簡婷
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘 要:通過先進的“綠色管理”方法,在醫(yī)院向患者與醫(yī)務(wù)人員提供舒適安全的醫(yī)療環(huán)境前提下,對醫(yī)院建筑所有能耗設(shè)備進行監(jiān)控,對能耗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計、分析、對比,為醫(yī)院的管理工作提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。制定合理科學的醫(yī)院能耗管理方法,降低醫(yī)院不必要的能耗浪費使醫(yī)院可持續(xù)發(fā)展。
關(guān)鍵詞:綠色醫(yī)院;綠色管理;能源管理;能源計量
0 引言
醫(yī)院能源管理信息系統(tǒng)的建設(shè),將致力于實現(xiàn)醫(yī)院建筑的綠色管理,降低運營成本,提高市場競爭力,為落實建設(shè)美麗中國的科學發(fā)展觀作出貢獻。
在《綠色醫(yī)院建筑評價標準》中,“綠色醫(yī)院”評價體系由1規(guī)劃、2建筑、3設(shè)備及系統(tǒng)、4環(huán)境與環(huán)境保護、5運行管理5類指標組成。本文將結(jié)合某院的實際情況,圍繞“綠色醫(yī)院”建設(shè)的第5類評價指標,探討利用當今先進的信息化技術(shù),實現(xiàn)醫(yī)院能源的“綠色管理”,切實推動我院“綠色醫(yī)院”建設(shè)。
近年來,隨著綠色醫(yī)院評估和建設(shè)工作的推進,節(jié)能管理已成為綠色醫(yī)院高運行重要的衡量指標之一,通過先進的“綠色管理”方法,在醫(yī)院向患者與醫(yī)務(wù)人員提供舒適安全的醫(yī)療環(huán)境前提下,對醫(yī)院建筑所有能耗設(shè)備進行監(jiān)控,對能耗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計、分析、對比,為醫(yī)院的管理工作提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐,制定合理科學的醫(yī)院能耗管理方法,降低醫(yī)院不必要的能耗浪費,使醫(yī)院可持續(xù)發(fā)展。
1 醫(yī)院能耗現(xiàn)狀分析
某醫(yī)院總建筑面積約88000 m2,包括病房樓,門、急診大樓,影像樓,實驗室,鍋爐房群等。面對較大的醫(yī)院建筑面積,科室及病房眾多的情況,醫(yī)院能耗主要來源于電力消耗、冷熱水消耗、空調(diào)能熱量消耗及天*氣消耗。目前醫(yī)院沒有有的技術(shù)手段和方法對各種能源消耗進行分項計量和監(jiān)管,在進行能耗管理時更缺乏有力的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來支撐做出正確的能耗利用統(tǒng)計分析??v觀現(xiàn)今全國范圍內(nèi),目前大多已經(jīng)投入運行的醫(yī)院建筑存在能源輸配管道不合理、計量器具投入不足和能源數(shù)據(jù)信息缺乏,往往都受到以往建造成本控制以及能源管理理念落后的影響。
醫(yī)院的主要能耗構(gòu)成和占比如圖1所示。
從圖1可見醫(yī)院相關(guān)設(shè)備系統(tǒng)的能耗情況:
(1)制冷空調(diào)設(shè)備是醫(yī)院主要的用電負荷,裝機容量占到了62%;
(2)末端空氣處理設(shè)備在夏季制冷和冬季采暖時均需開啟,其用電量取決于各個樓層房間的使用習慣。
(3)照明系統(tǒng),占到了電能容量的11%。
醫(yī)院的空調(diào)及用水用電等方面需要制訂相應(yīng)的能源管理措施,并開展相應(yīng)的能源管理信息系統(tǒng)建設(shè),充分利用前沿先進技術(shù),使醫(yī)院的節(jié)約用能、合理用能指導(dǎo)方針得以切實貫徹。
2 建設(shè)目標
醫(yī)院能源管理信息系統(tǒng)實時監(jiān)控醫(yī)院各種能源的詳細使用情況 ,對醫(yī)院分部門、科室進行用能計量,為醫(yī)院的用能考核、規(guī)范管理提供準確 、及時的用能管理數(shù)據(jù)。
醫(yī)院能源管理信息系統(tǒng)的建設(shè)將實現(xiàn)如下目標:
(1)環(huán)境參數(shù)全監(jiān)測。對各個醫(yī)療功能區(qū)域進行溫度、濕度等環(huán)境指標進行全檢測和統(tǒng)一監(jiān)視。
(2)區(qū)域空調(diào)溫度統(tǒng)一管理。按醫(yī)療功能區(qū)域?qū)照{(diào)溫度進行統(tǒng)一設(shè)定和控制。
(3)自動統(tǒng)計和分析院級關(guān)鍵能源參數(shù),并生成報表。包括:能耗總量,床日能耗,單位面積能耗,門診能耗。
(4)自動統(tǒng)計和生成各個科室用能情況、用能排名,增強各個用能部門合理用能、節(jié)約用能意識。
(5)行業(yè)能耗水平對比分析,可清楚展現(xiàn)醫(yī)院在相關(guān)行業(yè)中能耗使用水平情況。
(6)短信提醒 、即時通信和消息中心功能。管理人員一時間關(guān)注到能耗變化情況。
3 系統(tǒng)建設(shè)和解決方案
3.1系統(tǒng)概述
醫(yī)院能源管理信息系統(tǒng)是綜合采用計算機技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、儀表控制技術(shù),對醫(yī)院各種能源的詳細使用情況進行在線監(jiān)視和動態(tài)分析。從而為醫(yī)院查找能耗弱點,為節(jié) 能降耗提供直觀科學的依據(jù),促進醫(yī)院能源管理水平的進一步提高及運營成本的進一步降低,使能源使用合理,控制浪費,達到節(jié)能減排、創(chuàng)造效益的目的。
3.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
醫(yī)院能源管理信息系統(tǒng)采用BACNET/Ethernet或MODBUS/Ethernet通信協(xié)議,可實現(xiàn) 對主要能耗設(shè)備(子系統(tǒng))的系統(tǒng)集成,采用遠程傳輸?shù)仁侄渭皶r采集各種能耗設(shè)備狀態(tài)及能耗數(shù)據(jù),實現(xiàn)建筑能耗的在線監(jiān)測和動態(tài)分析功能。
3.3系統(tǒng)功能
醫(yī)院能源管理信息系統(tǒng)可對各種能源進行采集和整理能耗數(shù)據(jù)。系統(tǒng)的主要功能如下。
(1)數(shù)據(jù)采集和存儲。通過智能儀表,自動采集現(xiàn)場的各項數(shù)據(jù),采集的類數(shù)據(jù)包括照明用電、空調(diào)用電、冷水用量、熱水用量、冷熱量、蒸汽量、設(shè)備用電、插座用電、空調(diào)用電等;采集到的數(shù)據(jù)由系統(tǒng)按分類、分項和管理要求進行歸類。
(2)能源使用統(tǒng)計。按照科室、能源類型和樓層實現(xiàn)日、月、年的能耗統(tǒng)計。可自動生成醫(yī)院和科室的能耗月報,月統(tǒng)計表中可查看月內(nèi)每日的明細,年統(tǒng)計表中可查看年內(nèi)每月的明細統(tǒng)計。
(3)能源利用情況分析??蓪崿F(xiàn)醫(yī)院和科室的單位面積用電量和空調(diào)用量分析,能耗趨勢,床日能耗量統(tǒng)計,門診能耗量統(tǒng)計,單位營業(yè)額能耗量統(tǒng)計,科室用電量和用水量的占比分析,醫(yī)院和科室能源使用的同、環(huán)比分析。
(4)費用統(tǒng)計。該部分主要實現(xiàn)根據(jù)醫(yī)院和科室能源的使用情況折算為費用情況。通過預(yù)先錄入的各種能源的價格(或階梯價格),自動計算并生成各個科室、醫(yī)院的能源費用報表。
4.AcrelEMS-MED醫(yī)院能源管理平臺
4.1平臺概述
AcrelEMS-MED醫(yī)院能源管理平臺充分結(jié)合《醫(yī)療建筑電氣設(shè)計規(guī)范》《綠色醫(yī)院建筑評價標準》、《醫(yī)院建筑能耗監(jiān)管系統(tǒng)建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則》等行業(yè)規(guī)范、根據(jù)醫(yī)院用戶需求以及能源管理部門要求,采集分析能源、能耗、能效數(shù)據(jù),監(jiān)測以電能質(zhì)量、智慧用電相關(guān)指標以及其他用能指標,并與能源政策與用能模式改革結(jié)合。能夠輔助醫(yī)院后勤管理人員進行能源供應(yīng)系統(tǒng)及設(shè)備的運行管理工作,幫助醫(yī)院管理層實時掌握醫(yī)院的能耗情況,為醫(yī)院能源信息化建設(shè)和節(jié)能管理提供了良好的技術(shù)平臺。
4.2平臺組成
安科瑞醫(yī)院能源管理系統(tǒng)建立基于云平臺的“監(jiān)、控、維”一*化的能源管理系統(tǒng),從數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、數(shù)據(jù)分析、異常預(yù)警、運維派單、系統(tǒng)架構(gòu)和綜合數(shù)據(jù)服務(wù)等方面的設(shè)計,幫助醫(yī)院后勤管理部門了解醫(yī)院能源運行情況,關(guān)注消防和電氣安全,及時預(yù)警異常情況,提高運維效率。它集成了10KV/O.4KV變電站電力監(jiān)控系統(tǒng)、變電所運維云平臺,配電房綜合監(jiān)控系統(tǒng),能耗管理系統(tǒng),智能照明控制系統(tǒng),智慧消防平臺,電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng),消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng),防火門監(jiān)控系統(tǒng),消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng),充電樁管理系統(tǒng),電能質(zhì)量治理解決方案,醫(yī)療隔離電源解決方案,
4.3平臺拓撲圖
4.4平臺子系統(tǒng)
(1)醫(yī)院電力監(jiān)控解決方案
電力監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)對變壓器、柴油發(fā)電機、斷路器以及其它重要設(shè)備進行監(jiān)視、測量、記錄、報警等功能,并與保護設(shè)備和遠方控制中心及其他設(shè)備通信,實時掌握供電系統(tǒng)運行狀況和可能存在的隱患,快速排除故障,提高醫(yī)院供電可靠性。
電力監(jiān)控系統(tǒng)主要針對開閉所和10/0.4kV變電所,對高壓回路配置微機保護裝置及多功能儀表進行保護和監(jiān)控,對0.4kV出線配置多功能計量儀表,用于測控出線回路電氣參數(shù)和用能情況。同時對醫(yī)院重要設(shè)備如柴油發(fā)電機、無功補償裝置、有源濾波裝置、UPS、隔離電源系統(tǒng)狀態(tài)進行監(jiān)測。
(2)醫(yī)院變電所運維云平臺解決方案
AcrelCloud-1000電力運維云平臺采用多功能電力傳感器、無線通信、邊緣計算網(wǎng)關(guān)及大數(shù)據(jù)分析技術(shù),通過智能網(wǎng)關(guān)采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)并存儲在本地,再定時向云平臺推送數(shù)據(jù)。平臺采集的數(shù)據(jù)包括變電所回路電氣參數(shù)和變壓器溫度、環(huán)境溫濕度、浸水、煙霧、視頻、門禁等信息,有異常發(fā)生10S內(nèi)通過短信和APP發(fā)出告警信號。平臺通過手機APP下發(fā)運維任務(wù)到人員手機上,并通過GPS跟蹤運維執(zhí)行過程進行閉環(huán),提高運維效率,即時發(fā)現(xiàn)運行缺陷并做消缺處理。
(3)醫(yī)院配電房綜合監(jiān)控系統(tǒng)解決方案
Acrel-2000E配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng),可實現(xiàn)開關(guān)柜運行監(jiān)控、高壓開關(guān)柜帶電顯示、母線及電纜測溫監(jiān)測、環(huán)境溫濕度監(jiān)測、有害氣體監(jiān)測、安防監(jiān)控,可對燈光、風機、除*機、空調(diào)控制等設(shè)備進行聯(lián)動控制。實現(xiàn)動力環(huán)境各數(shù)據(jù)的檢測與設(shè)備控制,優(yōu)化動力環(huán)境,避免運行環(huán)境的失控導(dǎo)致配電設(shè)備運行故障,保證維護人員安全,延長設(shè)備使用壽命,實現(xiàn)配電動力環(huán)境的分布式遠程管理。
(4)醫(yī)院能耗管理系統(tǒng)解決方案
對建筑各類耗能設(shè)備能耗數(shù)據(jù)進行實時測量,對采集數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和分析。能夠合理的確定各科室建筑能耗經(jīng)濟指標及績效考核指標,發(fā)現(xiàn)能源使用規(guī)律和能源浪費情況,提高人員主動節(jié)能的意識。
① 搭建醫(yī)院智慧能源管理系統(tǒng)的基本框架,對各個用能環(huán)節(jié)進行實時監(jiān)測;
② 排碳數(shù)據(jù)化:通過系統(tǒng)可實現(xiàn)建筑單位內(nèi)人均能耗分析(包括水、電、能*),實現(xiàn)低碳辦公數(shù)據(jù)化;
③ 區(qū)域能效比:實現(xiàn)建筑單位內(nèi)區(qū)域能耗對比,方便能耗考核;
④ 同期能效比:實現(xiàn)同年、同期、同一區(qū)域能耗對比,方便節(jié)能數(shù)據(jù)分析;
⑤ 能耗評估管理:按照能源消耗定額標準約束值、標準值、引導(dǎo)值進行分析單位面積能耗和人均能耗指標;
⑥ 能耗競爭排名:各個科室能耗對比,實現(xiàn)能耗排名,增強全院工作人員的節(jié)能意識;
⑦ 對能耗的使用數(shù)據(jù)進行綜合的分析、統(tǒng)計、打印和查詢等功能,并根據(jù)能耗監(jiān)測管理系統(tǒng)的需要可選擇不同樣式報表的打印。為能耗運營管理部門提供可靠的依據(jù);
⑧ 能耗數(shù)據(jù)采集,隨時查詢,并根據(jù)采集數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析,監(jiān)測異常能源用量,對能源智能儀表故障進行報警,提高系統(tǒng)信息化、自動化水平。
(5)醫(yī)院智能照明控制系統(tǒng)解決方案
醫(yī)院人流比較密集,科室較多,照明用電在醫(yī)院電能消耗中約占到15%左右。所以合理使用照明控制系統(tǒng),在提升醫(yī)生和患者的體驗情況下大程度使用自然光照明,通過感應(yīng)控制做到人來燈亮,人走燈滅或保持地強度照明,盡量解決照明用電。
ASL1000智能照明控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)場景控制、時間控制、區(qū)域控制、光照度感應(yīng)控制以及紅外感應(yīng)控制等多種控制方式,能有避免公共區(qū)域的照明浪費,還可以幫助醫(yī)院管理照明。
系統(tǒng)在配電箱內(nèi)的模塊主要有總線電源、開關(guān)驅(qū)動器、IP網(wǎng)關(guān)、耦合器、干接點輸入模塊等。這些模塊使用35mm標準導(dǎo)軌安裝。
安裝在控制現(xiàn)場的模塊主要有光照度傳感器、紅外傳感器和智能面板。有人經(jīng)過可以設(shè)定紅外感應(yīng)控制亮燈,人離開后在設(shè)定的時間內(nèi)熄燈,智能面板等手動控制設(shè)備,可實現(xiàn)自動控制、現(xiàn)場控制和值班室遠程控制相結(jié)合。
(6)醫(yī)院智慧消防平臺解決方案
(7)醫(yī)院電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)解決方案
電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)作為火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的預(yù)警子系統(tǒng),由電氣火災(zāi)監(jiān)控主機、電氣火災(zāi)監(jiān)控單元、剩余電流式電氣火災(zāi)探測器以及測溫式電氣火災(zāi)探測器組成,通過現(xiàn)場總線構(gòu)成一套完整的預(yù)防電氣火災(zāi)的監(jiān)控系統(tǒng),數(shù)據(jù)可集成至企業(yè)消控室監(jiān)控系統(tǒng)。
醫(yī)院電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)以建筑為單位設(shè)置,采集數(shù)據(jù)后上傳至值班室監(jiān)控主機,實現(xiàn)對建筑電氣安全預(yù)警?,F(xiàn)場設(shè)置的傳感器監(jiān)測配電系統(tǒng)回路的漏電電流和線纜溫度,異常時實時發(fā)出報警信號,關(guān)注門診樓、住院樓、醫(yī)技樓等區(qū)域漏電或者電纜發(fā)熱等問題。
(8)醫(yī)院消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)解決方案
醫(yī)院消防安全非常重要,消防設(shè)備比較多,消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)主要功能就是用于監(jiān)測消防設(shè)備的工作電源是否正常,保障在發(fā)生火災(zāi)時消防設(shè)備可以正常投入使用。
消防設(shè)備電源監(jiān)控監(jiān)控系統(tǒng)采用消防二總線,以建筑為單位設(shè)置區(qū)域分機采集消防設(shè)備電源狀態(tài),區(qū)域分機通過二總線接收多臺傳感器的電壓、電流信息和開關(guān)狀態(tài)信息,以此實現(xiàn)對消防設(shè)備電源工作狀態(tài)的實時監(jiān)視。
(9)醫(yī)院防火門監(jiān)控系統(tǒng)解決方案
醫(yī)院防火門數(shù)量比較多,由于部分區(qū)域經(jīng)常有人走動,常開常閉防火門數(shù)量都不少,防火門監(jiān)控系統(tǒng)的作用就是監(jiān)測防火門開閉狀態(tài),在發(fā)生火災(zāi)后自動關(guān)閉常開防火門,防止煙霧擴散。防火門監(jiān)控系統(tǒng)采用消防二總線將具有通信功能的監(jiān)控模塊相互連接起來,用于監(jiān)測和控制防火門狀態(tài),當防火門發(fā)生異常位置信號時,防火門監(jiān)控器能發(fā)出故障報警信號,指示故障報警部位并保存故障報警信息。發(fā)生火災(zāi)時,關(guān)閉事故區(qū)域所有常開防火門,防止煙霧向安全區(qū)域擴散。
(10)醫(yī)院消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)解決方案
醫(yī)院人員流動性強,密度大,消防比較復(fù)雜,一旦發(fā)生火災(zāi),疏散指示系統(tǒng)非常重要。消防應(yīng)急照明和指示系統(tǒng)可以和火災(zāi)報警系統(tǒng)聯(lián)動,提供應(yīng)急照明和疏散路徑指示,指引人群快速找到疏散出口,并可以一鍵選擇疏散應(yīng)急預(yù)案,提升人員逃生概率。
(11)醫(yī)院有源諧波治理系統(tǒng)解決方案
都是諧波源,比如X光機、CT機等都會產(chǎn)生大量諧波,諧波使電能的生產(chǎn)、傳輸和利用的效率降低,使電氣設(shè)備過熱、產(chǎn)生振動和噪聲,并使絕緣老化,使用壽命縮短,甚至發(fā)生故障或燒毀。諧波可引起電力系統(tǒng)局部并聯(lián)諧振或串聯(lián)諧振,使諧波含量放大,造成電容器等設(shè)備燒毀。諧波還會引起繼電保護和自動裝置誤動作,使電能計量出現(xiàn)混亂。對于醫(yī)院的化驗設(shè)備可能會產(chǎn)生干擾。
為了消配電系統(tǒng)諧波對醫(yī)院設(shè)備的影響,方案配置AnSinI有源濾波器,濾除電網(wǎng)2~31次諧波干擾。
AnSinI系列有源電力濾波裝置,以并聯(lián)方式接入電網(wǎng),通過實時檢測負載的諧波和無功分量,采用PWM變流技術(shù),從變流器中產(chǎn)生一個和當前諧波分量和無功分量對應(yīng)的反向分量并實時注入電力系統(tǒng),從而實現(xiàn)諧波治理和無功補償。
(12)醫(yī)院充電樁系統(tǒng)解決方案
醫(yī)院停車場有電動汽車和電動自行車,均需要提供充電樁。充電樁管理系統(tǒng)通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對接入系統(tǒng)的充電樁站點和各個充電樁進行不間斷地數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控,解決物業(yè)、用電管理部門的充電樁使用、監(jiān)控問題。電動自行車充電可采用投幣、掃碼充電方式,電動汽車支持IC卡和掃碼充電方式。遠程充電樁系統(tǒng)可實時遠程完成啟動充電、強制停止、單價設(shè)置等控制指令,用戶可通過APP、微信、支付寶小程序掃描二維碼,進行支付后,系統(tǒng)發(fā)起充電請求,控制二維碼對應(yīng)的充電樁完成電動汽車的充電過程。同時對各類故障如充電機過溫保護、充電機輸入輸出過壓、欠壓、絕緣檢測故障等一系列故障進行預(yù)警;能夠遠程控制,提供財務(wù)報表和數(shù)據(jù)分析等功能。
(13)醫(yī)院醫(yī)療隔離電源解決方案
《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》14.7.6.3條明確規(guī)定:在電源突然中斷后,重大醫(yī)療危險的場所,應(yīng)采用電力系統(tǒng)不接地(IT系統(tǒng))的供電方式。同時《醫(yī)院潔凈術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范》GB50333-2002中規(guī)定:2類醫(yī)療場所在維持患者生命,外科術(shù)和其他位于患者周圍的電氣裝置均應(yīng)采用IT系統(tǒng)。如:搶救室(門診術(shù)室)、術(shù)室、心臟監(jiān)控*療室、導(dǎo)管介入室、血管照影檢查室等。
安科瑞電氣股份有限公司的醫(yī)療隔離電源解決方案是針對醫(yī)療Ⅱ類場所的供電需求而開發(fā)設(shè)計的,能夠很好的滿足各類術(shù)室和重癥監(jiān)護室對電源安全性和可靠性的要求
5.相關(guān)平臺部署硬件選型清單
5.1電力監(jiān)控系統(tǒng)硬件配置
5.2變電所運維云平臺硬件配置
5.3電房綜合監(jiān)控系統(tǒng)硬件配置方案
5.4能耗管理系統(tǒng)硬件配置方案
5.5智能照明控制系統(tǒng)硬件配置方案
5.6智慧消防平臺硬件配置方案
作者介紹
簡婷,安科瑞電氣股份有限公司,187 0199 8775,主要研究方向為醫(yī)院能源管理平臺。
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