能源審計，挖掘醫院空調系統節能潛力

醫院建筑作為典型的公共建筑，能耗是普通公共建筑的1.6-2倍[1]，在醫院的各用能系統中，空調系統能耗比例最大，節能潛力也非常巨大。2019年9月至11月期間，在聯合國開發計劃署全球環境基金小額贈款計劃的支持下，由磐之石環境與能源研究中心與中國建筑節能協會綠色醫院專業委員會聯合執行的“醫療衛生機構空調系統能源審計和節能改造示范項目”委托，同濟大學蘇醒副教授團隊以復旦大學附屬華山醫院為研究對象，對其空調系統進行專項能源審計，對空調系統運行能效進行評估，并提出了針對性的節能運行和改造建議。

 

復旦大學附屬華山醫院作為一所行業領先的，集醫、教、研于一體的三級綜合性醫院，在醫院節能方面起步較早，建立了能耗監管平臺，實現了全院的電、水、天然氣、冷熱量、蒸汽用量實時監測，并對醫院空調建立了專項監控系統，開展了節能燈具更換、鍋爐煙氣余熱回收、節水器具更換及水平衡測試等節能節水工作，取得了較好的節能節水效果。

 

為了進一步挖掘節能潛力，審計團隊首先依托醫院的能耗監管平臺提供的能耗數據，對近年來全院建筑分類分項能耗進行了詳細統計分析，并參考上海市《市級醫療機構建筑合理用能指南（DB 31/T553-2012）》，對建筑用能指標進行對標分析，建筑綜合能耗指標為31.78kgce/m2.a，滿足醫療機構建筑合理用能指南規定的先進值要求（≤58 kgce/m2.a），在上海市同規模醫院中處于領先水平。能源審計團隊針對醫院最常見的門急診大樓和住院樓進行深度分析，采用多種數學模型對建筑能耗進行拆分對比，得到空調系統、照明插座、動力用電、特殊區域等分項能耗構成，空調系統能耗占比為35-40%之間，總能耗和空調系統能耗分別為1023tce折標煤量和499tce折標煤量，并且以此為能耗基線，為節能改造效果分析提供基礎。

 

 

其次對兩類建筑進行了室內環境和空調系統專項檢測。建筑室內環境方面重點檢測分析了不同區域、房間的溫度和二氧化碳濃度數據，發現兩個方面的主要問題：一是大部分區域的實際溫度值比設計值低2-3℃左右，如果適當提高末端送風溫度，有可能顯著降低空調系統能耗。二是通過建筑內部典型位置的CO2濃度連續監測，發現CO2濃度空間分布極不均勻，部分區域如人員排隊區、輸液區等CO2濃度偏高且波動較大，部分區域如CT操作室、門診室等CO2濃度長期維持在較低水平，初步判斷如果將空調系統運行與人員流向結合起來，一方面可以改善人員密度較大區域的空氣品質，另一方面也可以通過新風量的整體降低實現節能的目的。

 

空調系統專項檢測方面，重點檢測了空調箱和冷源系統設備相關的性能，根據ASHRAE（美國采暖、 制冷與空調工程師學會）推薦的高效機房指標體系，EER（能效比）大于5.0為高效機房最低標準，而實測的制冷機房性能系數均小于5.0，仍有較大的能效提升空間，同時還存在部分空調箱的實測風量和實測功率低于銘牌標示值。通過進一步調研，了解到目前醫院空調系統的運行主要依靠操作人員經驗來調節，特別是機組、水泵等設備主要靠經驗來進行臺數控制，缺乏針對醫院空調負荷動態特征的控制策略指導。

 

針對以上兩大方面的問題，審計團隊提出三個主要建議：一是對空調風系統、水系統進行專業化調適，重點解決個別房間、區域的風量不足問題；二是將實現新風閥與CO2濃度的聯動控制，解決大部分區域大部分時間新風量過高問題；三是對能耗監管平臺進行深度數據挖掘，識別醫院不同建筑空調負荷動態特征，結合數值仿真方法提出空調系統能效提升運行策略，指導空調系統節能運行。

 

此次能源審計發現的溫度及CO2濃度區域分布不均勻、空調系統運行與人員流量關聯不足等問題在醫院建筑中普遍存在，其他醫院在開展空調系統節能工作時可重點關注這些方面，但仍要具體問題具體分析，通過開展深度能源審計進一步分析問題并提出問題解決方案。

 

注釋：

[1]田偉，李瑞杰，周志仁．上海醫院建筑節能改造案例分析［J］．建筑科學，2011，27( 4) : 109－114

 

作者：蘇醒（同濟大學）