醫(yī)院建筑是一種特殊類(lèi)型的公共建筑，由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣、設(shè)備設(shè)施冗雜等特點(diǎn)，單位面積能耗遠(yuǎn)高于普通公共建筑及機(jī)構(gòu)，存在很大的節(jié)能空間和潛力。目前，國(guó)內(nèi)大多數(shù)醫(yī)院的業(yè)務(wù)量正處于快速增長(zhǎng)階段，醫(yī)院能耗呈剛性上升趨勢(shì)，節(jié)能降碳、安全用能等需求亟待滿足。

01 醫(yī)院為什么需要能源數(shù)字化管理

任何事物都不可能孤立存在，醫(yī)院建筑能耗同樣遵循這一規(guī)律。醫(yī)院能耗是人、空間、設(shè)備三者共同作用的結(jié)果，因此醫(yī)院的能源管理本質(zhì)上是對(duì)人、空間、設(shè)備進(jìn)行協(xié)同管理。
傳統(tǒng)的能源管理模式或節(jié)能手段僅僅是單一地對(duì)設(shè)備進(jìn)行更換、對(duì)技術(shù)進(jìn)行改良，難以應(yīng)對(duì)現(xiàn)代醫(yī)院高質(zhì)量發(fā)展過(guò)程中帶來(lái)的全新挑戰(zhàn)。因此，推動(dòng)醫(yī)院能源管理數(shù)字化轉(zhuǎn)型，充分釋放數(shù)據(jù)價(jià)值，讓能源效率最大化，實(shí)現(xiàn)滿足用能需求、加強(qiáng)節(jié)能管理、保障設(shè)備安全三者的有機(jī)平衡，是當(dāng)前多數(shù)醫(yī)院大力探索及發(fā)展的方向。

02 天溯如何定義數(shù)字能源場(chǎng)景

天溯認(rèn)為，不以數(shù)據(jù)和管理為基礎(chǔ)的節(jié)能手段最終都無(wú)法實(shí)現(xiàn)真正的節(jié)能。因此，針對(duì)醫(yī)院在能源管理過(guò)程中遇到的諸多問(wèn)題，天溯依托“平臺(tái)+運(yùn)營(yíng)”模式打造數(shù)字能源場(chǎng)景，即以平臺(tái)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，完成對(duì)系統(tǒng)的診斷分析、能源的策略控制、能耗的異常處理，并應(yīng)用于醫(yī)院科室管理及考核，實(shí)現(xiàn)管理、安全、節(jié)能的動(dòng)態(tài)平衡：
管理科學(xué) 通過(guò)用能數(shù)據(jù)診斷，合理優(yōu)化醫(yī)院用能結(jié)構(gòu)，提升醫(yī)院用能效率。同時(shí)基于醫(yī)院用能需求規(guī)律，優(yōu)化設(shè)備運(yùn)行策略、動(dòng)態(tài)調(diào)整能源管理策略，在保障舒適度的前提下使設(shè)備運(yùn)行更加節(jié)能。
用能安全 對(duì)醫(yī)院的重要用能設(shè)備進(jìn)行運(yùn)行數(shù)據(jù)分析及性能診斷，并通過(guò)告警聯(lián)動(dòng)體系、預(yù)防式維護(hù)體系，使能源管理與安全運(yùn)營(yíng)管理相融合，保障醫(yī)院用能的安全性。
決策高效 基于萬(wàn)元收入能耗支出、經(jīng)濟(jì)效益考核、單位業(yè)務(wù)量能耗等考核指標(biāo)，構(gòu)建科室能耗考核體系，納入醫(yī)院全面預(yù)算管理和全成本核算管理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、考核評(píng)價(jià)與決策支持，全面提升能源管理精細(xì)化、智慧化水平。

03 天溯數(shù)字能源場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)路徑

 天溯打造數(shù)字能源場(chǎng)景可分為以下幾步： 
物聯(lián)網(wǎng)建設(shè): 將電力、暖通、給排水等系統(tǒng)通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)接入平臺(tái)。例如電力方面，在全院高低壓配電房、樓棟配電房、樓層配電箱加裝或?qū)又悄茈娏x表以采集電度數(shù)據(jù)，梳理并構(gòu)建全院支路、區(qū)域（科室）、業(yè)態(tài)的四級(jí)能流模型，實(shí)現(xiàn)能流平衡，確保能源數(shù)據(jù)質(zhì)量。
基礎(chǔ)模型構(gòu)建：基于醫(yī)院的能耗數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、空間模型、設(shè)備模型、人員模型，構(gòu)建醫(yī)院能耗基礎(chǔ)模型。
用能結(jié)構(gòu)調(diào)整：基于用能數(shù)據(jù)診斷，發(fā)現(xiàn)用能結(jié)構(gòu)缺陷，通過(guò)改變醫(yī)院能源使用類(lèi)型（水、電、燃?xì)猓┗蚰茉磦鬏斁W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，追求醫(yī)院用能效率的最大化。
性能與策略調(diào)優(yōu)：通過(guò)對(duì)醫(yī)院重要用能設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)的分析和性能檢測(cè)，以及醫(yī)院用能需求規(guī)律的采集，對(duì)性能較差的用能系統(tǒng)、設(shè)備進(jìn)行調(diào)優(yōu)或更換，優(yōu)化設(shè)備運(yùn)行策略（供需策略）。
科室能耗考核：在醫(yī)院能耗模型的基礎(chǔ)上采取科學(xué)合理的能耗分?jǐn)傄?guī)則，通過(guò)萬(wàn)元收入能耗支出、經(jīng)濟(jì)效益考核、單位用能等考核指標(biāo)，對(duì)各科室、部門(mén)的能耗成本進(jìn)行核算、管理。

04 數(shù)字能源場(chǎng)景實(shí)例

運(yùn)營(yíng)實(shí)例一：某醫(yī)院原采用蒸汽鍋爐制取蒸汽，通過(guò)筒式熱交換器換取熱水。天溯基于平臺(tái)用能數(shù)據(jù)診斷，判斷其用能結(jié)構(gòu)有較大優(yōu)化空間。制定整體解決方案，采用空氣能熱泵代替原有的熱水制備方式，提高綜合能耗的使用率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。每天供應(yīng)生活熱水60噸，與原蒸汽制取生活熱水方式形成一主一備。優(yōu)化后，經(jīng)過(guò)5個(gè)月的日常運(yùn)行，空氣源熱泵在保證同等供應(yīng)量的情況下，綜合節(jié)能收益9萬(wàn)元左右，同比支出下降52%。
運(yùn)營(yíng)實(shí)例二：某醫(yī)院由2臺(tái)主機(jī)進(jìn)行制冷，根據(jù)平臺(tái)冷量-時(shí)間數(shù)據(jù)分析，大部分時(shí)間主機(jī)2運(yùn)行，主機(jī)1僅作為極端工況下系統(tǒng)冷量的補(bǔ)充。且主機(jī)1加入系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)整體冷量的提升并不呈線性，而是一個(gè)突變，超過(guò)末端所需的冷量被儲(chǔ)存在冷凍水供回水管道之中，系統(tǒng)能效偏低。同時(shí)，通過(guò)主機(jī)COP數(shù)據(jù)分析得知，每日高峰負(fù)荷階段主機(jī)存在一定的COP下降， 系統(tǒng)在低負(fù)載率的情況下，整體COP較低，需要更換運(yùn)行模式以減少低負(fù)載率下的運(yùn)行時(shí)間占比。該醫(yī)院在平臺(tái)建議下，基于平臺(tái)算法，根據(jù)末端舒適度情況動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)空調(diào)主機(jī)的出水溫度及運(yùn)行模式，實(shí)現(xiàn)每日節(jié)能1500kWh。
運(yùn)營(yíng)實(shí)例三：某醫(yī)院通過(guò)平臺(tái)能耗數(shù)據(jù)分析，其制冷系統(tǒng)各設(shè)備中，冷水機(jī)組能耗占比為74%，冷凍水泵為12%，冷卻水泵為14%，距離合理的輸配系統(tǒng)能耗占比存在較大優(yōu)化空間（冷凍水泵+冷凍水泵能耗占比總和應(yīng)在15%以下）。大部分情況下，冷凍泵1并未開(kāi)啟，系統(tǒng)主要依靠2、3、4號(hào)泵來(lái)輸配冷凍水，水泵運(yùn)行時(shí)間分配不均勻。該醫(yī)院在平臺(tái)建議下，基于平臺(tái)算法，根據(jù)壓差及溫差控制模式動(dòng)態(tài)調(diào)整水泵運(yùn)行頻率和運(yùn)行策略，實(shí)現(xiàn)每日節(jié)能1000kWh。
運(yùn)營(yíng)實(shí)例四：某醫(yī)院2022年引入天溯平臺(tái)數(shù)字能源場(chǎng)景，基于高質(zhì)量能流模型（高低壓偏差<2%，總支偏差<1%，總分偏差＜3%），建立區(qū)域及科室能耗排名，掌握各科室用能情況、排名變化，形成用能關(guān)注及異常用能波動(dòng)追溯。某日，住院樓4F、5F動(dòng)力用電日均能耗偏高（凈化空調(diào)用電回路），經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)排查，由于溫度過(guò)低，大功率電加熱頻繁啟動(dòng)。因此及時(shí)對(duì)5樓新生兒科、6樓重癥監(jiān)護(hù)室、4樓生殖醫(yī)學(xué)中心對(duì)應(yīng)凈化空調(diào)進(jìn)行調(diào)整，通過(guò)調(diào)整閥門(mén)開(kāi)啟比例，控制水流量靠控制室內(nèi)溫度和濕度（溫度25℃，濕度控制在40%~60%之間）。經(jīng)觀察，在確保使用科室環(huán)境舒適的情況下，NICU每天用電量減少400KWh。該院2022年7月全院平均每日減少用電3600KWh，7月份與同比減少用電101692.22KWh, 減少用電開(kāi)支78303元。值得一提的是，2022年7月同比最高氣溫上漲4℃，最低氣溫上漲2℃。

05 結(jié)語(yǔ)

在全球數(shù)字化浪潮之下，醫(yī)院能源管理的變革勢(shì)在必然。天溯基于“平臺(tái)+運(yùn)營(yíng)”模式打造醫(yī)院數(shù)字能源運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景，充分挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值，以提升醫(yī)院用能效率、降低萬(wàn)元收入能耗支出為目標(biāo)，建立健全能源管理體系，保障管理閉環(huán)，實(shí)現(xiàn)持續(xù)節(jié)能，為醫(yī)院節(jié)能降耗工作的開(kāi)展提供全面支撐。


作者：黃章良 天溯運(yùn)營(yíng)服務(wù)部部長(zhǎng)