基于分散式布局医院的能源管控方法探索与实践

0 引言

随着生活水平的提高，人们对医疗服务、医院环境等方面也提出了更高的要求。由于场地限制，大型城区医院往往在原有院区基础上进行见缝插针式改扩建，以满足社会日益增长的医疗需求。而医院能源系统并没有同步进行规划调整，导致原有的用能体系和方式与不断更新的医院布局之间产生不匹配。

基于整体与局部，近期与远期之间的能源平衡与协调工作，是目前医院后勤管理的一个重点和难点。基于此背景，本文对分散式布局医院能源管理的问题、思路及解决方案进行了研究和探讨。

她越走越近。但却让我感觉更加缥缈，宛如这空虚凄迷的夜色一般，又好像整个夜晚的情绪都凝聚在她身上。我不由微侧过肩膀，想把头转向一边。她的出现无疑加剧了我今夜所有的情绪：伤感、凄凉、潇洒、孤单。

1 分散式医院能源管理现状与挑战

1.1 燃气使用

2017年，全院天然气用量为305.2万m

，占全院总能耗的22.3%。除食堂外，天然气主要应用于锅炉。医院锅炉房配有3台额定蒸汽量均为10 t/h的燃气锅炉，产生的蒸汽用于供应整个院区的中央空调供暖、生活热水及蒸汽消毒。能源利用及运行管理方面存在以下问题：

1)锅炉系统的蒸汽管道长约1 300 m,管网复杂、用能分布区域广、输送距离远、用能时间不一，各蒸汽支路缺少控制手段，导致各支路即使无使用需求，蒸汽仍然输送到末端，且蒸汽管路、减压阀、炉门、液位管、压力管等管路无保温措施，存在散热，管道输送热损失约20%～30%。

2)医院供暖和生活热水热源均为蒸汽经过容积式换热器，存在管道输送、汽-水换热、冷凝水全排等各环节热损。

3)蒸汽换热后的约70℃的冷凝水储存在冷凝水箱中，基本不回收热量，排放在机房中，浪费严重。

4)供暖季运行2台锅炉，系统平均负载率约为33%；非供暖季仅运行1台锅炉，锅炉平均负载率为19%，全年负载率较低，单台锅炉本体年平均运行效率约为80%。

(1)管理理念的差异.由于不同国家的社会文化不同，受到的地域文化影响不同，各国企业的管理理念有很大差异.如中西方企业在管理中的差异，使企业在推行企业文化、制定企业战略过程中形成较大的文化冲突.

以医院功能代表性建筑2号楼急诊楼为例，该楼建筑面积约26 000 m

，根据用能监测系统数据，年总用电量约为570万kWh，中央空调的用电量约占楼宇总用电量的46%，照明约占26%，手术室约占19%，地下室排风约占3%。各类设备用电占比见图1。医院的照明、空调、排风机等是节电重点。

1.2 电能使用

5)系统形式不合理。蒸汽的用能成本远高于热水使用成本；在低能位能源使用场合采用高能位能源的做法大幅增加了燃气的消耗。

教师在练习题设计时要注重实践性。教师应将知识与实际生活联系在一起，增加学生的学习欲望，提高实践能力。教师在设计练习题的过程中应选择生活中常见的素材进行设计，让学生产生共鸣。并且教师在设计练习题时，应对题目内容进行更改，拓展题目内容，让学生的思维能力得到拓展，增强学生的数学思维能力以及逻辑能力。教师对题目进行创新的过程，也是增强学生创新能力的过程。教师在设计练习题时可以将问题的侧重点进行改变，让学生获得不同的思维方向，对一道题目进行多方向的延伸，帮助学生巩固数学知识，加深对学习内容的理解与升华。

1.公职律师与政府律师。政府律师指依法取得律师执业证书，供职并专门服务于政府及政府部门为其提供法律咨询、办理法律事务的国家公务员。政府律师服务的范围为政府机关及其部门，而公职律师的服务范围不仅限于政府机关及其部门。《新法律学词典》中“公职被界定为具有公的性质的职务总称”。因此，“公职”的概念所覆盖的范围并不仅仅局限于政府机关内部的职位。根据我国的国家性质以及实践中的做法，公职不仅包括“执行公共权力的职位”，还包括“党政机关、各人民团体和各企事业单位中具有公共管理性质的职位”。可见，公职律师所涉及的范围更为广泛。

精准完备的能源计量体系是强有力的管理手段之一，能够对能源数据进行有效采集管理，在医院运行的成本核算、能源管理方面发挥重要作用。

2)系统管道腐蚀严重，可能是由于未按照要求及时清洗水质所致。

以健康医疗、观光旅游、文化科教、现代产业相结合，以国际化经营、科技化运作为支撑，坚持科教示范、低耗产业、旅游观光、健康医疗和生活宜居协调发展，深入贯彻落实“传承友谊，深化合作，共同发展”的指导思想，坚持生态环保标准，遵循“自然创造、文化创意、科技创新”的理念，结合“四成一体”的主题，进行系统的景城区道路整体提升改造。

3)风冷热泵机组蒸发器表面出现结霜现象，增加导热热阻，降低传热效果，进而降低了热泵机组及系统的制热效果，部分机组冷凝盘积水，降低了换热效果，使交换器基座腐锈导致出现安全问题。

不知为什么，杜思雨的头上冒出了一层冷汗。此时他才真正觉得酒醒了，浑身有了些轻松。思雨关好房门，躺在床上，用拳一下下捶着额头。他酒醒了，可他的头有些痛。他在心里一遍遍责备自己。自己这究竟是怎么了？自己怎么会变成这个样子？

4)部分冷机运行策略不合理，冷冻水进出口温差小，很多项目实际仅在2～3 K，“大马拉小车”的运行方式降低了冷水机组能效比COP，增加了水泵能耗。

5)污垢热阻导致冷水机组蒸发器和冷凝器传热系数下降，机组性能降低。

6)全院冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔全年均有运行，且均为工频运行，在非高峰供冷季时能耗浪费较大

。

7)部分新风机阀门锈蚀，新风量无法调节，影响了室内环境品质。

燃料在锅炉内燃烧产生的烟气中常伴有NOX、SOX等酸性气体和CO2等温室气体，若直接排放至大气中会造成环境污染，而在冷凝式锅炉中，由于会产生冷凝水，酸性气体和温室气体会溶于水中，从而降低了负面气体的直接排放，减弱对环境的污染。

结合各栋建筑的不同功能特性，新华医院的空调系统分为三种形式：螺杆式冷水机组+冷却塔、风冷热泵系统、分体式空调或多联机。能源利用及运营管理方面存在问题如下：

2017年底，医院陆续将院内19栋楼照明系统的T5直管荧光灯、T8直管荧光灯、卤素灯、白炽灯等总计54 560支/套传统灯具光源（含镇流器）替换为35 327支/套各式LED灯具（含驱动器），综合节能率约8.9%。但能源审计中发现灯具改造后，部分室内区域照度偏高，未能根据自然光照度或区域照度区别进行调节，仍存在一定的节能空间。部分大楼楼顶、地下室等区域安装有排风机，主要用于室内通风换气。部分安装有定时器，每天开启时间为7:00-18:00，但部分风机处于常开状态，开启后，能耗浪费比较大。

上海交通大学医学院附属新华医院创建于1958年，历经60余年发展，从1万多m

的院区面积，发展到如今近20万m

的建筑规模。尤其近十年来，医院通过“就地重建或改建”方式，院区规模迅速扩大，医疗功能不断增加。院区建筑新老并存、功能交错，对能源系统的统一管理、高效节能提出了更高的要求。基于目前的建设现状，新华医院结合实际，因地制宜，长短结合，科学合理地进行了一系列的能源管控实践，并制定了能源管理的未来发展规划，新华医院“十三五”院区规划图见图3。

尹爱群是提前结束在桂林的考察回来的，市里面开始搞“群众路线教育”了，这是中央自上而下的一场政治活动，是要“动真格的”一次干部队伍的整顿。省委派出了一支工作组明察暗访，据说已经瞄准了个别领导，纪委马上就要采取措施了。

25号楼科教大楼生活热水由“太阳能热水系统+辅助电加热热水器”共同提供，使用年限已近10年，存在漏水问题，效率衰减严重。同时电辅热采用3台30 kW电加热器，效率较低。此外，在住院区域、门诊区域及办公区域分布了126台电加热饮水机，其中有些饮水机已使用10年以上，近90%的设备在8年以上，使用时间短的也使用了5年左右；内部污垢堆积，导热慢，加热效率降低；且多数为自来水直接加热，未作净化处理。

2013年5月10日中午时段，东营天气晴朗，无云，气温32℃，使用数字万用表的电流量程测量太阳能电池组对电动车蓄电池组的充电电流，测试数据见表2。

1.3 市政用水

新华医院现有四路市政管道总进水，随着院区的不断扩建，室外地下给排水管线也随之不断增改，其中控江路进水贯穿院区南北向，为院区供水主干网，其余三路进水之间排布复杂，管线交叉给水较多。因连接工艺、地基沉降等原因，易造成水管网接头处、法兰连接处等开裂、破裂，医院曾发生过管网漏损事件。虽委托专业公司进行管网探测，但只能探测明漏，暗漏无法知晓。

2 基于分散式布局医院能源管理思路

2.1 长远规划、分步实施

大型城市中心区域综合性医院在面临患者激增、服务规模扩大的情况下，往往采用在原址基础上见缝插针，进行新建、改扩建，以满足不断扩张的医疗需求。

在新建、改扩建过程中，医院后勤部门需要对建筑设计、建设、运维的全生命周期进行长远规划和分阶段任务制定，使能源产生、传输、使用、评估全过程统筹协调，从而满足能源的安全性、合理性、低碳性的要求。

分散式布局医院往往新老建筑交杂，老旧建筑由于建造年代久远，基础资料不全或与实际不符，因此规划的第一步还需要对原有院区的能源设施、能源流向、管线布局进行摸排，搞清楚能源的家底，为医院能源规划打好基础。新华医院地下管线三维模型见图2。

2.2 精准计量与精细管理

1)部分螺杆式冷水机组使用年限较长，冷机实测效率仅为3.4%，衰减30%，冷冻泵、冷却泵、冷却塔效率也过低，冷冻水泵和冷却水泵的实际运行效率分别为63.2%和76.0%，冷却塔的实际运行效率为30.5%。

分散式布局医院建筑规模大、单体建筑数量多、用能范围广，日常管理难度高。如果没有精准完备的计量体系，无法清晰了解能源消耗趋势，区分耗能大户，分析查找能源浪费点。同时分散式布局医院局部改造频繁，也需要通过能源计量→能耗分析→节能措施→量化评估，明确工程实施前后能耗下降情况，对预期目标达标进行判断。

精细化管理是一种管理理念和管理技术，基于能源计量大数据，运用程序化、标准化、数据化和信息化手段，以用能模式合理化、用能作业标准化、节能行为细节化、用能计量准确化、用能审计全面化为原则，指导、管理、考核管理各用能单元，实现能源产生、使用环节的绿色、高效、安全、稳定运行

。

(5)因为SOCl2与足量NaOH溶液反应有Na2SO3生成,所以要先除去SO2-3。检验溶液中存在Cl-的操作方法是取少量溶液于试管中,加入过量Ba(NO3)2溶液,静置,取上层清液,滴加稀硝酸酸化,再加入AgNO3溶液,若产生白色沉淀,则说明溶液中有Cl-。

植物内生菌用于果蔬采后病害防治时，需要注意很多问题。由于植物内生菌本身也是微生物，是否对果蔬采后生理造成一定影响，是应用过程中需要考虑的因素；利用菌体防效的内生菌菌体易受外界环境影响，导致防效不稳定；大多内生菌是利用抗菌活性成分防治病菌的，由于发酵周期长与活性成分少，提取纯化技术不成熟等因素，使植物内生物菌生物保鲜剂多处于分离筛选和鉴定阶段，防效实验只局限在实验室，成果转化和应用率低。

2.3 数字转型、智慧升级

随着物联网、BIM、大数据等新一代信息技术不断发展，数字化能源体系管理对医院后勤管理的作用与价值也在实践案例中得到有效证明。分散式布局医院由于建筑和设备设施的复杂性、多样性及分散性，更需要对整体能源系统的安全运行、用能平衡、末端设备及室内环境进行全方位、多维度、深层次管控。

构建数字化能源管理体系，是基于医院安全、绿色、高效、稳定的用能与设备管理需求，采集不同分类分项、区域、设备的能耗数据，监测、采集建筑特征数据、建筑业务数据、室内外环境数据、设备静态参数、动态运行数据、运维数据，从能源流、数据流、业务流多层面分析、解决当前分散式布局医院能源系统安全稳定、以人为本、节能高效等问题，最终实现分散式医院精细化、智慧化的能源管理目标。

3 新华医院能源管控实践与未来规划

从历史角度来看，城市化发展过快，城乡差距越来越大，导致乡土文化自信缺失现象加重。在华夏几千年的历史上，乡村文化是以农耕文明的形式诞生的，经过历代王朝的统治发展，形成京都的繁华昌盛，也就是现在的城市化。由此可见城乡差距从古时候就存在了，并随着城市的发展和乡村的衰退而逐渐拉大[7]。

3.1 能源管控实践

近期实施蒸汽管网阀门控制系统建设，实现对各建筑蒸汽主干支路阀门开关控制，降低蒸汽损耗。远期将现有集中式蒸汽锅炉改为分散式热水锅炉，锅炉房分区域设置，减少管网敷设对建筑的影响，较近的楼合并用一个锅炉房。改造结合现有的管网输送路径分批进行，见图4。将原有19号楼、2号楼、8号楼、27号楼四个换热站区域陆续改造为热水锅炉机房，便于已有的空调水和生活热水管道连接。改造前需对锅炉房的天然气管路配套接入做好规划，同时应满足电力负荷容量及消防等要求。热水锅炉将作为建筑冬季采暖和生活热水热源，食堂、供应室等蒸汽需求采用蒸汽发生器解决，8号楼溴化锂蒸汽机受用电容量限制，改造为直燃机。全部楼宇设施改造完成后，可切断蒸汽管网，取消蒸汽锅炉，燃气能效将进一步提升。

为实时掌握医院各单体建筑能耗及各个区域动态用能情况，进行能源的科学管理，及时发现能耗浪费环节。新华医院建立了238个电力监测点,采用三级计量方式采集用电数据。集成于医院后勤信息化管理系统平台内，各电表通过数据采集器及使用医院内部网络固定IP地址，实现采集数据从采集点到医院后勤信息化系统的传输。通过医院后勤信息化系统的能耗监测模块可以实时清晰地了解到各建筑能源资源的消耗情况，及时对能耗监测数据进行汇总、统计、对比和分析。

新华医院在2014年对主要使用中央空调系统的楼宇，包括1号楼、2号楼、6号楼、8号楼、9号楼及25号楼等，安装了“分项计量系统”，通过该系统来实现对1号楼、2号楼等主要楼宇的相关用能设备进行实时监测和查看，全面掌握用能设备运行状况和能耗情况。医院建筑能耗与环境监测系统见图5。

新华医院于2017年10月-2018年3月期间，通过合同能源管理方式，对1～3号楼、5～6号楼、8～10号楼、12号楼、17～21号楼、24～27号楼和进修医技楼共19栋楼的照明系统实施了照明灯具的改造。

具体改造内容为：将原有的T5直管荧光灯、T8直管荧光灯、卤素灯、白炽灯等54 560支/套传统灯具光源（含镇流器）更改为35 327支/套各式LED灯具（含驱动器）。

改造实施后，根据不同区域灯具运行功率、运行时间和数量等参数，测算年节电量为5 515 129 kWh，相对2017年建筑总能耗，节能率为8.9%，同时相当于每年减少排放5 118 tCO

。

新华医院25号楼的生活热水由太阳能热水器和辅助加热设备电热水器共同提供。太阳能集热器面积为200 m

，系统采用开式热水箱和辅助电加热，屋顶设有效容积为14 m

的拼装式不锈钢热水箱一座，水箱冷水通过水泵加压与太阳能集热器热媒水进行交换预热。根据需求热水系统分高低区（6F及以下为低区）给水(见图6)。

根据上海市太阳能资源和系统运行情况（不考虑集热器热效率差异），单位面积光热集热年节能量为2 047 MJ/㎡，新华医院年节约燃气（天然气当量热值16 742 kJ/m

，燃烧效率85%）约为28 769 m

，相当于减少排放62 tCO

/a。太阳能热水系统外观见图7。

新华医院从2019年开始，有重点、有计划地构建基于BIM一体化平台的运维管理系统，见图8。通过BIM数字化综合管理平台的方式，实现对医院的能耗、空间、安防、消防、资产、设备设施的集中统一管控。针对能耗管理，充分利用BIM特有的立体空间可视化方式，实现直观展示能耗变化趋势、多维度能耗排名以及异常能耗定位等功能，有效提高了能源管理的精度，提升了能源利用效率，优化了室内环境质量。

3.2 能源管控实效

通过以上综合能源管控措施，新华医院年综合能耗自2018年起呈逐年下降趋势，2018年、2019年同比分别下降1 055 tce、520 tce。年能耗费用自2016年起呈逐年下降趋势，2018年、2019年同比分别下降9.39%、11.21%。因此，实施综合管控措施以来，总体能耗大幅下降，能效水平得到显著提升。

3.3 新华医院能源管理未来发展规划

顺着牛皮糖的手指看去，原来满山的荒草不见了，一株株枝叶茂盛的樟树，一排排一行行，整整齐齐的簇立在山坡上。这面山坡换了个季节似的，从初冬一下又回到了春天。见了鬼。

以冷机为例，2号楼急诊楼各冷水机组全年的月平均负载率见图9。5-9月机组负载率范围为60%～90%，非供冷季最低可达10%左右，结合螺杆式冷水机组、离心式冷水机组和磁悬浮机组的性能及经济比较，螺杆式冷水机组比较适合本楼的运行特性。因此，计划将2号楼急诊楼的冷水机组更换成同冷量的高效节能螺杆式冷水机，初步测算改造后年节电量为592 798 kWh。

医院对使用中央空调系统楼宇的主要用能设备安装有自控系统，但目前大部分基本处于只监视不控制状态。如果BA系统能进行调试和修复，使BA系统能正常运行，将大幅提升空调系统管理节能的效率和水平。

在各级区域管网的总管段、各重要节点、系统分割处以及楼宇主入口加设对应口径的高精度智能远传水表，用于采集该区域的总供水量并上传至数据中心。通过分区域的供水计量数据分析，排摸医院供水系统具体走向，了解各系统的供水关系；在此基础上，建立智慧水务管理平台，在线查看并对比各个区域总表和分表的数据，了解各级管道损失情况，有效筛选出漏损管网区域，安排人力有针对性地进行修补，避免盲目查漏带来的时间、人力浪费，提高漏损控制效率。

远期以后勤一站式管理为导向，实现楼控管理、用能监测、资产管理及BIM、IOT等系统之间信息的互联互通，构建基于BIM的智慧化运维管理平台。结合AI和行业知识，充分挖掘数据资产的价值，研究建立一个完整、易于查询的行业算法库，主要包括诊断(问题识别)、预测和对应的备选解决方案建议。同时联合第三方顾问单位，建立医院数据运维分析部门，自上而下统筹智慧绿色建设的设施和数据。

4 结束语

新华医院将基于分散式布局医院的特点，因地制宜，精准施策，持续扎实推进节能管理的规划、改造工作。不断建立、完善能源管理的长效机制，巩固能源管控各项成果。通过加强能源精细化管理，不断提升医院能源资源管理力度与实效，将医院节能降耗工作推向新的发展阶段，向全国能效领跑者行列迈进。

[1]路宾，米泉龄，曹勇.医院建筑冷热源用能的设计与优化[J].建筑科学，2010,26(8):1-4.

[2]李韬，陈泽宇，李敏，等.浅析精细化管理在医院后勤运维节能中的作用[J].中国设备工程，2020,09:39-40.

[3]马宁.浅析上海太阳能热水系统的建筑应用及经济性[J].上海节能，2018（7）:550-556.