■ 洪詩婕 胡立安 任 祺 朱永松

節(jié)能降耗工作是目前公立醫(yī)院后勤工作的重要部分，作為面向人民群眾的服務(wù)窗口，做好醫(yī)院的節(jié)能降耗工作，還可以起到很好的社會示范效應(yīng)。能耗指標(biāo)大小是開展節(jié)能工作的基礎(chǔ)，衡量能耗指標(biāo)大小至關(guān)重要，但是目前尚未有統(tǒng)一的能耗指標(biāo)來衡量醫(yī)院能耗，單位面積能耗是評價醫(yī)院能耗水平的常見指標(biāo)[1]。除此之外，單位床位數(shù)能耗[2]、單位醫(yī)療量的能耗密度[3]、單位立方米能耗[4]和床日耗量[5]等也被研究學(xué)者用于評價醫(yī)院能耗水平。有研究表明，醫(yī)院建筑能耗中占比最大的是空調(diào)系統(tǒng)能耗[6]，占總能耗的40%～60%[7]，但是國內(nèi)外對醫(yī)院的空調(diào)分項(xiàng)指標(biāo)研究較少。本文從3個不同的空調(diào)分項(xiàng)指標(biāo)對上海三甲醫(yī)院進(jìn)行評價，并根據(jù)醫(yī)院能源結(jié)構(gòu)和功能系統(tǒng)信息，對能耗指標(biāo)的高低原因進(jìn)行分析，對醫(yī)院能源管理工作有一定的指導(dǎo)意義。

1 材料與方法

1.1 調(diào)查對象及信息獲取

調(diào)研的對象是上海市4所綜合醫(yī)院（A1、A2、A3、A4）和3所?？漆t(yī)院（B1、B2、B3），其中B1醫(yī)院是公共衛(wèi)生類醫(yī)院。

通過分發(fā)調(diào)查問卷和實(shí)地調(diào)研兩種方式，以及根據(jù)醫(yī)院后勤管理人員提供的數(shù)據(jù)以及相關(guān)醫(yī)院的分項(xiàng)計(jì)量信息，得到的主要信息除了有7所醫(yī)院的基本情況（醫(yī)院類型、等級、總建筑面積、總空調(diào)面積、床位數(shù)、門急診量、職工人數(shù)等）和2018年的能耗相關(guān)數(shù)據(jù)（電、燃?xì)?、自來水等）外，還獲得了醫(yī)院用能設(shè)備的信息和設(shè)備運(yùn)行情況等。

1.2 研究方法及能耗評價指標(biāo)

分析目標(biāo)因素與總能耗關(guān)聯(lián)性使用的是Pearson系數(shù)（PCCs）。單位面積能耗與空調(diào)系統(tǒng)分項(xiàng)能耗指標(biāo)被用于比較不同醫(yī)院的能耗水平，空調(diào)系統(tǒng)分項(xiàng)能耗指標(biāo)包括單位面積空調(diào)冷源能耗、單位面積空調(diào)熱源能耗和單位面積空調(diào)水系統(tǒng)電耗。其中空調(diào)系統(tǒng)分項(xiàng)能耗指標(biāo)為目標(biāo)能耗與對應(yīng)能耗使用面積的比值。

2 結(jié)果

2.1 醫(yī)院相關(guān)信息和全年耗值

醫(yī)院的建筑面積、核定病床數(shù)、門急診量、在職職工人數(shù)和醫(yī)院全年耗值見表1。綜合醫(yī)院的全年耗電量和全年總能耗均高于?？漆t(yī)院。圖1給出了兩種能耗折標(biāo)煤在總能耗中的占比情況以及總能耗與建筑面積的關(guān)系，可以看出醫(yī)院總能耗隨著建筑面積增大而增大，在7所醫(yī)院中B3醫(yī)院的電折標(biāo)煤占比最高（96.9%）。

2.2 醫(yī)院能耗與影響因素的關(guān)系

醫(yī)院由于用能復(fù)雜，能耗受許多因素影響。為了分析核定床位數(shù)、門急診量和在職職工人數(shù)3個影響因素與能耗的關(guān)系，圖2給出了醫(yī)院核定病床數(shù)、門急診量和在職職工人數(shù)與總能耗的線性關(guān)系。按擬合效果來看，核定床位數(shù)和在職職工人數(shù)的線性擬合度相當(dāng)（R2=0.93、0.94）。通過Pearson系數(shù)大小可以看出，醫(yī)院總能耗與三者均高度相關(guān)，核定床位數(shù)（PCCs=0.96）和在職職工人數(shù)（PCCs=0.97）的相關(guān)程度大于門急診量（PCCs=0.82）。

2.3 能耗指標(biāo)分析及對比

2.3.1 單位面積能耗指標(biāo)。圖3給出了7所醫(yī)院的單位面積綜合能耗值以及與合理值和先進(jìn)值的比較情況。從圖3可以看出B2醫(yī)院的單位面積總能耗最低，約為37.79 kgce/m2，而同樣屬于?？漆t(yī)院的B3醫(yī)院數(shù)值約為62.73 kgce/m2，僅次于最高的A1醫(yī)院（64.23 kgce/m2）。根據(jù)上海市T/SHWSHQ 02-2019《醫(yī)院建筑合理用能評價導(dǎo)則》中提供的單位面積綜合能耗的合理值和先進(jìn)值，再結(jié)合調(diào)研醫(yī)院類型、病床數(shù)和當(dāng)量床日數(shù)，可以看出7所醫(yī)院均滿足合理值要求[≤66 kgce/(m2·a)；≤63kgce/(m2·a)]。除了A1醫(yī)院高于先進(jìn)值[63 kgce/(m2·a)]外，其他綜合醫(yī)院都低于先進(jìn)值，?？漆t(yī)院中只有B2醫(yī)院滿足先進(jìn)值要求[≤56 kgce/(m2·a)]，B3醫(yī)院單位面積能耗與合理值限值差距最小。

2.3.2 空調(diào)系統(tǒng)分項(xiàng)能耗指標(biāo)。本次調(diào)研的7所醫(yī)院中，共收集到5所醫(yī)院6個獨(dú)立的空調(diào)機(jī)房系統(tǒng)能耗數(shù)據(jù)。圖4給出了單位面積空調(diào)冷源能耗、空調(diào)熱源能耗和空調(diào)水系統(tǒng)能耗水平。由于調(diào)研醫(yī)院中的空調(diào)制冷主機(jī)包括電制冷主機(jī)和直燃型溴化鋰空調(diào)主機(jī)，能源形式分為電力和天然氣，故將空調(diào)冷源能耗的單位折算為標(biāo)煤能耗，以便后續(xù)對比和比較。

表1 7所醫(yī)院基本信息與全年能耗

圖1 不同醫(yī)院電耗折標(biāo)煤、燃?xì)庹蹣?biāo)煤占比情況

圖2 影響因素與醫(yī)院總能耗的關(guān)聯(lián)性

圖3 單位面積能耗指標(biāo)與先進(jìn)值和合理值

圖4 調(diào)研醫(yī)院單位空調(diào)系統(tǒng)分項(xiàng)能耗對比情況

從圖4中可看到，單位面積空調(diào)冷源能耗指標(biāo)最低的醫(yī)院均為A1醫(yī)院的3#樓，為3.98 tce/m2，而空調(diào)冷源能耗指標(biāo)最高的為B1醫(yī)院，達(dá)到9.02 tce/m2，大概是A1醫(yī)院3#樓能耗指標(biāo)的2.27倍。

本次調(diào)研的醫(yī)院空調(diào)熱源設(shè)備均為燃?xì)忮仩t，故本文中單位面積空調(diào)熱源能耗指標(biāo)單位取單位面積的天然氣能耗值m3/m2。最終發(fā)現(xiàn)單位面積空調(diào)熱源能耗指標(biāo)的最低值和最高值也分別為A1醫(yī)院3#樓和B1醫(yī)院，B1醫(yī)院的單位面積空調(diào)熱源能耗（7.52 m3/m2）也高出A1醫(yī)院3#樓能耗（3.43 m3/m2）兩倍多。

從單位面積空調(diào)水系統(tǒng)能耗來看，能耗最高的兩所醫(yī)院為A3和A4，分別為14.72 kWh/m2和16.74 kWh/m2，是其他幾所醫(yī)院空調(diào)水系統(tǒng)能耗指標(biāo)的2～3倍，可以判斷醫(yī)院A3和A4肯定存在著較大的空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)備設(shè)計(jì)和運(yùn)行問題。

3 討論

結(jié)合和對比7所醫(yī)院的實(shí)際運(yùn)行、用能管理情況和對應(yīng)的能耗指標(biāo)后，發(fā)現(xiàn)醫(yī)院在能源管理方面存在以下一些共性問題。

3.1 能源系統(tǒng)設(shè)計(jì)與設(shè)備選型不合理

通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)醫(yī)院A3的空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)備總配置功率達(dá)到1 102kW，單位面積水系統(tǒng)設(shè)備配置功率為11.02W/m2，醫(yī)院A4的空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)備總配置功率達(dá)到550kW，單位面積水系統(tǒng)設(shè)備配置功率為10.78 W/m2；同比A1醫(yī)院3#樓的空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)備總配置功率為292kW，單位面積水系統(tǒng)設(shè)備配置功率僅為7.12W/m2，可見A3醫(yī)院和A4醫(yī)院設(shè)備選型過大，功率配置過高，這是兩所醫(yī)院單位空調(diào)水系統(tǒng)能耗過高的原因。大多醫(yī)院存在主要能源設(shè)備設(shè)計(jì)選型過大，普遍存在較明顯的“大馬拉小車”現(xiàn)象，且設(shè)備臺數(shù)不合理，單臺設(shè)備能力過大，不利于部分負(fù)荷調(diào)節(jié)，既增加初始投資又提高了日常運(yùn)行成本。

從單位面積空調(diào)冷源能耗發(fā)現(xiàn)，A1醫(yī)院3#樓的能耗值遠(yuǎn)低于B1醫(yī)院。調(diào)研發(fā)現(xiàn)A1醫(yī)院3#樓已在2012年實(shí)施了空調(diào)冷機(jī)的節(jié)能改造，采用了高效變頻的離心式冷水機(jī)組，同時采用了高效的真空熱水機(jī)組作為空調(diào)熱源設(shè)備，而B1醫(yī)院的空調(diào)冷機(jī)是2004年生產(chǎn)的定頻離心式冷水機(jī)組，已投運(yùn)長達(dá)15年，能效衰減較為明顯，除此之外該醫(yī)院還采用低效的燃?xì)庹羝仩t作為空調(diào)熱源設(shè)備。從單位面積水系統(tǒng)能耗中發(fā)現(xiàn)醫(yī)院A3和A4的能耗過高與兩所醫(yī)院所用水泵均無變頻控制措施有關(guān)。無論建筑末端負(fù)荷高低，均處于工頻運(yùn)行狀態(tài)，造成能耗的浪費(fèi)，而A1醫(yī)院3#樓則對冷凍水泵和冷卻水泵均實(shí)施了變頻控制，有效降低了水泵運(yùn)行能耗。因此發(fā)現(xiàn)大多醫(yī)院在選擇冷機(jī)、鍋爐、水泵等時未選用行業(yè)領(lǐng)先的高能效產(chǎn)品，采購設(shè)備時偏保守，習(xí)慣選用傳統(tǒng)的成熟設(shè)備，不敢嘗試節(jié)能高效的新技術(shù)、新產(chǎn)品。

通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)B1醫(yī)院屬于花園式院區(qū)設(shè)計(jì)，院內(nèi)均為低矮的建筑且十分分散，在長距離管路輸送時管路輸送跑冒滴漏損失嚴(yán)重，且汽水換熱損失明顯，醫(yī)院鍋爐供能系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理是B1醫(yī)院空調(diào)熱源單位能耗大的原因之一。反觀B2醫(yī)院的單位面積綜合能耗值，能耗值最低的原因與醫(yī)院的用能建筑集中有關(guān)，沒有長距離的冷熱媒介質(zhì)輸送損失，且蒸汽發(fā)生設(shè)備和采暖設(shè)備分別采用能耗較高的蒸汽發(fā)生器和風(fēng)冷熱泵。

3.2 能源運(yùn)維管理工作專業(yè)性薄弱

通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，目前大多數(shù)醫(yī)院是由醫(yī)院后勤部門或委托物業(yè)管理公司來負(fù)責(zé)能源設(shè)備設(shè)施的運(yùn)維管理工作，專業(yè)人員欠缺，基本不關(guān)注或沒能力促進(jìn)設(shè)備系統(tǒng)的高效節(jié)能運(yùn)行。B1醫(yī)院的單位面積空調(diào)冷源能耗大于A1醫(yī)院3#樓的一部分原因就在于此：A1醫(yī)院3#空調(diào)機(jī)房由院方委托了專業(yè)的節(jié)能服務(wù)公司進(jìn)行日常的運(yùn)維管理，十分注重空調(diào)冷機(jī)的節(jié)能高效運(yùn)行控制；而B1醫(yī)院則由一般的物業(yè)公司進(jìn)行運(yùn)維管理，平時基本不關(guān)注空調(diào)冷機(jī)的運(yùn)行能效。這方面專業(yè)能源服務(wù)公司的優(yōu)勢明顯，專業(yè)化的節(jié)能管理可明顯降低醫(yī)院能耗。

3.3 基本能源設(shè)備維保工作不到位

經(jīng)調(diào)研了解，不少醫(yī)院沒有按照規(guī)范要求每年定期對主要能源設(shè)備設(shè)施進(jìn)行維保工作（如空調(diào)水處理、冷機(jī)及水泵的維保、自控系統(tǒng)的維保、冷卻塔的清洗維護(hù)等），往往是等到設(shè)備及系統(tǒng)出現(xiàn)故障后才不得不進(jìn)行維修，這也會大大降低了設(shè)備運(yùn)行的能效及其使用壽命。

3.4 醫(yī)院后勤在能源運(yùn)營管理方面專業(yè)人才欠缺

經(jīng)問卷調(diào)研發(fā)現(xiàn)很多醫(yī)院后勤管理人員并非設(shè)備設(shè)施管理及機(jī)電、暖通等專業(yè)，而是由醫(yī)生、護(hù)士、部隊(duì)干部等轉(zhuǎn)崗過來，缺乏能源運(yùn)營管理的專業(yè)知識，使得醫(yī)院后勤難以發(fā)現(xiàn)用能系統(tǒng)的問題，更提不出有效的節(jié)能解決方案。B2醫(yī)院由于實(shí)行了合理集中的用能管理，單位面積能耗值較低，可見有良好的運(yùn)營管理團(tuán)隊(duì)對降低能耗的影響。這也是本次研究工作中現(xiàn)場調(diào)研收集信息資料花費(fèi)了大量的精力、各醫(yī)院后勤提供的相關(guān)能源系統(tǒng)及運(yùn)行資料都不太齊全的原因之一。上述專業(yè)人才的欠缺，使得醫(yī)院后勤不太了解是否存在較大的節(jié)能潛力，同樣也是醫(yī)院后勤對于能源管理工作不夠重視的表現(xiàn)。

當(dāng)然要指出的是，本次研究限于時間和精力，調(diào)研收集的7所醫(yī)院能源情況資料尚不夠充分，并且調(diào)研的醫(yī)院樣本數(shù)量還不夠多。對于有效的能耗評價指標(biāo)，俞衛(wèi)剛[8]認(rèn)為不同醫(yī)院間用能模式差異較大，利用人均能耗費(fèi)用來衡量醫(yī)院能耗水平更為準(zhǔn)確，Alfonso等[9]認(rèn)為單位職工人數(shù)平均能耗和單位床位數(shù)平均能耗也是評價醫(yī)院能耗的指標(biāo)之一。因此，為了更好地對醫(yī)院能耗水平的探究，后續(xù)工作除了需要進(jìn)一步擴(kuò)大醫(yī)院調(diào)研樣本數(shù)量和對能源數(shù)據(jù)的采集量外，還需持續(xù)研究與醫(yī)院能源管理緊密相關(guān)的各維度能耗評價指標(biāo)，以促進(jìn)醫(yī)院能源管理工作的不斷提升。

4 結(jié)語

醫(yī)院能耗的高低除了與建筑面積、門急診量、病床數(shù)和職工人數(shù)有關(guān)外，還和供能系統(tǒng)方案、能源形式、設(shè)備選型與配置、運(yùn)維管理模式、建筑布局與負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)等均有一定關(guān)系。從多維度的能耗指標(biāo)去深入分析，可有效反映出醫(yī)院在能源系統(tǒng)設(shè)計(jì)、運(yùn)行及管理工作上存在的問題，并可進(jìn)一步找到解決方案，幫助醫(yī)院提升能源管理水平。故筆者建議醫(yī)院能源管理部門可逐步建立起基于能耗評價指標(biāo)的醫(yī)院能源管理體系，研究不同維度能耗指標(biāo)與相關(guān)能源系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)營之間的關(guān)聯(lián)，充分利用醫(yī)院分項(xiàng)計(jì)量系統(tǒng)有效采集和統(tǒng)計(jì)相關(guān)能耗評價指標(biāo)，從而可以從不同角度對醫(yī)院用能水平進(jìn)行評價，并在同類醫(yī)院之間進(jìn)行比較，反映醫(yī)院能源管理中的問題并及時采取優(yōu)化措施。