程子偉（上海市中醫(yī)醫(yī)院， 上海 200071）

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，醫(yī)院建設(shè)取得了前所未有的發(fā)展。新興醫(yī)療學(xué)科、高科技醫(yī)療技術(shù)與診療設(shè)備對(duì)建筑功能、設(shè)備設(shè)施系統(tǒng)、就醫(yī)環(huán)境和工作環(huán)境等提出了更高的要求。因此，醫(yī)院建設(shè)規(guī)模擴(kuò)大的同時(shí)，能耗不斷上升使得醫(yī)院成為能耗最大的公共建筑之一，其能耗是一般公共建筑的 1.6～2.0 倍。

上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬新華醫(yī)院創(chuàng)建于 1958年，目前已是學(xué)科門類齊全、具有專業(yè)特色，集醫(yī)、教、研和管理于一體的綜合性三級(jí)甲等醫(yī)院。醫(yī)院從“九五”時(shí)期開始，陸續(xù)建成了外科綜合樓、科技樓、醫(yī)療保健綜合樓、兒科綜合樓等 28 棟單體建筑，建筑面積由初期的約 7 萬 m2擴(kuò)增至約 25 萬 m2，建筑面積擴(kuò)增 3 倍多，占地面積由 70 畝（約 46666.67 m2）擴(kuò)增至 107 畝（約 71333.33 m2）。早期建設(shè)缺少總體規(guī)劃與發(fā)展構(gòu)想，導(dǎo)致院區(qū)建筑布局分散，業(yè)務(wù)形式與建筑功能較為復(fù)雜。

以新華醫(yī)院為典型案例，深入探索分析上海市大型分散式布局綜合醫(yī)院的節(jié)能路徑，研究建立實(shí)現(xiàn)醫(yī)院節(jié)能、安全、高效運(yùn)行管理的方法體系，對(duì)全社會(huì)層面實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展具有重要的指導(dǎo)意義。

1 醫(yī)院布局與能源管理關(guān)系探討

1.1 醫(yī)院布局分類

基于醫(yī)院建筑總體布局的特點(diǎn)，可將醫(yī)院平面布局分為相對(duì)分散式、半集中式、集中式三種類型[1-2]，詳見表 1 。

表1 三類醫(yī)院布局形式及其特征

（1）分散式布局。在分散式布局中，各建筑之間相對(duì)獨(dú)立設(shè)置，各部分醫(yī)療功能和服務(wù)用房分別布置于獨(dú)立的建筑物內(nèi)，根據(jù)功能關(guān)系疏密與否，選擇性地加設(shè)連廊連接。新華醫(yī)院目前的院區(qū)建筑分布符合分散式布局的特征。

（2）半集中式布局。半集中式布局往往將門診、醫(yī)技和住院功能區(qū)進(jìn)行獨(dú)立設(shè)置，通過連廊將建筑連為一體。根據(jù)連廊和各單體建筑的關(guān)聯(lián)形式，又可分為軸線連通式和枝狀串聯(lián)式。半集中式的建筑功能組合形式，具有節(jié)約用地、流線便捷等特點(diǎn)。

（3）集中式布局。集中式將門診、醫(yī)技和病房等主要醫(yī)療功能揉和在一個(gè)主體建筑物內(nèi)，是近年來發(fā)展較快的一種組合模式。此種模式布局緊湊，適應(yīng)大中城市日益緊張的用地狀況。

1.2 分散式布局對(duì)能耗影響

重點(diǎn)圍繞醫(yī)院的分散式布局與能源使用，特別是供熱系統(tǒng)之間的關(guān)系進(jìn)行了分析和總結(jié)。目前醫(yī)院分散式布局與能源管理之間的矛盾，主要表現(xiàn)在以下 3 個(gè)方面。

（1）建筑組團(tuán)呈水平分散式布局，供熱輸送距離增加，系統(tǒng)效率降低。醫(yī)院早期規(guī)劃建設(shè)的鍋爐房采用集中供熱方式，蒸汽鍋爐集中產(chǎn)生蒸汽供冬季采暖、全年生活用熱水、醫(yī)療器械消毒、衣物洗滌以及食堂蒸汽使用。新華醫(yī)院鍋爐房布置在醫(yī)院西北角位置，鍋爐系統(tǒng)蒸汽管道最長(zhǎng)距離約 1300 m，面臨管網(wǎng)復(fù)雜、用能分布區(qū)域廣、輸送距離遠(yuǎn)、沿途跑冒滴漏嚴(yán)重、傳輸熱量損耗高等問題。醫(yī)院鍋爐房與供熱區(qū)域位置如圖 1 所示。

圖1 新華醫(yī)院鍋爐房與供熱區(qū)域位置示意圖

（2）單體建筑豎向呈多功能多科室混合布局，用能負(fù)荷分散，系統(tǒng)低效運(yùn)行。醫(yī)院提供醫(yī)療服務(wù)科室部門主要有急診部、門診部、醫(yī)技科、住院部、手術(shù)室、康復(fù)中心等。各科室用能規(guī)律不統(tǒng)一，導(dǎo)致建筑日內(nèi)負(fù)荷變化較大。在這種情況下，鍋爐處于低負(fù)荷率運(yùn)行，從而導(dǎo)致“大馬拉小車”現(xiàn)象。

（3）空間流線復(fù)雜分散，人員活動(dòng)效率低，時(shí)間長(zhǎng)。大型綜合醫(yī)院業(yè)務(wù)規(guī)模較大，人員流動(dòng)頻繁。一方面導(dǎo)致醫(yī)院內(nèi)部垂直交通能耗增加；另一方面，流線分散也導(dǎo)致病人在各區(qū)域、各樓棟之間穿梭，影響樓內(nèi)空調(diào)氣流組織，促使樓內(nèi)冷量/熱量向外部散失，增加了系統(tǒng)的負(fù)荷需求，導(dǎo)致能耗上升。

1.3 分散式布局能源管理難點(diǎn)

（1）管理范圍廣，設(shè)備復(fù)雜多樣。醫(yī)院能源結(jié)構(gòu)復(fù)雜，用電設(shè)備種類繁多，其用能系統(tǒng)要比一般公共建筑要復(fù)雜許多。例如，對(duì)于新華醫(yī)院供暖時(shí)，蒸汽通過蒸汽管道輸送至各主要大樓的分汽缸，再根據(jù)“汽－水”換熱器進(jìn)行“水－水”換熱，提供末端所需生活熱水及冬季采暖。蒸汽從鍋爐房出來，沿途經(jīng)過 5 個(gè)區(qū)域換熱站，設(shè)備繁多，管理模式復(fù)雜多樣[3]。

（2）節(jié)能改造難度大、周期較長(zhǎng) 。醫(yī)院在運(yùn)行過程中需要為病人提供全天候保障。為實(shí)現(xiàn)對(duì)醫(yī)院能源的有效管理，實(shí)施節(jié)能改造措施是可行途徑之一。醫(yī)院實(shí)施設(shè)備改造應(yīng)在確保醫(yī)院正常運(yùn)營(yíng)的條件下逐步實(shí)施，對(duì)改造的合理順序進(jìn)行周密安排，確保新老系統(tǒng)過渡的合理性和可實(shí)施性。改造前應(yīng)制定分期規(guī)劃，因此醫(yī)院節(jié)能改造實(shí)施周期長(zhǎng)、協(xié)調(diào)因素較多，導(dǎo)致節(jié)能改造過程較為復(fù)雜。

2 分散式布局醫(yī)院實(shí)施能源精細(xì)化管理的必要性

精細(xì)化管理作為一種管理理念和管理技術(shù)，已成功運(yùn)用于各種復(fù)雜系統(tǒng)的管理中，也同樣適合于大型分散式布局醫(yī)院的能源管理。基于“關(guān)注精細(xì)、立足專業(yè)、科學(xué)量化”的原則，醫(yī)院通過制度標(biāo)準(zhǔn)化、流程標(biāo)準(zhǔn)化，內(nèi)部形成一套能源計(jì)量→能耗分析→節(jié)能措施→量化評(píng)估的閉環(huán)能源管理機(jī)制。通過能源計(jì)量、能耗分析等標(biāo)準(zhǔn)化流程，定量評(píng)估能源成本與業(yè)務(wù)量的關(guān)聯(lián)關(guān)系，進(jìn)而挖掘節(jié)能空間。隨著數(shù)據(jù)的積累以及不斷改進(jìn)，形成醫(yī)院切實(shí)可行的能源績(jī)效指標(biāo)，并為精細(xì)化管理提供量化、準(zhǔn)確的考核要求，最終使得醫(yī)院的能源管理工作實(shí)現(xiàn)目標(biāo)明確、考核有據(jù)、流程高效、持續(xù)運(yùn)行。

3 醫(yī)院能源精細(xì)化管理體系建設(shè)路徑

3.1 總體規(guī)劃

總體規(guī)劃先要摸清家底、掌握現(xiàn)狀。通過對(duì)建筑能源使用情況進(jìn)行一次全方位的“體檢”，并出具“體檢報(bào)告”，了解在能源管理工作中存在的問題和不足，在此基礎(chǔ)上建立醫(yī)院中長(zhǎng)期總體節(jié)能規(guī)劃。為保證醫(yī)院建設(shè)的高效和經(jīng)濟(jì)，無論是新醫(yī)院建設(shè)，還是老醫(yī)院改造，都應(yīng)制定一個(gè)基本建設(shè)總體規(guī)劃，進(jìn)而指導(dǎo)一定時(shí)期內(nèi)的醫(yī)院建設(shè)工作，保證建設(shè)發(fā)展的科學(xué)性，確保規(guī)劃先行，分步實(shí)施。2018年，新華醫(yī)院委托上海建科院開展能源審計(jì)，通過審計(jì)主要解決了3 個(gè)問題。

（1）掌握能源結(jié)構(gòu)，把握節(jié)能重點(diǎn)。分析發(fā)現(xiàn)醫(yī)院建筑總能耗中，采暖空調(diào)系統(tǒng)能耗占比為 25%；生活熱水系統(tǒng)能耗占比為 8%，照明系統(tǒng)能耗占比為 13%。這 3 部分的內(nèi)容應(yīng)作為節(jié)能的重點(diǎn)。此外，由于缺少精細(xì)化能源計(jì)量手段，計(jì)量器具配備率不高，所以 46% 的能耗無法進(jìn)行詳細(xì)拆分，而這部分能耗主要是醫(yī)療設(shè)備用能。

（2）分析節(jié)能漏洞，測(cè)算節(jié)能空間。通過第三方專業(yè)機(jī)構(gòu)對(duì)醫(yī)院進(jìn)行用能“體檢”，出具專業(yè)能源審計(jì)報(bào)告。醫(yī)院初步分析存在 20% 的節(jié)能空間，可以進(jìn)行照明的節(jié)能控制、集中蒸汽鍋爐改造、溴化鋰機(jī)組改造等節(jié)能措施。

（3）系統(tǒng)診斷問題所在，提出節(jié)能規(guī)劃。結(jié)合醫(yī)院中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃，從節(jié)能技改措施、能源資源日常運(yùn)行管理制度建設(shè)、基于精細(xì)化的智慧能源管理系統(tǒng)建立 3 方面提出節(jié)能可持續(xù)發(fā)展建議，使醫(yī)院向經(jīng)濟(jì)高效的目標(biāo)邁進(jìn)。

3.2 精細(xì)管理

精細(xì)化管理是“自上而下”的質(zhì)量監(jiān)管體系。醫(yī)院主要領(lǐng)導(dǎo)應(yīng)牽頭設(shè)計(jì)頂層能源方針、建立專門管理團(tuán)隊(duì)、制定節(jié)能目標(biāo)、落實(shí)節(jié)能措施；并定期進(jìn)行考評(píng)和回顧，督促改進(jìn)完善，形成管理閉環(huán)。通過此機(jī)制，新華醫(yī)院先后引入了 LED 燈具改造、太陽能熱水改造、開水器改造、熱水鍋爐改造等多項(xiàng)技術(shù)節(jié)能措施，節(jié)能效果良好。

運(yùn)行階段建立醫(yī)院設(shè)備運(yùn)行管理制度，如：①加強(qiáng)中央空調(diào)系統(tǒng)維護(hù)，對(duì)全院冷凍水泵、冷卻水泵更換軸承、更換密封圈、檢查線圈、清洗過濾網(wǎng)。冷卻水塔更換填料、清洗積水盤、檢查風(fēng)機(jī)皮帶，以及清洗風(fēng)機(jī)盤管、新風(fēng)機(jī)箱、空調(diào)機(jī)箱、送風(fēng)管口等。嚴(yán)格控制室內(nèi)溫度，夏季室溫 24～26 ℃，冬季室溫 20～22 ℃。②優(yōu)化鍋爐節(jié)能管理，增加蒸汽管路保溫，更新熱水箱；設(shè)定合理開停鍋爐和用汽時(shí)間，合理調(diào)整鍋爐燃料配比，增加水質(zhì)化驗(yàn)次數(shù)，減少排污量；合理調(diào)整離子桶軟化水水位。③對(duì)全院排風(fēng)機(jī)進(jìn)行排查，重新設(shè)定定時(shí)區(qū)間并專人巡視，所有總排風(fēng)機(jī)(廁所、污物間等處)每天 7：00－11:00、13:00－19:00 定時(shí)開閉，部分樓宇廁所應(yīng)用人體感應(yīng)開關(guān)控制廁所內(nèi)換氣扇的開啟。

3.3 精準(zhǔn)計(jì)量

沒有監(jiān)測(cè)就沒有管理，因此能源管理和節(jié)能工作的基礎(chǔ)是做好能耗監(jiān)測(cè)。新華醫(yī)院自 2014年開始建設(shè)電能計(jì)量系統(tǒng)，主要包括運(yùn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)視、分析對(duì)比、故障報(bào)警、報(bào)表管理等功能，但系統(tǒng)重建設(shè)、輕運(yùn)維、弱應(yīng)用，數(shù)據(jù)采集的全面、及時(shí)、準(zhǔn)確需要進(jìn)一步加強(qiáng)，數(shù)據(jù)分析對(duì)能源管理的作用需要提升，節(jié)能技改工作必須閉環(huán)。難以準(zhǔn)確掌握醫(yī)院分類、分項(xiàng)、分級(jí)、重點(diǎn)用能區(qū)域和設(shè)備等能耗數(shù)據(jù)，將不利于提高管理效率，會(huì)影響能源管理、節(jié)能改造等決策，亟須升級(jí)改造。改造步驟如下。

（1）建立醫(yī)院能源指標(biāo)體系?？筛鶕?jù)不同功能區(qū)域進(jìn)行劃分，同時(shí)，各用能系統(tǒng)也可繼續(xù)向下分解，按功能模塊進(jìn)行拆分，以此做到精細(xì)化管理。能源指標(biāo)體系的建設(shè)不僅要設(shè)定整體能源基準(zhǔn)，還要對(duì)各功能區(qū)域如門診、急診、手術(shù)室、各單體辦公建筑、地下停車庫，以及各類設(shè)備系統(tǒng)如生活熱水系統(tǒng)、供暖系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等制定相關(guān)能源績(jī)效參數(shù)。

（2）提高計(jì)量器具配備率。建立分戶、分區(qū)、分設(shè)備 3 級(jí)計(jì)量體系，通過對(duì)用能樓宇、重點(diǎn)用能區(qū)域和重點(diǎn)用能設(shè)備的全覆蓋，為精準(zhǔn)計(jì)量打下扎實(shí)基礎(chǔ)。

（3）基于能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)進(jìn)行節(jié)能管理。不斷研究和分析醫(yī)院用能的特征，基于能耗監(jiān)測(cè)大數(shù)據(jù)和分析算法，建立準(zhǔn)確的醫(yī)院能耗模型；并結(jié)合醫(yī)院的管理情況，促進(jìn)醫(yī)院的管理節(jié)能工作的從粗放型管理階段向精細(xì)化管理階段的提升。

3.4 智慧運(yùn)維

針對(duì)醫(yī)院智慧運(yùn)維管控需求，基于物理網(wǎng)技術(shù)的建筑設(shè)備設(shè)施運(yùn)行狀態(tài)的泛在感知技術(shù)，建立以輕量化 BIM 模型為支撐的實(shí)體精準(zhǔn)映射數(shù)字孿生基礎(chǔ)模型平臺(tái)。研究通過端邊云協(xié)同技術(shù)，柔性指引和操控建筑的能源管理?；谥R(shí)圖譜和多源數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)性維保技術(shù)，利用建筑數(shù)據(jù)資產(chǎn)，輔以 AI 智能決策，研發(fā)資產(chǎn)數(shù)字化、樓宇自動(dòng)化、運(yùn)維可視化、管理信息化等一體化醫(yī)院的智慧運(yùn)維一體化管理控制平臺(tái)，并基于平臺(tái)開展密集城區(qū)既有園區(qū)可持續(xù)更新改造和智慧運(yùn)維工程示范。

4 結(jié)語

大型分散式布局由于建筑體量大、布局分散、能效較低，更加凸顯能源管理的重要性。醫(yī)院的節(jié)能管理具有復(fù)雜性和系統(tǒng)性，首先要做好頂層規(guī)劃和整體設(shè)計(jì)。通過對(duì)醫(yī)院開展全面能源審計(jì)，可確保節(jié)能措施的針對(duì)性和經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)，進(jìn)一步健全醫(yī)院的內(nèi)部運(yùn)行機(jī)制，建立能源管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)能耗精準(zhǔn)計(jì)量，促進(jìn)醫(yī)院的管理節(jié)能工作的從粗放型管理階段向精細(xì)化管理階段的提升。建設(shè)醫(yī)院成為節(jié)能、安全、高效的現(xiàn)代醫(yī)院。