数字赋能，解锁医院能源管理 “双碳” 新路径

销售工程师 王孟春 13524471462

背景

全球气候变化对人类社会的生存和可持续发展构成重大威胁，“碳中和”成为越来越多国家的国家战略。中国作为最大的发展中国家，基于可持续发展的内在需要及构建人类命运共同体的责任担当，宣布了“碳达峰”和“碳中和”的目标愿景。“双碳”目标提出有着深刻的国内外发展背景，必将对经济、社会产生深刻影响，实现“双碳”目标已成为各行业发展的方向。

在中国医疗卫生系统碳排放中，公立医疗机构碳排放比例占比47%、非医院购买药品及医院建设碳排放比例占比15%，。可见，推动医疗产业碳达峰、碳中和，医疗机构是重中之重的场景。医院作为高能耗建筑的典型代表，随着社会健康水平的提高，就诊人数大幅提升，能耗也在逐年呈上升趋势，行业碳减排也面临着巨大挑战。

医院能耗管理的现状

随着患者对就医环境和医护人员对工作环境要求提高，尤其是空气品质、环境温湿度、照明照度、蒸汽热水等方面都有着特殊的要求，医院能源管理也逐步转向对快速能耗增长的总量控制、能源品质的保证和能源使用效率的提高【2】。医院能源管理呈现以下特征表现：

电力消耗水平偏高

国内北方地区的医院能源消耗主要以电力和天然气为主，而电力消耗往往能占到总能耗的65％以上；南方地区的医院能源消耗以电力为主，电力能源消耗能展能占到总能耗的比例高达80％，其中医疗蒸气、热力、暖通空调系统对电力的消耗约占总能源的70％。以上能源消耗指标远高于一般类型公共建筑。

能效水平低

目前，国内医院往往存在节能管理落后，体现在管理制度不完善、缺乏奖惩机制、能效指标与绩效考核挂钩难等方面。且医院能源管理缺乏专业人员，往往由后勤人员兼任，医院的后勤人员均具有年龄结构老化、不具备专业知识的特点，对重点用能设备的运行管理缺乏专业性。

计量不完善

医院能源管理基础薄弱，大部分医院由于各种原因无法进行全面的能源计量，甚至有的医院水表仅做到一级计量，无法满足能源管理对能源数据的要求。而那些已经实现电表和水表科室或楼层计量的医院，由于缺乏信息化手段，能耗数据的采集多依靠人工抄录，而医院能源消耗的海量数据对现有人工造成极大挑战，多数医院后勤人员配备严重不足，无法满足数据的及时抄录。

负荷供应复杂

医院的建筑大体可分为业务类建筑和后勤保障类建筑两大类。业务类建筑的和后勤办公室的工作时间不统一，造成对负荷调节的要求较高，往往存在部分时段只需局部供能的情况，而医院类能源设备为了将来规模扩张的需求，设备均有较大余量，这就造成了能源运行呈现“大马拉小车”现象。对于专科医院、综合医院等不同类型医院，其用能分布差异大。

安全保障压力大

医院人员流动大、用能复杂、医疗设备多、基础设备运行时间长、部分空间对能源安全和空气品质要求很高，而这就给医院能源管理部门造成了很大的压力和挑战。

节能改造局限性大

部分医院已对既有建筑进行了小范围的单一节能改造，往往以LED灯照明灯具改造、能耗在线监测平台、冷凝热回收技术、烟气余热回收技术、高耗能设备改造为节能型设备等节能措施为代表，但由于医院运行机制、管理体制、资金经费的来源、施工条件的限制等多方原因，在医院的全面推广具有很大的难度。

医院能源管理策略

成立能源管理工作小组

医院可成立由分管院领导、医务、护理、后勤、审计、纪委等职能部门组成的能源管理工作领导小组。领导小组的职责主要包括：

（1）国家的能源法规、方针、政策、及相关标准在医院执行情况的监督和检查；

（2）制定全院能源管理制度、组织实施全院节能发展规划、制定全院年度用能计划，对全院各用能单位的考核和评价；

（3）开展节能宣传，组织节能教育培训；

（4）核定全院节能设施改造项目；

（5）据节能奖惩制度，提出奖惩方案并执行实施；

（6）领导小组下设能源管理办公室，办公室设在后勤部门。

完善能源审计

医院在建立能源管理组织架构后，应以开展能源审计的方式对医院能源管理现状进行摸底和评估。能源审计主要依据国家标准GB/T17166-2019《能源审计技术通则》、GB/T23331-2020《能源审计体系要求》等相关规定的内容执行。审计内容主要包含以下几个方面的内容：能源管理现状及分析评价；用能概况及平衡分析；能源消耗指标计算及分析评价；主要耗能设备及系统的能效分析；能源计量现状及统计分析评价；节能技改建议；已实施节能技改项目的技术经济评价。

利用能耗监测平台

目前，我国多数医院已完成了能耗监测平台的建立，可实现基本能耗的监测，但在实际运用中，大部分医院仅满足于“看数据”，还未真正将能耗监测平台的功能发挥至医院“降本增效”实践中。要想真正发挥能耗监测平台的价值需做到以下几点。

（1）精准采集科室能耗数据。为精确计量各科室的能耗情况，在各楼层的主配电柜回路上安装独立的计量表进行实时监控。各科室的耗电量根据其占用的面积通过一系列的公式计算进行合理匹配分摊。

（2）建立科室用能模型。综合考虑各科室的使用模式、人员活动情况和设备使用频率等因素，建立科室能耗模型。通过收集行为数据，评估每个因素对能耗的影响，以识别出导致高能耗的具体行为和操作模式，从而制定优化策略，如调整设备使用时间、优化人员调度和改进操作流程，以实现更高效的能源管理。

（3）制定科室能耗关键绩效指标（KPI）考核机制。将能耗管理纳入科室的绩效考核体系，设定能耗指标和节能目标，激励各科室采取节能措施。

落实节能技术改造

医院可根据自身情况，制定年度节能改造计划和预算，从制冷系统、供暖系统、生活热水系统、供水系统、照明系统、围护结构、其他机电设备（电梯、配电柜等）七个方面入手进行节能技术改造。

（1）制冷系统节能改造。通过更换变频水泵、引进中央空调节能控制系统，可实现机组群控，水泵变频控制，合理配置冷冻水出水温度迟滞控制值，确保机组工作在高效率区间。

（2）供暖系统节能改造。如改造换热方式，将原“蒸汽—水”换热方式改为更高效的“高温水—水”换热方式；利用中央空调节能控制系统，根据室外气温，调节供水温度；对输配系统循环泵进行变频控制；定期清洗板式换热器，更换密封胶垫，保障换热效率等。

（3）生活热水节能改造。如采用绿色能源，将原“蒸汽—热水系统”更换为“太阳能+空气源热泵”热水系统，可大幅度降低院区蒸汽锅炉的供应压力；对病区卫生间加装生活热水控制器，刷卡使用热水，可有效减少热水浪费现象。

（4）供水系统节能改造。通过更换变频高效节能水泵，安装节能供水系统，以市政水压为基础，降低扬程内的能耗，可实现按需供水、恒压供水、智慧运行。

（5）照明系统节能改造。通过更换LED节能灯及感应灯，降低照明能耗。如楼内灯具：采用节能高效LED灯具。地库灯具：采用雷达感应双亮节能灯；当无人员及车辆经过时感应灯具为暗亮（常亮的25%），当有人员或车辆经过时感应灯具变为常亮。楼梯间/病房卫生间灯具：采用带光感及红外感应控制的吸顶灯。

（6）围护结构节能改造。如玻璃幕贴膜，减少紫外线，能实现最少的热进入室内，降低夏季制冷能耗。在楼宇出入口增加门帘和风幕机，可阻隔室外热空气（夏季）/冷空气（冬季）进入室内，保障室内温度的稳定，减少冷量/热量的散失；减少大厅冷热负荷的波动，达到空调节能的目的。

（7）其他机电设备节能改造。如对电梯安装能量回馈装置，，将储能电容里的电能经过逆变装置处理后回馈至供电电网侧，利用发电状态下产生的电能。对燃气锅炉进行低氮燃烧器改造，提高燃烧效率的同时，降低氮氧化合物排放量。

开展节能宣传教育

（1）节能宣传。利用节能宣传周，在全院范围内开展节能知识普及，张贴节能宣传海报，开展线上节能知识答题活动，利用院内LED显示屏播放节能宣传周主题口号等，多举措广泛宣传节能理念，引导全院职工提升节能降耗观念。

（2）节能培训。医院能源管理工作小组把节能宣传培训工作纳入年度工作计划，根据计划每季度定期开展节能培训工作，如组织能源计量基础知识培训、能源相关法律法规培训、能源统计知识培训、能源管理知识培训；节能减排知识培训等。并对主要耗能设备操作人员要求未经培训不得上岗。

（3）节能减排与绩效考核挂钩。 员工绩效考核中设置适度比例的节能分值占比，定期通过节能知识知多少等便捷且轻松愉快的方式，对近期节能宣传、教育、培训的情况进行摸底，对于态度极不认真、成绩极差的适当计入绩效考核成绩中。使得全院职工意识到医院的节能效益与每个人息息相关，这不是一句口号，而是从成本管理的角度落实到实处。

系统解决方案

概述

AcrelEMS-MED医院能效管理平台依据《医疗建筑电气设计规范》《绿色医院建筑评价标准》、《医院建筑能耗监管系统建设技术导则》等行业规范建设，由电力监控及能效管理系统组成，涵盖了医院中压变配电系统、应急电源、隔离电源、照明控制、设备运维、环境监测等，贯穿医院能源流的始终。帮助运维管理人员通过一套平台、一个APP实时了解医院配电系统运行状况，并且根据权限可以适用于医院后勤部门管理需要，为医院能源信息化建设和节能管理提供了良好的技术平台。

平台组成

安科瑞医院能源管理系统建立基于云平台的“监、控、维”一体化的能源管理系统，从数据采集、设备控制、数据分析、异常预警、运维派单、系统架构和综合数据服务等方面的设计，帮助医院后勤管理部门了解医院能源运行情况，关注消防和电气安全，及时预警异常情况，提高运维效率。它集成了10KV/O.4KV变电站电力监控系统、变电所运维云平台，配电房综合监控系统，能耗管理系统，智能照明控制系统，智慧消防平台，电气火灾监控系统，消防设备电源监控系统，防火门监控系统，消防应急照明和疏散指示系统，充电桩管理系统，电能质量治理解决方案，医疗隔离电源解决方案。

平台主要功能

提升供电可靠性

电力监控子系统实现对变压器、柴油发电机、断路器以及其它重要设备进行监视、测量、记录、报警等功能，并与保护设备和远方控制中心及其他设备通信，实时掌握供电系统运行状况和可能存在的隐患，快速排除故障，提高医院供电可靠性。

电力监控子系统主要针对开闭所和10/0.4kV变电所，对高压回路配置微机保护装置及多功能仪表进行保护和监控，对0.4kV出线配置多功能计量仪表，用于测控出线回路电气参数和用能情况。同时对医院重要设备如柴油发电机、无功补偿装置、有源滤波装置、UPS、隔离电源系统状态进行监测。

电能质量监测与治理子系统监测各进线回路电能质量，包括电压暂降、谐波畸变、闪变等数据波形记录，进而判断配电系统扰动方向。配置有源滤波装置和无功补偿装置对0.4kV侧电能质量进行补偿和治理，并监测有源滤波装置和无功补偿装置运行情况，确保电能质量符合生产要求。

节能降耗
对建筑各类耗能设备能耗数据进行实时测量，对采集数据进行统计和分析。能够合理的确定各科室建筑能耗经济指标及绩效考核指标，发现能源使用规律和能源浪费情况，提高人员主动节能的意识。

①搭建医院智慧能源管理系统的基本框架，对各个用能环节进行实时监测；

②排碳数据化：通过系统可实现建筑单位内人均能耗分析（包括水、电、能量），实现低碳办公数据化；

③区域能效比：实现建筑单位内区域能耗对比，方便能耗考核；

④同期能效比：实现同年、同期、同一区域能耗对比，方便节能数据分析；

⑤能耗评估管理：按照能源消耗定额标准约束值、标准值、引导值进行分析单位面积能耗和人均能耗指标；

⑥能耗竞争排名：各个科室能耗对比，实现能耗排名，增强全院工作人员的节能意识；

⑦对能耗的使用数据进行综合的分析、统计、打印和查询等功能，并根据能耗监测管理系统的需要可选择不同样式报表的打印。为能耗运营管理部门提供可靠的依据；

⑧能耗数据采集，随时查询，并根据采集数据进行统计分析，监测异常能源用量，对能源智能仪表故障进行报警，提高系统信息化、自动化水平。

用能安全

智慧消防子系统基于物联网、大数据、云计算等现代信息技术，将分散的火灾自动报警设备、电气火灾监控设备、智慧烟感探测器、智慧消防用水等设备连接形成网络，并对这些设备的状态进行智能化感知、识别、定位，实时动态采集消防信息，通过云平台进行数据分析、挖掘和趋势分析，帮助实现科学预警火灾、网格化管理、落实多元责任监管等目标。实现了无人化值守智慧消防，实现智慧消防“自动化”、“智能化”、“系统化”需求。从火灾预防，到火情报警，再到控制联动，在统一的系统大平台内运行，用户、安保人员、监管单位都能够通过平台直观地看到每一栋建筑物中各类消防设备和传感器的运行状况，并能够在出现细节隐患、发生火情等紧急和非紧急情况下，在几秒时间内，相关报警和事件信息通过手机短信、语音电话、邮件提醒和APP推送等手段，就迅速能够迅速通知到达相关人员。

系统包括以下板块
医院电气火灾监控以建筑为单位设置，采集数据后上传至值班室监控主机，实现对建筑电气安全预警。现场设置的传感器监测配电系统回路的漏电电流和线缆温度，异常时实时发出报警信号，重点关注门诊楼、住院楼、医技楼等区域漏电或者电缆发热等问题。

消防设备电源监控采用消防二总线，以建筑为单位设置区域分机采集消防设备电源状态，区域分机通过二总线接收多台传感器的电压、电流信息和开关状态信息，以此实现对消防设备电源工作状态的实时监视。

医院防火门数量比较多，由于部分区域经常有人走动，常开常闭防火门数量都不少，防火门监控系统的作用就是监测防火门开闭状态，在发生火灾后自动关闭常开防火门，防止烟雾扩散。防火门监控系统采用消防二总线将具有通信功能的监控模块相互连接起来，用于监测和控制防火门状态，当防火门发生异常位置信号时，防火门监控器能发出故障报警信号，指示故障报警部位并保存故障报警信息。发生火灾时，关闭事故区域所有常开防火门，防止烟雾向安全区域扩散。

医院智能照明控制
医院人流比较密集，科室较多，照明用电在医院电能消耗中约占到15%左右。所以合理使用照明控制系统，在提升医生和患者的体验情况下大程度使用自然光照明，通过感应控制做到人来灯亮，人走灯灭或保持地强度照明，尽量解决照明用电。

ASL1000智能照明控制系统可以实现场景控制、时间控制、区域控制、光照度感应控制以及红外感应控制等多种控制方式，能有效避免公共区域的照明浪费，还可以帮助医院管理照明。

系统在配电箱内的模块主要有总线电源、开关驱动器、IP网关、耦合器、干接点输入模块等。这些模块使用35mm标准导轨安装。

安装在控制现场的模块主要有光照度传感器、红外传感器和智能面板。有人经过可以设定红外感应控制亮灯，人离开后在设定的时间内熄灯，智能面板等手动控制设备，可实现自动控制、现场控制和值班室远程控制相结合。

医院充电桩运维
医院停车场有电动汽车和电动自行车，均需要提供充电桩。充电桩管理系统通过物联网技术对接入系统的充电桩站点和各个充电桩进行不间断地数据采集和监控，解决物业、用电管理部门的充电桩使用、监控问题。电动自行车充电可采用投币、扫码充电方式，电动汽车支持IC卡和扫码充电方式。远程充电桩系统可实时远程完成启动充电、强制停止、单价设置等控制指令，用户可通过APP、微信、支付宝小程序扫描二维码，进行支付后，系统发起充电请求，控制二维码对应的充电桩完成电动汽车的充电过程。同时对各类故障如充电机过温保护、充电机输入输出过压、欠压、绝缘检测故障等一系列故障进行预警；能够远程控制，提供财务报表和数据分析等功能。

医院IT配电系统监测
《民用建筑电气设计规范》14.7.6.3条明确规定：在电源突然中断后，重大医疗危险的场所，应采用电力系统不接地（IT系统）的供电方式。同时《医院洁净手术部建筑技术规范》GB50333-2002中规定：2类医疗场所在维持患者生命，外科手术和其他位于患者周围的电气装置均应采用医用IT系统。如：抢救室（门诊手术室）、手术室、心脏监控治疗室、导管介入室、血管照影检查室等。

安科瑞电气股份有限公司的医疗隔离电源解决方案是针对医疗Ⅱ类场所的供电需求而开发设计的，能够很好的满足各类手术室和重症监护室对电源安全性和可靠性的要求，并符合国家相关标准。

在双碳目标的背景下，医院能耗管理不仅是节能减排的需要，更是实现效益创新的重要途径。通过成立能源管理工作小组、开展能源审计、利用好能耗监测平台、落实节能技术改造、开展节能宣传教育培训等措施，医院可以在降低能耗和碳排放的同时，实现经济效益和环境效益的双赢。未来，随着技术进步和政策支持，医院能耗管理将迎来更多创新机遇，为医疗行业的高质量可持续发展注入新动力。

审核编辑 黄宇