负荷自动调整；输配系统全变频控制，实现冷热量按需供给；生活热水系统谷电蓄热，实现节能运行控制（见图6）。

图6 群控系统软件架构图

2.4.2 BIM技术应用

医院在节能改造过程中，结合自身特点，应用BIM技术，建立BIM分析模型，形成BIM三维可视化施工方案，并充分利用BIM进行运维管理（见图7）。

图7 BIM技术应用

2.4.3 能耗监测系统

本次改造对变压器设计安装了电子式多功能电能表。除2条变压器进线，选用安装普通三相远传电能表，对78个普通支路进行计量。同时，从智慧化、精细化的后勤管理考虑，新增安装了风冷热泵、水泵等主要耗能设备的电力计量（见图8）。

图8 大型公共建筑能耗监测系统界面

2.4.4 节能展示系统

为充分展示本次节能改造项目的成果，医院增设了节能改造互动展示平台。LCD显示屏安装在医院人流量较大的区域，动态展示节能改造全过程、节能改造亮点及应用的建筑节能技术，以发挥节能宣传的作用（见图9）。

图9 节能展示系统界面

3 后期节能运行保障

应用多种“治疗手段”即节能技术，配合“长效调养”即智慧化科学合理的运维，提升后勤管理工作质量。

3.1 节能运管工作思路

维保计划日常巡检：保证设施功能性；采集监控运行数据。

用能习惯调研分析：关注医院用能人员舒适度；优化固化节能运行管理手册。

策略优化节能推进：综合运行参数优化节能运行策略；不断调试持续推进节能运行策略。

3.2 节能运行重点

3.2.1 生活热水系统

生活热水系统：分时、分段热水供应；季节性水温设定调整；分段水温控制、补水控制；优先利用白天制热循环、提高机组制热效率节能运行能耗。

3.2.2 采暖系统

采暖系统：按需进行采暖时间表设置；季节性水温设定调整；适时调整主机、水泵搭配关系节省设备运行数量；兼顾室内末端温度范围，适当调整冬季室内设定温度。

3.2.3 照明系统

照明系统：巡查照明使用规律；制定不同区域照明使用时间表；根据各区域照度需求调整灯具开启数量。

3.2.4 群控系统

群控系统：优化控制逻辑，实现冷源系统、采暖系统、热水系统高效控制；调整供水温度、变频温差控制、室内温度控制等参数设定。

4 结语

南翔医院实施绿色化节能改造后，年节省费用108．93万元，年节能率22．09%，成功创建上海市节约型公共机构示范单位，并入围第三批国家级节约型公共机构示范单位。

本文通过传统中医理论为医院系统性地开展智慧化后勤管理工作提供思路，并在长期的运维实践中逐步实现医院的智慧化后勤管理，为其它医院的后勤管理提供参考。