大型综合医院暖通空调系统绿色低碳新技术
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><a style="color: red;"><span style="color: green;"><span style="color: green;"><img src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_jpg/UjYicib5jNO7M59qpWGu9bJrgboLsuOxfJmXwuiaw4LMEKMf071vrlB9qVuCnibGfLyDd1apBbpibHk7aZEibwu5P0Dw/640?wx_fmt=jpeg&tp=webp&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1" style="width: 100%; margin-bottom: 20px;"></span></span></a></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;">长按识别二维码查看</span></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;">文 | 浙江大学建筑设计研究院有限公司 孙涛</span></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;">本文回顾了大型综合医院建筑用能现状,指出医院建筑推进绿色低碳技术的紧迫性和必要性。分析了医院建筑<span style="color: green;">用能特点和暖通空调系统在推进医院建筑绿色低碳化中的关键作用。针对数字化、智能化和能源多元化带来的新动能、新机遇,对医院供冷、供热的新型低碳优化的新型手段和技术路径进行了阐释。本文最后还介绍了若干经过项目验证,切实可行的暖通空调低碳措施供医院建设者参考。</span></span></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;">【关键词】暖通空调;低碳;建筑节能;新技术</span></p><strong style="color: blue;">0</strong><strong style="color: blue;">1</strong><strong style="color: blue;"> 综合医院建筑能耗现状</strong><span style="color: green;">在工程建设领域,大型综合医院作为用能大户,建筑节</span><span style="color: green;">能工作往往被忽视。究其原因,能耗费用在医院日常运营支</span><span style="color: green;">出中的占比并不高。全国100家综合医院能耗统计数据表明,</span><span style="color: green;">三级医院平均能源支出占医院总支出的 2.82%,各类医院的</span><span style="color: green;">平均值为 2.09%。调查数据还揭示大型综合医院单位用能水</span><span style="color: green;">平显著高于同地区的商业办公建筑,其中单位建筑面积空调</span><span style="color: green;">能耗约为商业办公类建筑的 1.6-2.0 倍。</span><span style="color: green;">目前,长三角地区三级医院建筑能耗水平已经超过发</span><span style="color: green;">达国家同等规模医院,其中英国医院建筑目前的平均水平为</span><span style="color: green;">245KWh/m².a,英国现行节能标准要求新建医院的能耗水平</span><span style="color: green;">不得超过 170KWh/m².a。并且随着医院业务需求和服务标</span><span style="color: green;">准的提高,综合医院年均能耗水平上升的趋势还未根本改变。在</span><span style="color: green;">可以预见的将来,如果不采取强有力的干预措施,医院的</span><span style="color: green;">能耗水平还将继续攀升。</span><span style="color: green;">加快建筑领域绿色低碳转型,实现建筑领域碳达峰、</span><span style="color: green;">碳中和是一场广泛而深刻的系统性社会变革。节能是实现</span><span style="color: green;">建筑领域绿色低碳目标的关键手段。国务院办公厅国办发〔</span><span style="color: green;">2019〕4 号文件《关于加强三级公立医院绩效考核工作的意见》</span><span style="color: green;">对三级公立医院提出能耗考核要求,万元收入相对应的水、电、</span><span style="color: green;">气、热等能耗支出折算为吨标煤后纳入医院年度考核计分体</span><span style="color: green;">系。当前,各省市纷纷推出各自的建筑领域碳达峰、碳中和</span><span style="color: green;">行动计划。</span><span style="color: green;">可见,以往高投入、高消耗、高排放的粗放式的</span><span style="color: green;">医院建设模式在新形势下将难以为继。</span><span style="color: green;">考虑到综合医院的建设和用能的复杂性,扭转能耗上升</span><span style="color: green;">趋势实现建筑碳达峰的任务十分艰巨。因此,新建医院应该</span><span style="color: green;">未雨绸缪及早规划合理建筑节能方案和应用适用的绿色低碳</span><span style="color: green;">措施,实现绿色低碳措施的同步规划、同步设计、同步建设、</span><span style="color: green;">同步验收。</span><strong style="color: blue;">0</strong><strong style="color: blue;">2</strong><strong style="color: blue;"> 综合医院的用能特点</strong>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;">综合医院用能种类繁多,冷、热、电、水、蒸汽、天然气、</span><span style="color: green;">医用气体。其中,采暖、通风、空气调节和供热能耗占有很</span><span style="color: green;">大份额。各种统计均显示暖通空调和蒸汽动力系统的能耗在</span><span style="color: green;">医用建筑总能耗中所占份额最大,位于杭州的某省级三甲医</span><span style="color: green;">院的暖通空调能耗占医院总能耗的53%。发达国家的情形与</span><span style="color: green;">此类似,日本医院典型暖通空调能耗占比值 51.7%,美国为</span><span style="color: green;">67%。</span></p><strong style="color: blue;">0</strong><strong style="color: blue;">3</strong><strong style="color: blue;"> 新技术赋能医院建筑低碳新路径</strong>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;">实现节能减排,除了提高机电设备能效水平外,更要看</span><span style="color: green;">到数字化、网络化、智能化为建筑节能注入的新动能、新机遇。</span></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;">人工智能与信息技术赋能建筑机电系统带来设备系统范式的</span><span style="color: green;">转换和系统构架的变革。面向未来的医院机电系统将来不再</span><span style="color: green;">是一个个孤立运行设备的组合。应用物联网和人工智能技术</span><span style="color: green;">在整个医院院区尺度内全局协同和优化设备运行已经初见成</span><span style="color: green;">效,并有了具体的实践。建筑信息模型(BIM)为医院物业</span><span style="color: green;">设施管理和物业维保业务联动提供大量基础信息。新技术带</span><span style="color: green;">来新思路、新措施,不仅给医院建设管理者新的启示,也为</span><span style="color: green;">改善医院设备系统运营水平和节能带来全新的机遇。为适应</span><span style="color: green;">上述新技术的发展,医院也应及时变革原有的后勤管理体系,</span><span style="color: green;">打破内部班组、科室壁垒,探索与数据流相适应的全业务联</span><span style="color: green;">动机制。</span></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;">世界能源呈现低碳化、数字化和去中心化趋势。医院的</span><span style="color: green;">用能方案也从单一走向多元,冷源、热源、蒸汽、卫生热水、</span><span style="color: green;">照明、电梯等建筑能源系统的综合解决方案,应以高效、绿色、</span><span style="color: green;">智慧为原则展开创新,如分布式能源、柔性用能、冷热电三</span><span style="color: green;">联供、太阳能及其他新能源系统的开发利用等。这新形势下,</span><span style="color: green;">综合医院助力我国实现2030年“碳达峰”和 2060 年“碳中和”</span><span style="color: green;">的目标,为推进经济社会发展向绿色低碳转型贡献力量。</span></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;">医院能源供应形式的低碳化、用能管理的数字化将成为</span><span style="color: green;">未来的长期趋势。医院建设者在规划医院的用能和能源供应</span><span style="color: green;">方案时应该摒弃单一、静态思维,采取多元并举、基于权衡</span><span style="color: green;">分析的全年能耗决策策略。把用能侧(如:医疗设备、空调</span><span style="color: green;">冷源、热源、蒸汽、卫生热水、照明、电梯等)与能源供应</span><span style="color: green;">侧(如:分布式能源、冷热电三联供、太阳能光伏光热及其</span><span style="color: green;">他可资利用的再生能源系统)关联成一个院区级综合能源解</span><span style="color: green;">决方案,实现创新驱动的高效、绿色、智慧的新系统。</span></p><strong style="color: blue;">0</strong><strong style="color: blue;">4</strong><strong style="color: blue;"> 新型高效能冷源的选择</strong><strong style="color: blue;">0</strong><strong style="color: blue;">1</strong><strong style="color: blue;"> 选用什么样的制冷主机?</strong>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;">医院约30-70% 的用能分布在门急诊部门,同时 25-</span><span style="color: green;">40% 左右的分布在住院部。由于门急诊部门、医技部门和后</span><span style="color: green;">勤办公部门的工作时间不一,医院暖通空调系统极少能达到</span><span style="color: green;">设计预期的满负荷状态,即使是最炎热和最寒冷的极端天气</span><span style="color: green;">也是如此。制冷供热主机装机容量偏大,大马拉小车的现象</span><span style="color: green;">在医院普遍存在。实践证明,对医院冷热源主机系统配置方</span><span style="color: green;">案实施优化,可带来巨大的初投资节省效益和运行效能提升。</span><span style="color: green;">医院建筑常用的制冷主机形式有电制冷压缩式水冷冷水</span><span style="color: green;">机组、风冷热泵冷热水机组、变频多联空调、溴化锂吸收式</span><span style="color: green;">冷水机组等。</span></p><strong style="color: blue;">0</strong><strong style="color: blue;">2</strong><strong style="color: blue;">水冷冷水机组的能效优势</strong>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;">不同制冷主机的能耗比较见图 1。考察这张统计图示,</span><span style="color: green;">不难明白为什么</span><strong style="color: blue;"><span style="color: green;">电力驱动的压缩式水冷冷水机组应该是大型</span><span style="color: green;">综合性医院首选的供冷方式</span></strong><span style="color: green;">。压缩式水冷冷水机组使用冷却水</span><span style="color: green;">通过冷却塔散热,相比其它制冷方式能源效率优势十分明显。</span></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;">通常单机容量越大,其节能优势越是明显。水冷冷水机组有</span><span style="color: green;">多种不同的压缩机形式,其中离心压缩式和螺杆压缩式因单</span><span style="color: green;">压缩机机制冷容量大、性价比高和可靠性好而受到普遍欢迎。</span></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;">除了冷却塔散热,江水、湖水、海水、地下水都是潜在</span><span style="color: green;">的冷水机组散热源也是潜在的供热源。但是是否适用于具体</span><span style="color: green;">项目,需要根据项目场址的自然资源条件做地质水文调查和</span><span style="color: green;">需求分析,经技术经济比较后确定。</span></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;">在严重缺水地区,水冷冷水机组的应用受到一定的局限,</span><span style="color: green;">因为冷却塔会耗费相当容量的水资源。缺水地区可以考虑风</span><span style="color: green;">冷热泵作为替代方式</span></p><strong style="color: blue;">0</strong><strong style="color: blue;">3</strong><strong style="color: blue;">冷水机组是否需要变频驱动?</strong>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;">家用空调变频驱动已经成为主流,商用多联空调基本上</span><span style="color: green;">都是变频机的天下。那么水冷冷水机组是否也应该考虑变频</span><span style="color: green;">驱动呢?答案是肯定的。从节能效果看,冷水机组采用变频</span><span style="color: green;">驱动后可以获得更高的能效,见图2,尤其是春秋季,变频</span><span style="color: green;">机组的性能还会更加明显提升,见图 3。这种能效特性对长</span><span style="color: green;">江以南供冷季长的综合医院或内区较多的特大型医院建筑来</span><span style="color: green;">说特别有吸引力。</span></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><img src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/UjYicib5jNO7MpT8Y6nWrnnFCBPnWrO87Wtvc98ffymKZ8UCSAicxbd9tmQmib63xWPuHqA5V2AWweSFibKcquRZzYQ/640?wx_fmt=png&tp=webp&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1" style="width: 100%; margin-bottom: 20px;"></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;">从投资回报率看,冷水机组采用变频所追加的投资有限,</span><span style="color: green;">其回收周期通常在3年左右。离心式水冷冷水机组采用变频</span><span style="color: green;">驱动可降低压缩机叶轮喘振的风险,这也是设计师倾向于选</span><span style="color: green;">用变频冷水机组的一个重要原因。离心式冷水机组的喘振会</span><span style="color: green;">危及制冷主机的设备安全。定频离心式水冷冷水机组在制冷</span><span style="color: green;">负荷下降到 30-40% 以下时即可能出现喘振。当应用变频驱</span><span style="color: green;">动后,喘振点降低到 10-15%,基本化解喘振风险。</span></p><strong style="color: blue;">0</strong><strong style="color: blue;">4</strong><strong style="color: blue;">医院使用变频驱动的动力设备的注意事项</strong><span style="color: green;">医院采用变频驱动的冷水机组需要注意大功率变频器谐</span><span style="color: green;">波干扰对周边敏感医疗设备、仪器和植入心脏起搏器等敏感</span><span style="color: green;">病人的影响。驱动冷水机组的工业级变频器会产生大量电磁</span><span style="color: green;">干扰,电磁干扰通过电力电缆传导和空间辐射两种形式扩散。</span><span style="color: green;">为了防止谐波干扰影响医疗设备的正常工作或危害病人安全</span><span style="color: green;">需要对变频设备的总谐波畸变率THD 提出要求。通常变频</span><span style="color: green;">冷水机组出厂 THD≤15%,如果采用变频主机或变频泵的</span><span style="color: green;">制冷机房贴邻敏感医疗场合,则需要添加谐波柜抑制电源的</span><span style="color: green;">谐波分量,使得电源 THD≤5%。</span><strong style="color: blue;"><span style="color: green;">医院新型供热热源的选择</span></strong><span style="color: green;">以往,医院多采用自建锅炉蒸汽供热。有集中供热的地</span><span style="color: green;">区冬季采用热网集中供热,没有集中供热季的仍然自建锅炉</span><span style="color: green;">蒸汽供热。医院供热主要用于采暖、供应室高温灭菌、洗衣</span><span style="color: green;">房洗涤及消毒、制剂、餐饮、空调加湿、空调送风再热等,</span><span style="color: green;">同时有卫生热水的需求。传统的做法是统一用蒸汽锅炉产汽,</span><span style="color: green;">通过管道输送到用汽点。这一设计最大的问题是能源效率低,</span><span style="color: green;">蒸汽容易跑冒滴漏,控制粗放,造成不必要的损耗。同时蒸</span><span style="color: green;">汽系统部件易损,维修工作量大。</span><span style="color: green;">2020 年新版《锅炉房设计标 GB 50041-2020》指出:“供</span><span style="color: green;">采暖、通风、空气调节和生活用热的锅炉房宜采用热水作为</span><span style="color: green;">锅炉供热介质;以生产用汽为主的锅炉房应采用蒸汽作为锅</span><span style="color: green;">炉供热介质”。从目前医院建设的趋势看,集中热水锅炉 +</span><span style="color: green;">零散用汽点分设小型蒸汽锅炉或蒸汽发生器的解决方案最受</span><span style="color: green;">欢迎。用零散汽点包括洗衣房、中心供应室、洁净手术部、</span><span style="color: green;">厨房等,能源为燃气或电力。用汽点分设的蒸汽发生设备使</span><span style="color: green;">用灵活、响应快、投资和管理成本低、无特殊消防和安全监</span><span style="color: green;">察要求,从根本上避免了蒸汽锅炉年检年审、消防及专业操</span><span style="color: green;">作工人持证上岗问题。</span><span style="color: green;">对于规模特别大的综合医院,如果蒸汽需求量确实很大,</span><span style="color: green;">经过技术经济分析也可集中设置蒸汽锅炉,与供热的热水锅</span><span style="color: green;">炉一同布置在锅炉房。当集中供汽时,模块式的蒸汽锅炉也</span><span style="color: green;">是非常适合的产品,可室外或屋面布置,非常灵活。</span><strong style="color: blue;"><span style="color: green;">1. 超低氮真空热水锅炉</span></strong><span style="color: green;">工作原理:该类锅炉内部密闭腔通过抽气后形成一个真</span><span style="color: green;">空腔,燃烧烟气加热真空腔中的热媒水使之在负压下沸腾产</span><span style="color: green;">生水蒸汽。蒸汽在热水换热器管外凝结,将管内冷水加热升</span><span style="color: green;">温后输出热水。真空腔的水蒸汽凝结后形成水滴流回炉膛被</span><span style="color: green;">加热重新汽化,完成整个炉内循环。</span><span style="color: green;">真空热水锅炉近年来应用越来越广泛,其极佳的安全性、</span><span style="color: green;">承压供热的特点非常适合作为医院集中供热的热源。由于炉</span><span style="color: green;">体是负压容器,其建设无需报审技术质量监督部门,使用也</span><span style="color: green;">无需年检年审。</span><span style="color: green;">真空热水锅炉相对蒸汽锅炉或承压热水锅炉,其技术优</span><span style="color: green;">势为:负压运行无炉膛爆炸危险,升温快,启停热损失低,</span><span style="color: green;">热效率高;通过内部换热,实现了供热系统的承压运行,又</span><span style="color: green;">避免了换热器散热损失与二次换热水泵功耗。与“蒸汽锅炉</span><span style="color: green;">+换热器”的间接供热系统相比,投资与占地面积均有较大</span><span style="color: green;">节省,适合地下室安装;整装成套设备,锅炉本体寿命长。</span><span style="color: green;">新一代超低氮真空热水锅炉采用新型燃烧核心在全预混</span><span style="color: green;">燃烧的基础上,通过利用相变锅炉热媒水冷却火焰的方式,</span><span style="color: green;">大大降低了火焰温度,有效抑制了 NOX 的合成,实现了氮</span><span style="color: green;">氧化物超低排放。采用水冷预混燃烧的燃气真空热水锅炉的</span><span style="color: green;">总氮氧化物排放量 NOX: <20mg/m³</span><span style="color: green;">。</span>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><img src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/UjYicib5jNO7MpT8Y6nWrnnFCBPnWrO87WQvAnJBpOYFAELXpPPddgv1DEWIHOQIJM5OwxFUHV6iceSX8SHnTcg5A/640?wx_fmt=png&tp=webp&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1" style="width: 100%; margin-bottom: 20px;"></p><span style="color: green;">图 3 新一代超低氮真空热水锅炉结构示意</span>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><img src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/UjYicib5jNO7MpT8Y6nWrnnFCBPnWrO87WE2nzGAZtmydyIxcKYbIAyiauTatEYGyy1Ad0Izygw3Q7rcELRibL7QwA/640?wx_fmt=png&tp=webp&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1" style="width: 100%; margin-bottom: 20px;"></p><span style="color: green;">图 4 新一代超低氮真空热水锅炉同时供暖和供应卫生热水</span>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><strong style="color: blue;"><span style="color: green;">2. 模块化锅炉</span></strong></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;">模块化锅炉有紧凑的炉体设计,可以极大地降低锅炉安</span><span style="color: green;">装所需的场地,为医院集中供热提供了新的解决方案,可以</span><span style="color: green;">利用屋顶、室外空闲场地作为锅炉的安装场地,适合于城区</span><span style="color: green;">用地紧张的医院,尤其适合于医院既有建筑的改造和医院原</span><span style="color: green;">址改扩建工程和锅炉房的扩容增容。</span></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><img src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/UjYicib5jNO7MpT8Y6nWrnnFCBPnWrO87WF6jM6aK6mTLktjtnTd06J3EXakib65ibxKmLS6wS9mhibAIqticJxSKV3w/640?wx_fmt=png&tp=webp&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1" style="width: 100%; margin-bottom: 20px;"></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;">图5 模块化热水锅炉的产地需求与传统锅炉房的比较</span></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><img src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/UjYicib5jNO7MpT8Y6nWrnnFCBPnWrO87WriaSRYJllWeC76ZsIcvNJTrJLpS7FFOnD0YQndh6QkucLZ1yXMXeD3Q/640?wx_fmt=png&tp=webp&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1" style="width: 100%; margin-bottom: 20px;"></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;">模块化锅炉通常内置远程智能管理系统,用于模块调度,</span><span style="color: green;">这为建设和管理带来极大的便利性。室外安装的锅炉可实现</span><span style="color: green;">无人值守操作,设备可以全自动运行,在手机或其他智能终</span><span style="color: green;">端即可远程操作和监测设备运行情况,大大减少</span><span style="color: green;">其他智能化子系统(如安防、办公自动化)之间传递信息和</span><span style="color: green;">进行功能协调整合。有了 BAS,医院后勤管理部门可以方便</span></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;">地实现设备定时开机关机、空调室内温度控制、运行容量调</span><span style="color: green;">节等远程操作或其他程序控制。</span></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;">大型综合性医院,体量往往超过 20 万平方米,设备系</span><span style="color: green;">统复杂而庞大,需要决策的运行参数众多,如何实现全局性、</span><span style="color: green;">预见性的高效能运行控制,面临新挑战。BAS 兴起于 20 世</span><span style="color: green;">纪 90 年代,系统构架和功能基于当时计算机算力和网络传输</span><span style="color: green;">能力。时至今日,BAS 的局限性日益凸显,应对新需求传统</span><span style="color: green;">的 BAS 方式显然捉襟见肘。</span></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;">应对这种挑战,现代医院建设应该超越 BAS 在功能和构</span><span style="color: green;">架上的局限,积极引入以人工智能、大数据、云服务为主导</span><span style="color: green;">技术的新一代空调运行管理系统。新的系统为集中式空调系</span><span style="color: green;">统量身定制,利用大数据和云计算实现全链路智能运维控制。</span></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><strong style="color: blue;"><span style="color: green;">医院建筑需要采集哪些数据、控制哪些设备、调节哪些参数?</span></strong></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;">人工智能、大数据、云服务为我们提供了全新的视角,在大</span><span style="color: green;">数据中发现系统运维中存在的问题、在数据中挖掘节能潜力</span><span style="color: green;">正是新兴技术赋能的结果。</span></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;">基于全链路智能控制系统,通过对空调系统各个环节实</span><span style="color: green;">时数据的采集,将生产侧(冷热源)、输配侧(管网)与消</span><span style="color: green;">费侧(末端空调用热设备)关联起来,实现高维度的预测性</span><span style="color: green;">决策和整体协调一致的联动控制,从而达到全局性的能源最</span><span style="color: green;">优化。</span></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;">这类智能化的中央空调集成控制系统在商业开发项目中</span><span style="color: green;">已经得到充分验证,实际使用案例已经超过3000余个。通过</span><span style="color: green;">技术改造应用此类系统,实现了管理决策的可视化和云端托</span><span style="color: green;">管,为项目带来可观的节能效益、经济效益(空调节能率通</span><span style="color: green;">常在25%以上)。</span></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;">引入全链路智能运行管理系统可以根本性地变革暖通空</span><span style="color: green;">调系统的管理方式和管理水平,实现中央空调系统的高度智</span><span style="color: green;">慧化。同时还可为医院节省大量运行费用和后勤管理人力成</span><span style="color: green;">本,云端运维方式,解决了医院现场运维人员技术素质与先</span><span style="color: green;">进设备系统失配的老大难问题</span></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><img src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/UjYicib5jNO7MpT8Y6nWrnnFCBPnWrO87WBz8H5VibDcImlfT8FFkUeSLcGsHcy91aqQKxTlrAjbickvpXWnucomug/640?wx_fmt=png&tp=webp&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1" style="width: 100%; margin-bottom: 20px;"></p><strong style="color: blue;">0</strong><strong style="color: blue;">5</strong><strong style="color: blue;"> 其他节能设计措施</strong>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><strong style="color: blue;"><span style="color: green;">1. 供冷有没有免费的午餐?</span></strong></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;">医院在春秋两季也会有少量的供冷需求,经常出现的情</span><span style="color: green;">况是供暖季刚刚结束,部分科室的供冷就提上日程。这时室</span><span style="color: green;">外还十分凉爽,能不能不启动制冷主机也为医院供冷呢?答</span><span style="color: green;">案是肯定的,除了加大新风供应来引入室外凉爽空气外,启</span><span style="color: green;">动闲置的冷却塔也可以为医院“免费”供冷。冷却塔可以为</span><span style="color: green;">医院提供低于室外大气温度 5℃左右的冷冻水。在早春和晚</span><span style="color: green;">秋时节、以及夜间室外气温低的地区,通过特殊的管道设计,</span><span style="color: green;">可以实现冷却塔免费供冷。这种供冷方式既节省制冷费用,</span><span style="color: green;">又符合绿色低碳的要求。与冷水机组系统结合时,免费供冷</span><span style="color: green;">技术还有利于规避制冷压缩机负荷下降时的喘振风险。</span></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;">浙江大学附属第一医院余杭院区设计时采用冷却塔免费</span><span style="color: green;">供冷方案,在每年的 3-4 月期间为整个院区“免费”供冷,</span><span style="color: green;">供冷时间长达一个月,深秋季节也可不开制冷主机免费供冷。</span></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;">项目建成后实际运行经济效益和社会效益十分明显,受到医</span><span style="color: green;">院管理方的欢迎。</span></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><img src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/UjYicib5jNO7MpT8Y6nWrnnFCBPnWrO87WUGKTlxpLI6ynibZPx4oR1Ev3ZbgmQrUsJiczMKS7k9jHJQcCkH9ptDMw/640?wx_fmt=png&tp=webp&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1" style="width: 100%; margin-bottom: 20px;"></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;">图 10 利用冷却塔为医院免费供冷的设备实景(浙大一院余</span><span style="color: green;">杭院区)</span></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><strong style="color: blue;"><span style="color: green;">2. 大温差空调水系统和风系统</span></strong></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;">随着医院规模的扩大,中央空调供冷、供热时的水泵风</span><span style="color: green;">机能耗占比显著上升,一些医院反映尽管采购了高效制冷主</span><span style="color: green;">机和锅炉,系统的能耗仍然处在高位,究其原因是泵和风机</span><span style="color: green;">的动力消耗过高,甚至达到整个系统的40%-50%。</span></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;">常规中央空调系统的冷冻水和冷却水的供、回水设计温</span><span style="color: green;">差通常为 5℃,大温差系统是指冷冻水或者冷却水温差大于</span><span style="color: green;">5℃的空调水系统。大温差技术可减少系统流量,节约介质输</span><span style="color: green;">送动力消耗,并可有效降低管路系统的初投资。实践表明,</span><span style="color: green;">采用水侧大温差和送风侧大温差后,单位空调面积的管道造</span><span style="color: green;">价节可降低25-30 元。供热系统同样可以采用大温差,可以</span><span style="color: green;">类似地减少水泵的动力消耗。</span></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;">在建的浙江大学医学院附属第二医院柯桥未来医学中心</span><span style="color: green;">定位为集医疗、教学、科研于一体的大型研究型三级甲等综</span><span style="color: green;">合医院,工程总建筑面积50万平方米,设计床位 2000 床。</span></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;">其空调冷冻水风供回水温度为 6/13℃(采用 7℃大温差),</span><span style="color: green;">冷却水采用常规温差。</span></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;">已建成投入实际运营的浙江大学医学院附属第一医院余</span><span style="color: green;">杭院区,总建筑面积约为 306511 平方米,地上建筑面积约</span><span style="color: green;">为 178824 平方米,地下建筑面积约为 127687 平方米。其空</span><span style="color: green;">调冷冻水的供回水温度 6/14℃(采用 8℃大温差),冷却侧</span><span style="color: green;">供回水温度 32/40℃(采用 8℃大温差)。仅这一项技术措施</span><span style="color: green;">即可节省投资400万元,运行费用的节省也十分可观。</span></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><img src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/UjYicib5jNO7MpT8Y6nWrnnFCBPnWrO87W1Tp3G3F3rPoTzd3hOk5jia2GB11LGB8z2j7dpviayXxdHPch4Ht5qwxg/640?wx_fmt=png&tp=webp&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1" style="width: 100%; margin-bottom: 20px;"></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;">图 9 中央空调大温差系统原理</span></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><img src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/UjYicib5jNO7MpT8Y6nWrnnFCBPnWrO87W8twgEh38oW6OFKvuNIL5H4JicIEemaRfLRhjfgOx4C6OzU9GcLkGZVg/640?wx_fmt=png&tp=webp&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1" style="width: 100%; margin-bottom: 20px;"></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;">图 11 中央空调水温差与部件能耗分布</span></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><strong style="color: blue;"><span style="color: green;">3. 通风的需求侧管理</span></strong></p><span style="color: green;">引入新风可以改善室内空气品质,但这并不意味着新风</span><span style="color: green;">换气量越大就越好。在空调季节和采暖季节引入新风会显著</span><span style="color: green;">增加空调和采暖能耗,还影响室内空气湿度控制效果。以长</span><span style="color: green;">三角地区为例,用于新风处理的能耗通常占医院空调总能耗</span><span style="color: green;">的 35-40%,全年用于新风处理的费用相当可观。</span><span style="color: green;">与其在医院建成后再去节能改造,还不如尽早规划节能</span><span style="color: green;">措施。新风、排风热回收或采取新风需求侧管理是节能效果</span><span style="color: green;">显著的措施。</span><span style="color: green;">医院建筑中主要功能房间中人员密度较高且随时间显著</span><span style="color: green;">变化,这些区域可以考虑设置室内空气品质监控系统。室内</span><span style="color: green;">空气污染物浓度检测与通风系统联动调节通风量,这样的系</span><span style="color: green;">统称为通风需求侧管理(Demand Control Ventilation,</span><span style="color: green;">DCV)。</span><span style="color: green;">新风、排风的需求侧管理还适用于室内污染物浓度波动</span><span style="color: green;">幅度大的区域,例如病理科。实施新风需求侧管理首先要确</span><span style="color: green;">定目标区域首要空气污染物是什么,确定其许可的上限值和</span><span style="color: green;">目标值,通过实时监测该污染物浓度来调控所需新风换气量。</span><span style="color: green;">调节方式可以是通断控制也可以通过变频调节流量。</span><span style="color: green;">具体来说,对于门诊大厅、输液大厅、配药等候区人员</span><span style="color: green;">密度波动大的区域可以采用二氧化碳浓度探测联动调节新风</span><span style="color: green;">量的大小。在地下机动车停车库可以设置一氧化碳浓度传感</span><span style="color: green;">器,按需启动通风风机。检验科、病理科可以采用挥发性有</span><span style="color: green;">机物 VOCs 或甲醛、二甲苯传感器控制排风。</span><span style="color: green;">即使是负压病房也可以根据不同的感染控制要求实施新</span><span style="color: green;">风量的需求侧管理。现在,集成化的空气品质控制器已经非</span><span style="color: green;">常廉价,基于二氧化碳的通风的需求侧管理也非常简便易行,</span><span style="color: green;">可实现高度自动化的通风控制,能很好地兼顾空气品质和医</span><span style="color: green;">院建筑运行能耗。</span>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><img src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/UjYicib5jNO7MpT8Y6nWrnnFCBPnWrO87WpqMmlgXRTV9jkEkNPWicpicicDleLa2JOSlzgC0ct6EZhqxT0VCLvc5NQ/640?wx_fmt=png&tp=webp&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1" style="width: 100%; margin-bottom: 20px;"></p><span style="color: green;">图 12 室内二氧化碳浓度控制面板和室内二氧化碳监测数据</span><span style="color: green;">暖通空调系统的低碳措施还有很多,例如全热交换新风</span><span style="color: green;">机等等,没有办法在此一一列举。医院建设可以根据自身的</span><span style="color: green;">投资能力、节能减排目标,选择适用的技术。</span>
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<div style="text-align: left; margin-bottom: 10px;"><strong style="color: blue;">中国医院建设设计作品精选</strong>
<div style="text-align: left; margin-bottom: 10px;"><img src="http://wx.qlogo.cn/mmhead/naPHoFY2n5SNBFYbByRgvQVKDvcdYQzZRp5rCW2AGeqW9Wx2QyK6ag/64" style="width: 100%; margin-bottom: 20px;"><strong style="color: blue;">洁净园1948的小商店</strong></div>
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<div style="text-align: left; margin-bottom: 10px;">148购买</div>
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<div style="text-align: left; margin-bottom: 10px;"><strong style="color: blue;">《应急医疗设施工程建设指南》</strong>
<div style="text-align: left; margin-bottom: 10px;"><img src="http://wx.qlogo.cn/mmhead/naPHoFY2n5SNBFYbByRgvQVKDvcdYQzZRp5rCW2AGeqW9Wx2QyK6ag/64" style="width: 100%; margin-bottom: 20px;"><strong style="color: blue;">洁净园1948的小商店</strong></div>
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<div style="text-align: left; margin-bottom: 10px;">56购买</div>
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<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><img src="data:image/svg+xml,%3C%3Fxml version=1.0 encoding=UTF-8%3F%3E%3Csvg width=1px height=1px viewBox=0 0 1 1 version=1.1 xmlns=http://www.w3.org/2000/svg xmlns:xlink=http://www.w3.org/1999/xlink%3E%3Ctitle%3E%3C/title%3E%3Cg stroke=none stroke-width=1 fill=none fill-rule=evenodd fill-opacity=0%3E%3Cg transform=translate(-249.000000, -126.000000) fill=%23FFFFFF%3E%3Crect x=249 y=126 width=1 height=1%3E%3C/rect%3E%3C/g%3E%3C/g%3E%3C/svg%3E" style="width: 100%; margin-bottom: 20px;"></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><img src="data:image/svg+xml,%3C%3Fxml version=1.0 encoding=UTF-8%3F%3E%3Csvg width=1px height=1px viewBox=0 0 1 1 version=1.1 xmlns=http://www.w3.org/2000/svg xmlns:xlink=http://www.w3.org/1999/xlink%3E%3Ctitle%3E%3C/title%3E%3Cg stroke=none stroke-width=1 fill=none fill-rule=evenodd fill-opacity=0%3E%3Cg transform=translate(-249.000000, -126.000000) fill=%23FFFFFF%3E%3Crect x=249 y=126 width=1 height=1%3E%3C/rect%3E%3C/g%3E%3C/g%3E%3C/svg%3E" style="width: 100%; margin-bottom: 20px;"></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><strong style="color: blue;"><span style="color: green;">洁净园 | 为中国建设更安全的医院</span></strong></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;"><strong style="color: blue;">★★★★★※※※※※※★★★★★</strong></span></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><a style="color: red;"><span style="color: green;"><span style="color: green;">感染控制</span></span></a><span style="color: green;"><span style="color: green;">|<a style="color: red;">医学检验</a>|<a style="color: red;">平疫结合</a>|<a style="color: red;">干细胞移植</a></span></span></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><a style="color: red;"><span style="color: green;">复合手术室</span></a><span style="color: green;">|<a style="color: red;">ICU病房</a>|<a style="color: red;">日间手术室</a>|<a style="color: red;">通仓交融手术室</a>|<a style="color: red;">实验室</a></span></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><a style="color: red;"><span style="color: green;">暖通空调</span></a><span style="color: green;">|<a style="color: red;">医疗装备</a>|<a style="color: red;">医疗材料</a>|<a style="color: red;">环保节能</a></span></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;">★★★★★※※※※※※★★★★★</span></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;"> PS</span></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;"><span style="color: green;">任何问题可在文章后台留言咨询或致电</span></span></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;"><span style="color: green;">010-68860700</span></span></p><strong style="color: blue;">END</strong>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><img src="data:image/svg+xml,%3C%3Fxml version=1.0 encoding=UTF-8%3F%3E%3Csvg width=1px height=1px viewBox=0 0 1 1 version=1.1 xmlns=http://www.w3.org/2000/svg xmlns:xlink=http://www.w3.org/1999/xlink%3E%3Ctitle%3E%3C/title%3E%3Cg stroke=none stroke-width=1 fill=none fill-rule=evenodd fill-opacity=0%3E%3Cg transform=translate(-249.000000, -126.000000) fill=%23FFFFFF%3E%3Crect x=249 y=126 width=1 height=1%3E%3C/rect%3E%3C/g%3E%3C/g%3E%3C/svg%3E" style="width: 100%; margin-bottom: 20px;"></p>
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