何丹，廖袖鋒，曹嶺

（1重慶市建筑節(jié)能中心，重慶 400015；2重慶市合川區(qū)建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站，重慶 401520；3重慶郵電大學(xué)，重慶 400065）

重慶某醫(yī)院建筑節(jié)能改造效益分析

何丹1，廖袖鋒2，曹嶺3

（1重慶市建筑節(jié)能中心，重慶 400015；2重慶市合川區(qū)建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站，重慶 401520；3重慶郵電大學(xué)，重慶 400065）

該文在對(duì)重慶某醫(yī)院的能耗現(xiàn)狀進(jìn)行分析診斷基礎(chǔ)上，介紹了節(jié)能改造的具體措施和效果，并對(duì)醫(yī)院類項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)低成本改造的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了總結(jié)。

建筑節(jié)能；合同能源管理；醫(yī)院；建筑單位面積能耗；空調(diào)系統(tǒng)；照明系統(tǒng)；電梯系統(tǒng)

引言

重慶市依托建設(shè)全國(guó)公共建筑節(jié)能改造重點(diǎn)城市的契機(jī)，全面推行合同能源管理模式（EMC）在公共建筑節(jié)能改造中的應(yīng)用。南桐礦業(yè)公司總醫(yī)院（以下簡(jiǎn)稱南桐總醫(yī)院）系采用該模式實(shí)施節(jié)能改造的示范項(xiàng)目，本文通過(guò)對(duì)南桐總醫(yī)院改造過(guò)程進(jìn)行分析，總結(jié)了運(yùn)用合同能源管理在醫(yī)院類項(xiàng)目上進(jìn)行節(jié)能改造的經(jīng)驗(yàn)。

1 項(xiàng)目基本概況

南桐總醫(yī)院位于重慶市萬(wàn)盛區(qū)，是集醫(yī)療、教學(xué)、科研、預(yù)防、社區(qū)服務(wù)為一體的綜合性二級(jí)甲等醫(yī)院。本次能源改造包括南桐總醫(yī)院門(mén)診大樓、住院部、辦公樓和藥劑室等4棟建筑，合計(jì)改造面積26488.18m2。其中住院部、辦公樓均為2000年建造的磚混結(jié)構(gòu)大樓。門(mén)診部使用集中空調(diào)系統(tǒng)承擔(dān)建筑夏季冷負(fù)荷和冬季熱負(fù)荷；住院部和辦公樓采用分體式空調(diào)機(jī)調(diào)控室內(nèi)熱濕環(huán)境。

2 醫(yī)院能耗現(xiàn)狀分析與節(jié)能診斷

2.1 能耗現(xiàn)狀

根據(jù)2012年的能源消耗記錄臺(tái)帳統(tǒng)計(jì)，該醫(yī)院能源消耗以電能為主，2012年用電總量為1608500kW·h，建筑單位面積能耗為60.72kW·h/m2，單位電費(fèi)為50.28元/m2，2012年醫(yī)院的每月的耗電量如圖1所示。分析可知，醫(yī)院每月用電量呈現(xiàn)出較為明顯的季節(jié)性，因7-9月重慶地區(qū)高溫高濕天氣，用電量較大，其中又以8月最大，且8月份空調(diào)負(fù)荷占該月總電負(fù)荷的55.02%，空調(diào)制冷負(fù)荷較高；12~3月因冬季供暖，電耗也相對(duì)較高；且10月電耗僅為8月的1/5，電耗呈現(xiàn)出較大的波動(dòng)性。

圖1 2012年南桐總醫(yī)院用電能耗分月圖

2.2 節(jié)能診斷[1-3]

在對(duì)該醫(yī)院能耗分析基礎(chǔ)上，對(duì)空調(diào)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、電梯等主要用能系統(tǒng)和運(yùn)行管理存在的主要問(wèn)題進(jìn)行了診斷分析。

2.2.1 空調(diào)系統(tǒng)

該醫(yī)院中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)有主機(jī)，冷凍水泵、冷卻水泵各兩臺(tái)，均沒(méi)有采取任何智控措施，主機(jī)和水泵均處于粗放式的運(yùn)作狀態(tài)，實(shí)際出現(xiàn)最大冷熱負(fù)荷的時(shí)間每年不超過(guò)14%，而日?？照{(diào)水泵電機(jī)也滿負(fù)荷運(yùn)行，不僅造成極大的能源浪費(fèi)，也增加了水泵的日常維護(hù)費(fèi)用。建筑物內(nèi)安裝有194臺(tái)分體空調(diào)和15臺(tái)窗機(jī)，由于分體空調(diào)數(shù)量眾多，人員流動(dòng)性較大，使得帶人體感應(yīng)的智能變頻措施具有較大的可行性和必要性。且統(tǒng)計(jì)得到醫(yī)院所有空調(diào)設(shè)備安裝總功率為510.96kW，建筑總制冷量為2192.5kW，其配置單位面積冷指標(biāo)為82.77W/m2，空調(diào)設(shè)備用電量約占總量的33%，而夏季則高達(dá)總用電量的55%～60%，說(shuō)明對(duì)空調(diào)設(shè)備的節(jié)能改造是必要的。

2.2.2 照明系統(tǒng)

該醫(yī)院照明分為三大類，辦公室和部分病房照明采用雙管格柵熒光燈盤(pán)，光源采用36W的T8雙端熒光燈；過(guò)道和部分醫(yī)療室采用三管格柵熒光燈盤(pán)，光源采用18W的T8雙端熒光燈；門(mén)診部大廳采用26W筒燈，光源采用緊湊型或螺旋管節(jié)能燈。照明裝機(jī)功率約為92.37kW，照明開(kāi)關(guān)采用分組控制。照明系統(tǒng)平均每天使用11h，約占總用電量的25%。由于大部分均采用傳統(tǒng)的熒光燈照明，功率因數(shù)和光效都較差，如若用新型節(jié)能燈替換有較大的節(jié)能空間，至少可單項(xiàng)節(jié)能40%[4]，應(yīng)替換改造。

2.2.3 電梯系統(tǒng)及其他

該醫(yī)院共有6部電梯，住院部共2部、門(mén)診部4部，平時(shí)全部投入使用，速度1m/s，控制方式為VVVF，每部電梯功率約為15kW，合計(jì)裝機(jī)功率約為60kW，平均每天使用7h。占總用電約7%，可通過(guò)安裝電梯電能回饋裝置[5]實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行。

其他的辦公設(shè)備即電腦、打印機(jī)、開(kāi)水器等室內(nèi)插座用電合計(jì)約占總用電量的15%。

2.2.4 運(yùn)行管理

由于該醫(yī)院用能結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，各重點(diǎn)用能系統(tǒng)（空調(diào)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、室內(nèi)設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備等）的日常操作由工作人員自行控制，而相關(guān)設(shè)備的維護(hù)則由設(shè)備廠家完成，因此在系統(tǒng)設(shè)備管理方面，醫(yī)院并未設(shè)置專業(yè)技術(shù)人員予以管理，行為節(jié)能空間較大。

3 采取的主要節(jié)能改造措施及效果評(píng)價(jià)

3.1 改造采用的主要技術(shù)措施

根據(jù)節(jié)能診斷分析，主要采取以下措施進(jìn)行改造。

（1）建立能耗監(jiān)控系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)建筑能耗數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)高效分項(xiàng)采集和科學(xué)管理，本次改造對(duì)建筑安裝了能耗監(jiān)控管理系統(tǒng)，為今后不斷提高能效和制定節(jié)能策略提供支撐。

（2）對(duì)空調(diào)系統(tǒng)實(shí)施節(jié)能改造。一是對(duì)分體空調(diào)系統(tǒng)，采用安裝節(jié)能控制器的措施，可使整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能20%，住院部一年中有100d的時(shí)間需使用空調(diào)，每天使用10h，電費(fèi)單價(jià)為0.828元/度，則每年節(jié)約電費(fèi)27379元；辦公樓一年中有100d的時(shí)間需使用空調(diào)，每天使用8h，每年節(jié)約電費(fèi)2920元。分體式空調(diào)系統(tǒng)改造后能節(jié)約電費(fèi)30299元/年。二是對(duì)集中空調(diào)系統(tǒng)，由于該醫(yī)院中央空調(diào)系統(tǒng)缺乏智控措施，節(jié)能改造采用電機(jī)節(jié)能和嵌入式技術(shù)實(shí)現(xiàn)中央空調(diào)系統(tǒng)的整體節(jié)能效果。首先采集影響中央空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行的出水溫度、入水溫度和流量信息，上述信息通過(guò)嵌入式系統(tǒng)推算出系統(tǒng)該時(shí)刻所需的冷量（或熱量），根據(jù)出入水溫差進(jìn)行閉環(huán)PLC自動(dòng)調(diào)節(jié)空調(diào)水系統(tǒng)的循環(huán)，同時(shí)通過(guò)流量分析水系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)流量接近報(bào)警值時(shí)自動(dòng)調(diào)節(jié)，保證了設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)綜合優(yōu)化節(jié)能。中央空調(diào)耗能由改造前的246450kW·h降為208950kW·h，節(jié)約電費(fèi)31050元/年。

（3）對(duì)照明系統(tǒng)實(shí)施節(jié)能改造。選擇色溫和頻譜相對(duì)接近的管中管節(jié)能燈，主要針對(duì)樓層走道、病房和辦公室等公共區(qū)域進(jìn)行升級(jí)替換，其中12W管中管燈具1863支，20W管中管燈具1316支。進(jìn)行替換的管中管節(jié)能燈是一種T8轉(zhuǎn)T5式的新型節(jié)能產(chǎn)品，替換傳統(tǒng)的電感式T8日光燈，能節(jié)省40%～70%的照明用電，節(jié)約用電165514度/年。

（4）對(duì)電梯系統(tǒng)實(shí)施節(jié)能改造。電梯系統(tǒng)節(jié)能則采用安裝電能回饋裝置，安裝后電梯節(jié)能率以30%計(jì)算，節(jié)約電費(fèi)58751元/年。

綜上所述，該醫(yī)院每年可節(jié)省能耗316403O，改造后節(jié)能率可達(dá)25%，每年節(jié)約電費(fèi)261980元。

3.2 改造前后節(jié)能效果實(shí)測(cè)對(duì)比

改造后對(duì)醫(yī)院部分區(qū)域的照明插座、電梯和分體空調(diào)進(jìn)行了為期一周的實(shí)測(cè)，其節(jié)能效果詳見(jiàn)表1至表3。

表1 照明插座改造節(jié)能率測(cè)試數(shù)據(jù)（門(mén)診部）

表2 電梯改造節(jié)能率測(cè)試數(shù)據(jù)

表3 空調(diào)改造節(jié)能率測(cè)試數(shù)據(jù)（3臺(tái)分體空調(diào)計(jì)）

4 合同能源管理投資回報(bào)分析

該項(xiàng)目合同能源管理公司的投資回報(bào)分析如表4所示，合同能源管理公司通過(guò)節(jié)能效益分享和國(guó)家節(jié)能補(bǔ)貼資金能在3年左右時(shí)間回收項(xiàng)目的投資。

表4 投資回報(bào) 單位：萬(wàn)元

5 結(jié)束語(yǔ)

醫(yī)院建筑能耗主要為電能，而電能消耗又以空調(diào)系統(tǒng)和照明系統(tǒng)使用為主。重慶地區(qū)夏季空調(diào)系統(tǒng)能耗高，全年負(fù)荷波動(dòng)較大。在2005年以前建設(shè)的醫(yī)院建筑由于缺乏科學(xué)有效的能耗分項(xiàng)監(jiān)測(cè)及分析，節(jié)能改造時(shí)可加強(qiáng)能耗監(jiān)管平臺(tái)的建立和對(duì)空調(diào)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)的改造，不僅成本低，且節(jié)能效果顯著。同時(shí)，采用合同能源管理模式進(jìn)行醫(yī)院類建筑節(jié)能改造從技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析是完全可行的。

[1]薛志峰，江億.北京市大型公共建筑用能現(xiàn)狀與節(jié)能潛力分析[J].暖通空調(diào)，2004，34（9）.

[2]廖袖鋒，董孟能，張東林，等.重慶市大型公共建筑能源管理現(xiàn)狀分析[J].土木建筑與環(huán)境工程，2012（S1）.

[3]陳璽.淺談辦公建筑中央空調(diào)設(shè)計(jì)節(jié)能措施[J].中國(guó)科技信息，2005（13）：144-145.

[4]駱柳春.低碳經(jīng)濟(jì)下的LED節(jié)能燈應(yīng)用及技術(shù)分析[J].科技風(fēng)，2012（22）.

[5]趙繼強(qiáng).電梯能量回饋裝置的電能質(zhì)量綜合評(píng)估方法研究[J].中國(guó)科技投資，2013（33）.

[6]江億，薛志峰.北京市建筑用能現(xiàn)狀與節(jié)能途徑分析[J].暖通空調(diào)，2004，34.

Analysis on Building Energy-saving Improvement Benefit of a Hospital in Chongqing

Based on the current energy consumption situation of a hospital in Chongqing,specific measures and effects of energy saving improvement are introduced and experience in improving projects with low cost like hospital is summarized.

building energy saving;contract energy management;hospital;energy consumption of building unit area;air conditioning system;lighting system;elevator system

TU201.5

A

1671-9107（2014）05-0016-03

10.3969／j.issn.1671-9107.2014.05.016

2014-03-13

何丹（1982-），女，重慶人，本科，高級(jí)工程師，主要從事建筑節(jié)能和綠色低碳建筑相關(guān)管理及技術(shù)研究。

孫蘇，李紅

能工巧匠