朱根:医院节能管理与低碳优化策略

文摘   2024-12-18 16:37   天津  


江苏省医院协会医院建筑与规划管理专业委员会

江苏省土木建筑学会绿色医院建筑专业委员会

 朱 根



一、绿色医院内涵及标准体系

绿色医院建筑是实现节能减排,高效运营管理、医疗建筑高效利用的有效方法


绿色医院建筑定义:医院建筑的全生命周期内,在保证医疗流程的前提下, 最大限度地节约资源(节地、节能、节水、节材) 、保护环境和减少污染, 为患者和医护工作者提供健康、适用和高效的使用空间, 与自然和谐共生的医院建筑。


绿色医院建筑特点:

1、科学规划,精心设计;

2、全过程把握建筑安全;

3、全方位节地、节水、节能、节材;

4、注重建筑的环保生态。



二、医院综合能源需求特点及存在问题

(一)医院综合能源系统需求特点:能源种类非常多,连续供应要求高,能源管理很复杂,环境控制要求高。


1、能源种类多。如水、电、气、蒸汽和可再生能源。

2、能源连续供应要求高。除了门诊、行政等用房外,大部分医疗医技用房常年处于24小时x7天的使用状态。医院除供暖系统冬季运行和空调系统夏季运行外,其他系统均全年不间断运行。

3、能源管理需求复杂。门诊、急诊、医疗、医技、行政、后勤等各类不同功能用房,不同区域,能源管理要求各有不同。

4、环境控制要求高。医院主要有两种室内环境控制:一是占用全院大部分医疗用房的科室和病房等,季节性舒适性要求高;二是手术室、监护病房、血液层流病房等空间对无菌环境、温湿度要求较高。


(二)医院综合能源存在问题


1、医院规模的快速增长也带来了一些问题。相对于住宅类建筑,综合性医院建筑的医疗设备较多,运行周期长,很多都需要24小时乃至全年不间断地运行,且也要及时应对各种突发的应急状况,能源消耗非常大,是我国建筑领域节能减排的一个重点。


另一方面,医院和患者对于就医舒适度的要求越来越高,导致医院的能耗节节攀升


2、医院能源系统情况复杂,涉及电气、暖通、给排水、临床工程、数字技术等多个专业,用能规模大,能耗成本高。


3、医院建筑缺乏有效的能源规划,包括建筑节能规划和设备能源使用规划。医院能源系统是一个多品种、多能级和多需求的系统,包括供水、供电、供气、制冷和采暖等,国内医院建筑的能源使用和用能系统,缺乏中长期能源管理规划的现象普通存在。


4、能源使用管理有待加强。智能化监测管控尚很不够,无法实现能耗分类分项计量,精细化管理不够。设备设施智慧管理程度不高,运维管理不到位,同时存在一定的安全风险隐患。


三、如何节能降碳建设绿色医院

1、全流程角度

充分考虑建筑功能、人文需求、运营管理的建筑设计技术,贯穿建筑立项规划、实施建造、运营使用全过程。


2、节能降碳从基建开始

医院节能降碳必须从医院建设开始。降低医院建筑能量损失,是实现医院节能降碳的重要途径。医院建筑节能涉及的内容广泛,专业众多,是一项系统工程,必须采用合理的建筑设计,选用符合节能要求的新技术、新材料。同时结合医院建筑特点,做到合理规划,精心设计。结合后期日常运维,提前考虑节能需求,进行合理的节能选型。并由建设方将节能减排理念贯穿于医疗建筑规划、设计、施工、验收、运行全过程。


3、统筹规划设计

· 建筑布局

  综合考虑节地、节能、节材和节流线,以及日照、风热环境等因素,结合医院自身特征和功能需求,合理布局建筑群和各单体建筑朝向,减少能耗和二氧化碳排放。

· 绿化布局

  整合场地的绿化分区需求、整体视觉效果及风热环境感受,最终达成多项需求协同的绿化空间环境布局。合理选择绿化方式,如复层绿化、屋顶绿化、垂直绿化等形式,增加绿化面积、减源增汇。

· 室内空间布局

  在保障空间功能的前提下,最大化利用自然采光、自然通风条件,通过性能模拟软件进行辅助设计优化,通过室内外空间设计、天窗设计、窗墙比优化和可调节遮阳设计等,改善室内声、光、热、风环境,提升室内人员的舒适度,节约能源。

· 高性能围护结构

  围护结构的热工性能直接影响室内外热量传递进而影响建筑空调供暖负荷,在建筑围护结构的设计中,针对屋面、墙面、窗户等围护结构特点,分别采用成熟的外墙保温技术和材料、隔热性能良好的门窗、保温隔热性能较好的保温隔热措施,从而可大幅度地减少建筑能耗。


无热桥设计

建筑围护结构中保温隔热性能薄弱区域称为热桥,热桥区域的热流相对密集,传热系数高,成为热量流失的主要桥梁。建筑热桥对其能耗的影响远超普通节能建筑,因此无热桥设计是实现节能目标的关键因素之一。


· 高效机电设备

  建筑机电工程包含暖通空调、建筑电气、给排水以及电梯等专业工程,是决定建筑功能的重要项目,也对建筑的节能减排起到关键性作用。通过暖通空调、电气、给排水等专业工程的优化设计,选用高效的机电设备,并对机电设备进行节能控制设计,将对建筑后期节能减碳起到关键性作用。

· 热回收技术

  热回收技术的对象包括水、空气等,以空气热回收技术为例,其是利用排风与新风进行热交换,夏季回收排风中的冷量,冬季回收排风中的热量,由于排风中所含的能量十分可观,利用排风对新风进行预热(或预冷)处理可以有效降低新风负荷,具有很好的节能效益。

· 可再生能源

  结合当地气候和自然资源条件,合理利用可再生能源,是节能减排的重要技术之一。可再生能源一般可分为两大类:天然能源和循环再生式。天然能源包括太阳能、地热能、风能、水能、生物质能等非化石能源等,应用形式如太阳能热水、太阳能光伏等。循环再生式即为热泵技术,就是利用外部能源从低位热源(如空气、岩土、水等)向高位热源其可以在夏季提供冷源,冬季提供热源。热泵机组主要有空气源热泵、水源热泵及地源热泵等。

· 建筑一体化技术

  光伏建筑应用一体化技术(光电瓦屋顶、光电幕墙、光电采光顶等)可以帮助建筑在不占用额外空间的情况下增加可再生能源应用比例、降低建筑负荷、减少传统建筑材料应用比例;谷电储能技术可以帮助电网调峰蓄谷、提高能源利用效率、减少建筑运营成本等。


4、抓好施工建设

· 绿色施工方式(举例):装配式建筑的构件在工厂实现产业化生产,运到现场直接安装。相比传统施工方式更加方便、快捷、提高施工速度。质量更有保证;减少现场施工带来的环境污染;标准化的生产可节约材料,减少浪费;机械化程度高,可减少现场人员的配备,降低成本。

· 推广使用绿色建材

对于医院建筑来说:

(1)促进绿色医院建筑高品质发展。大力推广绿色建材,加快建设高品质绿色建筑,推动实现工程建设的高效益、高质量、低消耗、低排放;

(2)增效节能。采用新工艺、新设备,提高设备能效,对创建绿色医院建筑具有重要的意义;

(3)保障健康环境。在建筑建造和室内装修过程逐步应用绿色建材,进一步增强医院建筑的绿色品质属性,为用户提供更加健康舒适的使用环境。


5、做好运维管理

借助新技术、新方法:基于BIM技术的智慧建筑管理系统


· 增加管理的直观性、空间性和集成度,降低运维成本,提升节能水平。

· 互联互通,以日积月累的运营数据为基础,以临床患者的实际需求为导向,建立便捷、高效、联动、协同的保障服务体系。


四、江苏省人民医院节能降碳案例


1、智能照明系统优化管理节能成效


· 12号楼主楼/裙楼在建设阶段各部署了一套智能照明控制系统,目前仅能通过就地面板控制;

· 公区照明主要依赖安保和保洁人员现场控制,早、中、晚均需要安排人员现场进行开关灯,存在一定人力的浪费;并且开关灯缺乏计划性,整体照明能耗偏高;

· 2022年5月7日,通过厂家现场摸排发现:硬件上存在部分控制器掉线和损坏情况,软件上场景设置和现场使用脱节


2、“浓水”水质处理管理节能成效


目前纯水制备仍以反渗透工艺为核心,过程中约排放50%“浓水”。医院有纯水需求的部门通常有十余处,需求量也在不断增多,纯水系统已经成为医院水资源消耗的大户。不少医院对“浓水”相关回收利用重视程度不够,造成大量水资源的浪费。


江苏省人民医院新大楼在建设过程中配置“浓水”回收单元,特别是“血透”部分的收集处理,每年为医院节省水资源3万余吨,每年可节约近20万元的经济成本。如果把回收利用扩大到全院纯水系统,那么估算节水达6万吨每年,节约40万元经济成本。


3、部分楼宇能源托管管理节能成效


楼宇能源托管管理主要改造内容:

1、冷、热源主机改造;

2、一体化输配系统改造;

3、烟气回收利用改造;

4、机房自控、计量数据库管理及优化运行改造

5、联网监控。


成效:改造前制冷季成本约1846500元,卫生热水能耗约450000元;改造后制冷季(包含4月的卫生热水)所有成本为1394642元。同比下降39.3%(不含人工及设备维护费)。


4、全院手术室管理节能成效


1)医院手术室能耗通常占全院能耗的15%—20%,我院现有手术室92间。


2)院出台择期手术管理规定,若首台择期手术未能在9:15前开始,全院通报批评,且暂停首台择期手术申请权限一个月。如连续超过三次,则取消首台择期手术资格。在实施管理前,能按时在8:45前开始的首台择期手术占比仅为11.51%;实施管理一月后,该占比提升至35%,管理成效突显。


3)目前实施择期手术管理后,手术台数由每天450台增加到每天500台,单台手术能耗大大降低。


5、全院医疗垃圾管理节能成效

总务处作为全院医疗垃圾管理的主管部门,依据检查统计分析,针对存在的突出问题,如:全院不同区域的黄色医疗垃圾袋中经常混合有较多的普通生活垃圾。总务相关部门克服困难,制定措施,狠抓管理,通过全院全员齐抓共管,很快取得明显成效。医疗垃圾日处理量大大降低,处置费用降低约50%(医疗垃圾按实际产生量核算处置费,4.35元/公斤;生活垃圾按桶核算处置费,10元/桶(200升垃圾桶),0.05元/升)。


6、数据赋能节能降耗管理节能成效


龙江院区通过数据分析促进高效运维,区分制定节能策略。具体措施:

1)对重点用能科室每月进行能耗监测和分析,并且与科室定期沟通;


2)坚持日常宣传与集中宣传相结合;


3)开展节能网格化管理,实现节能工作全覆盖、无死角等;


4)针对老院区既有建筑围护结构、供热、制冷、照明等设施设备进行节能改造。通过节能技改优化能源结构,助力医院高质量发展。


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