文_毛美玲 拓領(lǐng)環(huán)球物流(中國)有限公司上海分公司
隨著我國醫(yī)療水平的逐漸提高,現(xiàn)有醫(yī)療規(guī)模逐漸擴(kuò)大、醫(yī)療設(shè)施也逐步改善,醫(yī)療衛(wèi)生建筑的能耗水平也隨之較大增長。通過對上海市某區(qū)3家綜合醫(yī)院、2家??漆t(yī)院進(jìn)行能源審計,用實(shí)際數(shù)據(jù)分析醫(yī)院的能耗及用能效率,找出醫(yī)院建筑在能源利用上的問題并對節(jié)能潛力進(jìn)行分析。
綜合醫(yī)院1:少量20世紀(jì)50年代建筑,多數(shù)建筑在1980~2005年建成。建筑面積52360m2,外墻無保溫層,基本為鋁合金推拉窗,部分老舊建筑外窗為塑料推拉窗;窗玻璃均為單層玻璃。某年門急診量148萬人次。
綜合醫(yī)院2:1955~2012年建成。建筑面積72407m2,多數(shù)外墻無保溫層,少數(shù)外墻、屋頂有保溫措施;多數(shù)窗玻璃為單層玻璃,窗框材料種類有鋁合金窗、鋼窗或塑鋼窗。少數(shù)棟樓窗玻璃為雙層玻璃,窗框材料為鋁合金窗。某年門急診量184.07萬人次。
綜合醫(yī)院3:有3個分院,分院1于1983年竣工,其他2個分院分別于1999年、2015年竣工。建筑面積68000m2,分院1外墻、屋面無保溫層;外窗為鋁合金推拉窗;窗玻璃均為單層玻璃。其他2個分院外墻、屋面均采取保溫措施;外窗均為鋁合金推拉窗;1999年建筑窗玻璃均為單層玻璃,2015年建筑玻璃為雙層中空玻璃。某年門急診量77.92萬人次。
??漆t(yī)院4:有2個分院,分院1為2006年將既有辦公樓實(shí)體改造而成,分院2為20世紀(jì)80~90年代建筑,建筑面積22491m2,分院1外墻、屋頂有保溫措施;窗玻璃為單層玻璃,外窗為彩鋁推拉窗,部分區(qū)域?yàn)椴A粔?;分?外窗為單層玻璃。某年門急診量11.20萬人次。
??漆t(yī)院5:院內(nèi)為20世紀(jì)20~90年代建筑、2007~2008年建成建筑。建筑面積25331m2,20世紀(jì)90年代建筑外墻、屋頂有保溫措施;窗為單層玻璃;建筑窗為雙層中空玻璃,窗框材料為塑鋼。某年門急診量29.99萬人次。
醫(yī)院能耗數(shù)據(jù)分類統(tǒng)計如表1所示。
根據(jù)表1顯示,醫(yī)院病床用水量(含淋?。┚^額定值。用水量超標(biāo)的主要原因是門診人流量大、就餐人次多、部分衛(wèi)生潔具不是節(jié)水產(chǎn)品等。所以醫(yī)院節(jié)水潛能巨大。醫(yī)院病床用水量(含淋?。└鶕?jù)《學(xué)校、醫(yī)院、旅館主要生活用水定額及其計算方法》。圖1反應(yīng)出醫(yī)院空調(diào)及供暖系統(tǒng)和照明及插座系統(tǒng)為最主要能耗消耗系統(tǒng),占醫(yī)院用能80%以上,所以應(yīng)充分挖掘這兩個系統(tǒng)的節(jié)能潛力。圖2反應(yīng)出醫(yī)務(wù)人員用水量占比最大,其次為住院部用水和餐飲用水。它們是節(jié)約水資源的重要環(huán)節(jié)。
表1 醫(yī)院能耗指標(biāo)匯總表
圖1 醫(yī)院能耗拆分比例圖(以某醫(yī)院典型年為例)
圖2 醫(yī)院水耗拆分比例圖(以綜合醫(yī)院1典型年為例)
圍護(hù)結(jié)構(gòu):歷史悠久醫(yī)院熱工特點(diǎn)為屋面、外墻無保溫,單層平開窗或推拉窗。圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能差、氣密性差。
空調(diào)系統(tǒng):醫(yī)院冷熱源系統(tǒng)有冷水機(jī)組+蒸汽鍋爐、風(fēng)冷熱泵、多聯(lián)機(jī)、分體空調(diào)等形式。采用冷水機(jī)組+蒸汽鍋爐、風(fēng)冷熱泵作為冷熱源的往往是建造較早的醫(yī)院,這兩種形式往往有較大的節(jié)能改造空間。主要原因是老式機(jī)組效率較低、管理欠佳。經(jīng)實(shí)測或?qū)渌畽C(jī)組巡檢記錄數(shù)據(jù)分析,發(fā)現(xiàn)冷水機(jī)組供回水溫差普遍偏小,達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)溫差的5℃,說明空調(diào)系統(tǒng)長期處于不節(jié)能的運(yùn)行工況。對鍋爐運(yùn)行參數(shù)分析,發(fā)現(xiàn)鍋爐全年的運(yùn)行效率尤其是過渡季節(jié)和夏季效率偏低,燃油或燃?xì)庹羝仩t是一種效率低、碳排放量高的熱源形式,在上海新醫(yī)院建設(shè)中此種熱源形式已基本不再采用。小一點(diǎn)的醫(yī)院或大醫(yī)院的獨(dú)立區(qū)域多采用多聯(lián)機(jī)和分體空調(diào)的形式,主要問題是老舊空調(diào)能效水平達(dá)不到節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的要求。
照明系統(tǒng):醫(yī)院目前多采用壞一盞換一盞的方式逐步用LED燈替換普通日光燈、節(jié)能燈,但是對于與視力診治相關(guān)的區(qū)域是否也替換為LED燈,尚應(yīng)進(jìn)一步商榷。照明區(qū)域未普遍采用具有良好節(jié)能效果的分區(qū)控制、聲控、光控、鐘控、紅外控制等方式。
熱水系統(tǒng):主要是蒸汽鍋爐、容積式或即熱式電熱水器、太陽能熱水器、空氣源熱泵熱水器等形式,其中以鍋爐和即熱式電熱水器為最不節(jié)能的形式,而單獨(dú)采用太陽能熱水器在冬季存在保證率低的問題。
用能行為:①空調(diào)季節(jié)外門、外窗常開,造成大量冷、熱量泄漏。②長明燈和設(shè)備待機(jī)問題。醫(yī)院照明有一定的特殊性,尤其住院病房,往往24h照明。設(shè)備待機(jī)主要發(fā)生在門診室和醫(yī)技室,在午休甚至下班后,部分醫(yī)生的電腦、診療設(shè)備往往不關(guān)機(jī)。③用能設(shè)備的運(yùn)行管理人員缺乏足夠?qū)I(yè)的技術(shù)能力,設(shè)備運(yùn)行、管理、維護(hù)保養(yǎng)流于粗放,很少考慮如何高效節(jié)能地運(yùn)行。
目前常見且有效的方法是更換外窗、增加外遮陽、刷反射隔熱涂料等。以某醫(yī)院一老舊門診樓為例,將現(xiàn)有5mm單玻鋁合金窗(傳熱系數(shù)約6.4W/(m2·K))更換為6Low-E+12A+6低輻射雙層中空玻璃斷熱鋁合金框(傳熱系數(shù)取2.2W/(m2·K))后,夏季、冬季空調(diào)負(fù)荷分別減少約10%、12%,如輔以增加外遮陽、屋面和外墻刷隔熱反射涂料的措施,全年空調(diào)負(fù)荷可減少約15%。
4.2.1 冷熱源改造
更換老舊冷源機(jī)組,新機(jī)組能效應(yīng)為2級以上。在上海地區(qū),冬季可用風(fēng)冷熱泵(冷水機(jī)或多聯(lián)機(jī))替代鍋爐作為空調(diào)熱源,主機(jī)和輸配設(shè)備能效(系統(tǒng)COP應(yīng)為2.6以上)。
4.2.2 水泵改造
為解決空調(diào)供回水溫差?。此髁刻螅┑膯栴},可對空調(diào)水泵進(jìn)行變頻調(diào)速改造。以某醫(yī)院螺桿機(jī)系統(tǒng)為例,對冷凍泵進(jìn)行變頻改造后,可達(dá)到50%的節(jié)能率。
建議更換高效燈具同時改造控制系統(tǒng)的方式。燈具逐步替換為LED燈,節(jié)能量約為30%~50%。若同時采取分區(qū)控制、聲控等控制方式,可以獲得更好的節(jié)能效果。
對于洗浴熱水及餐飲熱水,可將純電加熱形式(即熱式電熱水器)改為太陽能+空氣源熱泵形式,當(dāng)太陽能保證率達(dá)到50%且配有合適儲熱水箱時,系統(tǒng)耗電量僅為純電熱形式的1/4~1/5。對于洗衣、消毒用熱水、蒸汽,現(xiàn)有形式(蒸汽由蒸汽鍋爐或市政蒸汽供應(yīng),熱水用蒸汽—水換熱器獲得,也有洗衣機(jī)自帶電加熱)既不節(jié)能、費(fèi)用又高。對于消毒用蒸汽,可用蒸汽發(fā)生器解決。容量小于30L的蒸汽發(fā)生器不屬于壓力容器,大大降低了管理難度;醫(yī)院洗衣熱水溫度一般在50℃以上,目前多采用二氧化碳熱泵熱水器,最高可提供85℃以上的熱水。
針對空調(diào)季節(jié)外門沒有隨時關(guān)閉,可根據(jù)外門的位置、使用頻次的不同安裝閉門器、改為紅外感應(yīng)門、加裝大門空氣幕、加裝磁性門簾或保溫門簾。針對長明燈和設(shè)備待機(jī)問題,除對照明系統(tǒng)采取一些自動控制方式外,必要時可設(shè)置用能巡視崗位,指派專人定時巡視長明燈、無效待機(jī)的多發(fā)區(qū)域,并輔以獎懲措施。持續(xù)提升設(shè)備運(yùn)行人員的技術(shù)水平和責(zé)任心,自動控制結(jié)合人工控制,并隨用能負(fù)荷的變化靈活、迅速地做出調(diào)節(jié),可極大提升系統(tǒng)能效。
可按照醫(yī)院實(shí)際情況對其他用能設(shè)備提出改進(jìn)方向。如雨水收集回用、更換節(jié)水器具、變壓器能效提升等。
總的來說,醫(yī)院尤其綜合醫(yī)院的用能系統(tǒng)、用能設(shè)備多而復(fù)雜,而用能管理又往往流于粗放。對醫(yī)院用能進(jìn)行節(jié)能提效改造,需作深入的調(diào)研、審計,才能提出技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)適用的改造方案。
以綜合醫(yī)院1為例,節(jié)能改造建議見表2。
表2 建議實(shí)施的節(jié)能措施表
以上節(jié)能措施如全部實(shí)施,年節(jié)能量為386.57 tce(不含不能定量估算的節(jié)能量),約占該院總能耗的13.5%,相當(dāng)于年二氧化碳減為954.83t,年二氧化硫減排7.73t,年粉塵減排3.87t。
通過對醫(yī)院能源審計數(shù)據(jù)分析,醫(yī)院的用能系統(tǒng)均有較大的節(jié)能潛力,可以從管理和技術(shù)方面著手改進(jìn)。技術(shù)方面主要是通過5個方面進(jìn)行,希望能對醫(yī)院節(jié)能工作開展提供建議。