医院建筑节能改造现状与创新

医院建筑节能改造现状与创新

医院节能涉及医疗、教学、科研、预防和保健的各个方面，涵盖医院建设、运营、发展的各个阶段，大部分工作属于建筑节能范围，当然，这并不是说，医疗气体节能管理、车辆节能管理等工作不重要，本文主要就医院建筑节能进行讨论。从全生命周期的角度分析，与建筑相关的能源消耗包括建筑材料生产用能、建筑材料运输用能、房屋建造和维修过程中的用能以及建筑使用过程中的建筑运行能耗。建筑材料和建造过程所消耗的能源一般只占其总的能源消耗的20%左右，大部分能源消耗发生在建筑物运行过程中。因此，建筑运行能耗是医院建筑节能任务中最主要的关注点。

医院建筑运行能耗若按能源种类划分，可分为电、天然气、油、煤、水等。调查表明，大部分医院的用能以电和天然气为主，因此，节电和节气工作是医院节能的重点。此外，医院建筑运行能耗还可按用能子系统进行划分，如：采暖空调系统、卫生热水系统、电梯系统、照明系统、办公设备、医疗设备、洗衣房、食堂等。调查表明，医院主要用能系统为采暖空调系统、照明系统，其能耗占医院总能耗的比例高达60%～75%，是医院节能的重点。根据医院用能的特点，节能改造的范围包括围护结构、采暖空调系统（主机设备、输配系统、末端系统）、卫生热水系统、电梯系统、照明系统、供水系统、供电系统、洗衣房、食堂等。在节能改造过程中，除了建筑、设施设备等“硬改造”外，还应注重进行能源管理体系的“软改造”，如楼宇自动化系统、能源管理工具等。

概括而言，医院节能改造的基本模式主要包括六个环节，即：测试诊断→方案评审→工程设计→采购施工→运行管理→效果评估。此模式既适用于医院自行组织的节能改造项目，又适用于节能公司参与的合同能源管理项目，能够根据医院的实际情况最大程度地挖掘节能潜力、科学合理地降低改造费用，从而获得最佳的改造效果。

现状与问题

*规划与政策

我国没有常设的统一的节能主管部门（国家节能减排工作领导小组属于非常设机构，国家能源局不承担节能监管职责），而是将节能监管职能分解到相关部委，各部门条块分割、多头管理。

卫生行政部门在机关事务管理部门的指导下，开展医院节能工作，但很多停留在定期收集医院能耗数据报表的层面上。在医院节能的整体规划、节能标准制定方面，湖南做了很多工作；在医院节能监管和服务、改造项目推动方面，上海走在前面。

基于我国医院的现状，做好节能工作，依然要靠政府主导，大力推动。

首先是政策及规划的制定。专家认为，医院节能政策要激发起相关单位的内在动力，必须深入分析两

个“利益链”：一是医院节能的各个相关单位的利益链，即节能对每个单位有什么“好处”；二是落后技术迟迟不被淘汰的利益链，因为一些落后技术的长期存在，“养活”了相当一批人。这两条“利益链”，前者建立不起来，后者不被切断，就会导致很多节能措施无法广泛实施，以致医院节能工作进展缓慢。医院节能政策，应当以推进“两型社会”建设为导向，强化能耗审计与监管，实行能效公示和目标责任制考核，加大奖罚力度，大力推行合同能源管理、节能产品政府强制采购、建筑能耗定额和能源阶梯定价（超定额加价）制度。

其次是政策执行。长沙某三级医院使用电锅炉采暖，多年来一直未做改造，调查发现，该医院距离天然气管道不足20m远，完全可以改用燃气采暖，且改造的初期投资不大。而实际情况是该医院能耗很高，仅电锅炉的年耗电量，按火电发电标准煤耗折算，就超过3000吨标煤。因此，关键在于政策执行到位，否则，最新的技术、最先进的管理、最好的机制都不管用。

最后是监管与服务。做好节能监管与服务，目前有两项基础工作要做。对于医院，急需安装能源分项计量装置和监控系统，只有掌握分项能耗数据、了解设备实际用能工况，医院节能工作才会“心中有数”。对于主管部门，亟须建立能源监测平台，该平台与医院能源监控系统联网，有利于动态监管、有效监管，有利于及时调整政策、改善服务。

*方案评估与决策

通过对湖南“3+5”城市群18家二级以上医院的用能调查发现：12家医院或多或少做了节能改造，占总数的67%；仅有1家医院对各能源子系统安装了单独计量装置，有完善的能耗分项计量和监控系统；有3家医院做过全面的节能诊断，仅占总数的8%；全部为单一项目，没有一家采用全面的、系统的节能改造方案。

节能项目总计42个，其中，采用合同能源管理的项目有8个，占总数的19%，其余为医院自行组织改造项目；改造投资均不大，有30个项目的初期投资少于15万元，占总数的71%；技术方案单一，有23个项目采用照明改造或空调水系统变频改造，占总数的55%。

另外，大多数医院无整体的节能规划，短期行为较多，同一项目多次或重复改造；改造方案对充分利用现场条件考虑不够，对可再生能源利用考虑不够；不注重改造后的运行管理，维护成本较高；对减少医院整体能耗的效果不显著，或者没有评估过改造的效果。

经分析，大部分医院对于方案评估环节不重视或者节能诊断工作缺失，以至于决策不科学、主观随意性大，直接导致节能改造效果不够理想。

为此，建议各医院在进行方案评估时遵循以下原则：

改造方案考虑节能效益、经济效益与环境生态效益的平衡。一般而言，节能，也意味着省钱、减排。实际工作中，节能不等于省钱，节能不等于减排。例如：燃煤锅炉改用燃气锅炉，由于天然气价格较高，节能（减排）而不一定省钱；空调系统采用冰蓄冷技术改造，充分利用了较低的分时电价、冰蓄冷电价，

省钱但不一定节能；污水处理系统改造，由于环保标准的提高，减排但不一定节能。

改造方案既要考虑节能，还要考虑用能结构的优化。一方面，我国的电力生产以燃煤发电为主，发电厂排放的二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等，成为环境污染的“罪魁祸首”，从本质上说，电绝对不是清洁的能源。因此，减少用电量，是优化医院用能结构的必然要求。不少地区对医院综合电耗提出了限额标准，例如：对二级医院的综合电耗，湖南要求≤60kWh/（m2·a），浙江要求≤70kWh/（m2·a）。另一方面，医院应利用可再生能源作为用能补充（如太阳能、空气能、地热能等），条件许可时，尽量利用废能（如锅炉废热），可进一步降低医院的整体能耗，优化医院用能结构。

改造方案既要考虑用能总量的控制，还要考虑用能系统效率的提高。建筑节能的目标是在满足建筑运行服务的前提下，控制建筑用能总量，降低单位面积综合能耗，这已成为业界的共识。在此基础上，考虑系统节能，提高用能系统的整体效率。用能系统效率指一次能源利用率，所有二次能源（如电、蒸汽等）和耗能工质（如水、压缩空气等）均折算成一次能源，特别是电，要按火电发电标准煤耗折算（等价值）。医院应当对不同的用能需求作精细分析，以寻求用哪种能源、在哪个“梯级”加以合理利用；应当根据当地的具体条件使用合适的能源，尽可能消除能源转化和传输过程中不必要的环节；按照系统最优原则，对医院运营过程中的物质流和能量流进行充分集成与优化，使其效率最高。

另外，改造方案应考虑初投资、运行成本、回收周期等因素，考虑医院运营近况与长远计划、能源供应与价格、政府补贴与税收优惠、节能政策与监管、医院管理与技术进步等因素的变化。对于合同能源管理项目而言，节能公司还要考虑财务成本和各类风险。

*技术与管理

医院节能改造，首先应满足医疗与卫生要求。随着专业设计院、节能公司的参与，技术和管理方面完全能够满足医院节能的特殊要求。

现有的成熟节能技术很多，涉及到能源、建筑、暖通、电气、给排水、计算机和网络、医学工程等多个专业，关键是如何整合，技术运用不当可能导致更大的浪费。对节能公司而言，技术整合能力的强弱，关乎节能改造项目的成败。

通过走访吉林、北京、郑州、西安、成都、武汉、长沙、广州、上海、杭州等地的一些医院，我们发现大多数医院对于节能改造认识片面，普遍存在重视设备更新及技术改造，忽视项目管理和运行维护，重视“硬改造”，忽视“软改造”的问题。调查表明，建筑用能系统产生能源浪费的原因，人为的操作及保养所发生之浪费约占55%～58%，设备设施效率差导致的浪费约占42%～45%。因此，要实现节能改造效果，技术和管理这二者不可偏废。

这些医院采用了很多的节能技术，但有两个方面存在缺位：一是围护结构的改造基本上没有。进行围护结构改造，能有效减少医院建筑的冷负荷，大幅降低采暖空调系统的能耗。事实上，这方面的技术也很成熟，典型措施有：外墙隔热保温、三层玻璃窗户改造、外置遮阳板。二是对于医疗设备的节能大多数医

院没有考虑，个别医院仅仅对需要预热的设备做一些管理，没有其他措施。调查表明，医疗设备装机功率占医院用电设备的15%～22%（空调主机为溴化锂吸收式空调的情况除外），其节能潜力不可忽视。

不少医院的节能管理工作，缺少正确的财务控制。湖南益阳某县医院，燃煤锅炉改用燃气锅炉后，发现采暖季的能源费用居高不下，于是决定停机“节能”，此事将对医院声誉及服务质量带来很大影响。实际上，财务部门应积极参与医院能源管理，从成本、绩效等方面，及时分析、评价医院能源消耗状况，与节能部门一起，找出节能管理薄弱环节，使医院建立起符合自身特点的节能管理内控体系，促进医院管理层正确组织与管理，降低用能成本，实现效益最大化。

此外，对于节能公司，除了改善售后服务外，还可针对大多数医院缺乏能源技术和节能管理专才的现状，编制一些常识性、普及性的技术手册或者开发一些辅助软件，指导医院的节能管理。

*工作考核与评价

现代医院建筑具有综合性、复杂性、多样性及安全性等多重特征，在空间构造、用能状况、环境控制等方面与一般公共建筑存在很大差异这增加了医院节能工作考核与评价的难度。

我国没有制定统一的医院能耗评价指标，各地做法不一。

浙江规定：单位面积综合能耗、单位面积综合电耗为主要指标，并按三级医院、二级及以下医院两个档次分别规定。

湖南规定：单位面积综合能耗、单位面积综合电耗为主要指标，并按一级、二级、三级医院3个档次分别规定。另外，还根据年门诊人数制定了修正系数。

上海规定：床日能耗量为主要指标，床日能耗量=年能源总消耗量/（年床日数+年门急诊量/3）。

武汉提出：单位床位能耗量为主要指标，并根据年床位利用率制定修正办法。

经分析，仅用单位面积综合能耗指标，无法反映医疗技术的进步、医疗条件的改善、门急诊量的增长、住院天数的缩短、治愈率的提高等因素；仅用单位床位能耗量（或床日能耗量）指标，又无法反映医院面积规模、功能任务、设施条件、医疗服务质量等因素。研究表明，医院能耗与床位数存在线性关系；医院能耗与床位数、年床日数、建筑面积、年门急诊量的相关性依次为：床位数>年床日数>建筑面积>年门急诊量。

建议在制定医院能耗评价指标时，可采用单位面积综合能耗、单位面积综合电耗、床日能耗量为主要指标，并按医院等级、床位数分别规定。其中，床日能耗量=年能源总消耗量/ （年床日数+年门急诊量/3）。

另外，为了强调节能工作的经济效益，还可把“万元业务收入能耗支出”纳入医院绩效考核指标体系。

*医院节能产业发展

节能改造，对于医院而言，面临建设资金投入大、节能人才稀缺、工程经验不足等困难，存在不少资金和技术风险。如果采用合同能源管理机制，由节能公司与医院签订能源管理合同，为医院提供节能诊断、融资、改造、运行管理等一条龙服务，并以节能效益分享方式回收投资和获得合理利润，医院面临的这些

困难和风险，也就不成为一个突出问题。

现阶段，我国医院的节能改造以医院自行组织的方式为主，存在局部改造、单一项目、投资少等特点，全面、系统、多项目整合的医院节能改造案例寥寥无几。医院合同能源管理，多数项目不大，年节能量超过500吨标煤或年节能效益超过100万元的项目为数不多。我国医院节能产业尚处于起步阶段。

从产业发展的角度来看，医院节能产业的壮大依赖于节能服务产业的整体发展。我国节能服务产业起步晚，2010年国务院办公厅转发发展改革委等部门《关于加快推行合同能源管理促进节能服务产业发展意见的通知》后，节能服务产业才得以迅速发展。一段时期来，无论是政府、用能单位，还是设计院、设备制造商、施工企业、节能公司、中介机构、银行等参与各方，均偏好工业节能，工业节能潜力大、效果好、回报快。相对而言，建筑节能和公共机构节能发展较慢。

从医院发展的角度来看，医院节能产业的壮大依赖于医院管理方式的变革。首先，医院用能系统主要承担医疗服务的保障功能，属后勤服务工作，不是业务重点，没有引起足够重视，大多数医院未把节能工作列入到医院管理的重要日程上来。其次，医院缺乏实施节能改造的动力。调查表明，大多数医院的能耗支出占总支出的2%～3.5%，占后勤管理支出的12%～18%，能源占医院的运行成本不是太高，医院没有节能的积极性。只有改变传统的、粗放的管理方式，坚持节能降耗、科学管理，走可持续发展的路子，医院节能改造的潜在需求才能显现出来。

此外，医院采用合同能源管理机制进行节能改造也会存在一些新的问题，比如医院节能改造项目的赢利性弱，使得节能公司参与项目的积极性不高；现阶段节能公司很难通过银行等金融机构为节能改造项目融资，因资金不足，大量好的节能改造项目无法实施；节能公司按照工业节能项目的方式运作医院节能改造项目，由于缺乏运行管理队伍和医院服务经验，出现了缺平台、落地难、过程管理“孤军奋战”的被动局面。

发展与创新

医院节能改造面临的问题是发展中的问题，基于创新思维，我们认为，现阶段医院节能改造需要使用“组合拳”，即：宏观方面，采取规划、政策与市场相结合的办法；微观方面，采取设备、技术和管理相结合的策略。

*探索“两型”医院建设

近年来，在探索医院发展模式方面，山东、湖南等地提出了“两型”医院的发展模式。

根据湖南发布的“两型”医院建设标准，“两型”医院是坚持以患者为中心，以现代医疗技术和绿色医院人文关怀为基石，以打造良好医疗环境、畅通急救通道、提供优质医疗服务为主要内容，以实现医疗环境“零污染”、医患关系“零距离”、医疗保障“零障碍”为发展模式的现代医院。

“两型”医院建设指标体系框架包括：资源节约、环境友好、服务质量与效率、管理素质与发展潜力

4个分指标体系。

对医院而言，节能工作必须成为医院管理的重要内容。在“两型”医院建设的指标体系中，有很多是节能指标。

对政府主管部门而言，需要进一步拟定规划，推动示范工程，制定配套政策，加强行政指导，培育医院节能市场等。

对于市场参与各方而言，要看到医院节能改造的商务需求，还要研究医院节能改造的特点与规律，更要着重提高自身的服务能力，共同促进医院节能产业的快速发展。

*建设分布式能源系统

分布式能源系统是分布在用户侧的能源梯级利用和资源综合利用系统，具有灵活的变负荷、较低的初始投资、供电的高可靠性、很小的输电损失和极高的一次能源利用率等特点。上海黄埔中心医院建设了分布式能源系统。

我国主要推广天然气冷热电三联供系统。天然气冷热电三联供（Combined Cooling， Heating and Power，简称CCHP），是指以天然气为主要燃料带动燃气轮机或内燃机发电机等燃气发电设备运行，产生的电力满足用户的电力需求，系统排出的废热通过余热锅炉或者余热直燃机等余热回收利用设备向用户供热、供冷。经过一次能源的梯级利用使能源利用效率从常规发电系统的40%左右提高到80%左右，大量节省了一次能源。分布式能源系统中，各项终端供能的经济直供范围为：电，10kV，1km～2km；空调冷水，1km～1.6km；1MPa蒸汽，1km～2km；60℃左右采暖和生活热水，4～5km。所对应的最大经济供应范围为6～12km2。按照此经济供能半径，应发展50～100MW左右规模的分布式能源站。

分布式能源系统设备复杂、技术多样，对后期管理的要求高，仅仅适用于大型综合性医院的节能改造。国外的研究表明，采用天然气冷热电三联供系统，减少建筑运营成本达到21%以上。

*构建建筑EPC项目管理信息系统

与建筑相关的能源管理系统很多，如楼宇自动化系统、能耗监测系统等。一般，这些系统均是针对某个项目定制设计，不能现场组态。楼宇自动化系统的控制策略较专业，需要专门培训才能掌握，其造价较高，使大多数医院特别是二级医院“望而却步”。能耗监测系统具备能源计量监测、统计分析等功能，不能控制用能设备。

建筑EPC项目管理信息系统（Building Energy Performance Contracting-Project Management Information System，简称BEPC-PMIS），是将高效用能设备、节能控制技术与专家管理经验整合在一起的应用平台，运用现场网络技术、智能设备、无线联网、云计算等技术手段，融合成本分析、绩效管理、盈亏平衡分析、线性规划等管理工具，按照“精细化、模块化、标准化”的项目管理思路，为大型公共建筑用能系统的运营管理工作提供支持。

BEPC-PMIS为运行监控软件、现场网络、自控单元三级结构组成。在第一级，可同时与远程监控终端

和大型公共建筑能源监测系统接口；在第二级，可通过无线联网技术来连接智能设备。

BEPC-PMIS示意图

运行监控软件采用工业组态软件设计，共分为管理范围、项目交接、运行管理、能源及成本管理、维护及安全管理5大功能模块，根据用能系统运营管理要求，五大模块又细分为38个子模块。

现场网络为分散分布式结构，自控单元根据监测、控制对象而定，均可自由组合。

*推进物业能源管理

物业能源管理（property energy management，简称PEM），是在建筑节能领域实施合同能源管理的一种创新性节能服务模式，其基本形式是利用传统的物业管理平台开展合同能源管理业务，主要特征是在物业管理服务中融入节能服务，达到为业主节能减排、为物业管理公司增加经济收益的目的。

物业管理公司与节能公司相结合，一方面，使得节能公司有了一支项目管理队伍，合同能源管理项目有了一个“当地托管方”；另一方面，使得物业管理公司拓展了业务范围。

物业能源管理首选的节能服务模式应该是“集成运营商”，这是因为物业管理公司都是资源性平台，有条件实现节能技术、设备、管理的落地。目前，节能公司十分需要像物业管理公司这样的平台接入商，解决在建筑节能市场开发和准入方面的困境。这种模式的出现，将极大地促进建筑节能产业的发展。