醫(yī)院建筑用能狀況分析與節(jié)能診斷 - 圖文-

1、醫(yī)院建筑用能狀況分析與節(jié)能診斷北京建筑工程學(xué)院劉玲玲李霄李德英摘要本文通過對調(diào)研統(tǒng)計數(shù)據(jù)和實際測試結(jié)果的分析,總結(jié)了北京醫(yī)院類建筑的能耗現(xiàn)狀及用能特點,并結(jié)合供暖系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)及生活熱水系統(tǒng)的實際測試結(jié)果,對北京醫(yī)院建筑存在的問題進行節(jié)能診斷及分析,提出了醫(yī)院建筑的主要節(jié)能策略。關(guān)鍵詞醫(yī)院建筑能耗節(jié)能Analysis on energy consumption status and diagnosis ofenergy efficiency of hospital buildings in BeijingAbstract:Through analyzing the survey data an

2、d actual test results of energy consumption and systemoperation,summarizes the energy consumption status and energy use characteristics of hospital buildings in Beijing.According to the actual test results of heating systems,air-conditioning system,and hot water system,diagnoses and analyses the pro

3、blems existed in Beijing hospital buildings,and puts forward themain energy saving measures.Keywords:hospital building,energy consumption,energy efficiency1概述醫(yī)院建筑的能耗主要由供暖、空調(diào)、生活熱水、照明、動力、辦公設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備、食堂及其它用能九部分構(gòu)成,其能源形式包括冷、熱、電、水、蒸汽、燃氣、燃油、燃煤及各種醫(yī)用氣體等。醫(yī)院建筑的能耗構(gòu)成復(fù)雜、能源形式多樣,從而導(dǎo)致醫(yī)院建筑能耗普遍偏大,有關(guān)資料表明,我國醫(yī)院建筑能耗是一般公共建筑的

4、1.62倍1-3。本文依據(jù)北京醫(yī)院建筑的能耗統(tǒng)計數(shù)據(jù),對醫(yī)院建筑的能耗特點進行了分析,并結(jié)合供暖系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、生活熱水系統(tǒng)的測試結(jié)果及診斷分析,提出了北京醫(yī)院類建筑相關(guān)的節(jié)能策略。2建筑能耗分析2.1醫(yī)院總能耗分析北京醫(yī)院建筑主要的能源形式包括電力、市政熱力、燃氣、燃油、燃煤等,對北京21個醫(yī)院的能耗調(diào)查結(jié)果見表1。從表1可以看出,醫(yī)院的能耗主要集中在耗電和耗燃氣方面,占醫(yī)院總能耗的86.9%(由圖1得到,因此,節(jié)電和減少燃氣消耗是醫(yī)院節(jié)能的重點。各醫(yī)院能耗差異較大,年單位建筑面積能耗為27.5155.7標煤/(a,能耗高的醫(yī)院約為能耗低的醫(yī)院的5.5倍。上述差異表明北京醫(yī)院建筑存在著巨大的

5、節(jié)能潛力。2.2醫(yī)院能耗特點以9、16號醫(yī)院為例,其能耗主要是電能、燃氣和水。對醫(yī)院2007年的能耗逐月進行統(tǒng)計和分析,得到如下結(jié)果:1醫(yī)院耗電主要集中在69月,占總耗電量的53.8%(由圖2得到。因此,夏季是耗電的主要月份,即使在夏初和夏末時,耗電量仍高于其他季節(jié),說明夏季運行節(jié)能潛力較大。2醫(yī)院消耗燃氣主要集中在冬季的11月到次年的三月之間,占總耗氣量的73.7%(由圖3得到。因基金項目:“十一五”國家科技支撐計劃重大項目(2006BAJ03A06-05表121家醫(yī)院能源資源消耗情況 圖1能源消耗及比例此冬季是消耗燃氣的主要月份。3醫(yī)院生活熱水用量每月變化基本不大(如圖4所示。經(jīng)計算得:全

6、年人均熱水用量約為50m/p,全年面均熱水用量約為1.5m3/。醫(yī)院生活熱水用量主要同醫(yī)院病房床位使用率和使用習(xí)慣有關(guān)4。 圖2逐月電耗比例圖3逐月燃氣消耗比例 圖4逐月消耗的生活熱水量2.3醫(yī)院高能耗的原因根據(jù)醫(yī)院實際能耗測量數(shù)據(jù),可以看出部分醫(yī)院存在運行能耗較高的問題,其原因是多方面的。第一,對于綜合醫(yī)院,大型醫(yī)療設(shè)備數(shù)量多且設(shè)備安裝功率較大,雖然設(shè)備自身用電時間短,但其保障系統(tǒng)的能耗較高,為了醫(yī)療設(shè)備短短幾秒鐘的正常運行使用,保障系統(tǒng)要長時間處于待電狀態(tài),使得其能耗遠遠高于醫(yī)療設(shè)備本身的能耗;各科室供暖時間不同步,供暖時間較長;內(nèi)區(qū)大、污潔要求分區(qū)、手術(shù)部面積大且潔凈級別高,使空調(diào)、通風

7、負荷較大5。第二,在醫(yī)院建筑設(shè)計方面,沒有采取減少建筑運營能耗的措施或采取的有效節(jié)能措施較少,所以造成醫(yī)院建筑整體能耗較高。以上表明,醫(yī)院建筑節(jié)能潛力還有待挖掘。3節(jié)能診斷及分析3.1鍋爐效率在醫(yī)院鍋爐房中,熱水鍋爐主要提供醫(yī)院采暖,而蒸汽鍋爐主要用來提供生活熱水和醫(yī)院消毒。蒸汽鍋爐的燃氣消耗量逐月變化不大(如圖5所示,不作為主要的節(jié)能對象考慮,故在此只考慮熱水鍋爐的效率。 圖5蒸汽鍋爐逐月消耗的燃氣量熱水鍋爐單日總供熱量Q1=GR(MJ(1式中:G鍋爐日平均耗氣量,m。R燃氣低位熱值,MJ。熱水鍋爐單日總釋放熱量Q2=LHtc(MJ(2式中:L系統(tǒng)循環(huán)水量,m/h。H鍋爐運行時間,h。t供回

8、水平均溫差,。c水的比熱,J/(g。熱水鍋爐效率=Q2/Q1(3根據(jù)以上公式,計算得到15號醫(yī)院的鍋爐平均效率為80.3%,與節(jié)能標準關(guān)于燃氣熱水鍋爐額定效率89%相比,效率偏低;16號醫(yī)院的鍋爐平均效率為90%,相對比較理想,但由于鍋爐是間歇運行,充分利用了余熱,延長了傳熱時間,所以鍋爐瞬時效率還是低于額定值。3.2水泵效率水泵的有效功率Pe=g QH(W(4式中:泵輸送液體的密度,kg/m3。g重力加速度,m/s2。Q水泵的流量,m3/s。H水泵的揚程,mH2O。水泵的效率=Pe/P(5式中:P軸功率,W。根據(jù)以上公式,對2、9、15、16號醫(yī)院的水泵效率進行了測試及計算,由測算結(jié)果得:水

9、泵的實際流量低于(高于額定流量,水泵的實際揚程高于(低于額定揚程,水泵的實際工況點偏離水泵的最佳工況點。3.3系統(tǒng)水力失調(diào)度通過對典型房間和不同支路回水管的溫度監(jiān)測,得出:醫(yī)院采暖管網(wǎng)系統(tǒng)普遍存在水力失調(diào)的問題。3.4冷凍水、冷卻水供回水溫度統(tǒng)計分析通過對16號醫(yī)院全年冷凍水、冷卻水供回水溫度及溫差的統(tǒng)計分析,得出:冷凍水進出水溫差過小,基本維持在0.51.5之間;冷卻水進出水溫差略小,基本維持在1.53.5之間;冷凍水實際流量偏大。3.5生活熱水運行策略分析生活熱水由蒸汽鍋爐或市政熱力提供,其運行策略多采用定出水溫度,在一次側(cè)蒸汽管道或一次側(cè)回水管道上設(shè)有溫控閥或電動調(diào)節(jié)閥。系統(tǒng)給水多依靠市

10、政壓力,基本無加壓設(shè)備。4節(jié)能策略醫(yī)院建筑節(jié)能涉及的環(huán)節(jié)多、方面廣,問題較復(fù)雜。本文分別從供暖系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)和生活熱水系統(tǒng)進行分析研究,并結(jié)合以上的節(jié)能診斷及分析,提出可行性的節(jié)能策略。4.1氣候補償器在供暖系統(tǒng)中,根據(jù)室外溫度的變化及用戶設(shè)定的不同時間內(nèi)對室內(nèi)溫度的要求,能按照設(shè)定補償曲線求出恰當?shù)墓┧疁囟?通過連續(xù)調(diào)節(jié)蒸汽電動閥開度,調(diào)節(jié)蒸汽流量,實現(xiàn)供熱系統(tǒng)供水溫度-室外溫度的自動氣候補償,避免產(chǎn)生室溫過高而造成能源浪費,對于不同系統(tǒng)采用氣候補償器后系統(tǒng)節(jié)能率可達5%10%。4.2水泵加裝變頻裝置針對采暖及空調(diào)循環(huán)泵效率偏低的情況,加裝變頻裝置,通過采用變頻技術(shù)可以降低循環(huán)水泵的電力消耗

11、,保守估計可節(jié)能30%。4.3供暖系統(tǒng)外網(wǎng)進行水力平衡調(diào)節(jié)在關(guān)鍵位置加裝或更換靜態(tài)平衡閥,根據(jù)管道所帶的供暖面積所需的循環(huán)水量調(diào)節(jié)靜態(tài)平衡閥門的開度,使各支管之間保持大致的平衡,解決局部房間偏冷問題。通過對系統(tǒng)管網(wǎng)水力平衡調(diào)試,降低了近端過熱房間采暖量,同時避免了遠端個別房間偏冷的現(xiàn)象,因此在減少熱能浪費的同時又提高了舒適度。對于不同系統(tǒng)采用水力平衡調(diào)試后節(jié)能率為3%-5%。4.4煙氣冷凝回收器利用以往直接排放掉的高溫煙氣與較低溫度的鍋爐回水進行熱交換， 提高鍋爐回水溫度， 降低燃氣 消耗，通過安裝煙氣冷凝回收器可節(jié)約燃氣量 4% - 6%。 4.5 冷凍水系統(tǒng)加裝變頻裝置 冷凍水供回水溫差過小，流量偏大，可加裝變頻控制裝置。對于末端為風機盤管（on/off 控制） 的系統(tǒng)，變頻控制信號應(yīng)以供回水溫差為依據(jù)。 5 結(jié)論 醫(yī)院作為公共建筑有其共同點， 普遍存在較大的節(jié)能潛力， 但由于醫(yī)院功能和環(huán)境控制的要求又有 其特殊性，常用的一些節(jié)能技術(shù)或措施不一定能用到醫(yī)院。特別是一些特殊功能的醫(yī)療科室，首先要了 解其通風空調(diào)的特點及技術(shù)措施， 尤其是無菌環(huán)境控制的手段， 最后有針對性的提出可行性的節(jié)能策略。 參考文獻 1 2 3 4 劉慧敏. 醫(yī)院建筑節(jié)能設(shè)計探討J. 中國醫(yī)院，2006，10（10）. 路賓，曹勇等. 上海醫(yī)院建筑用能狀況分析與節(jié)能