能耗管理分析系統(tǒng)在醫(yī)療衛(wèi)生建筑中的應用

1 概述 

近些年我國的醫(yī)療事業(yè)發(fā)展迅速，引進了相當多的高科技醫(yī)療設備，醫(yī)療向大型化、集團化發(fā)展，醫(yī)療技術(shù)水平可與歐美等發(fā)達國家相媲美，同時帶來的則是能源消耗的直線上升，消耗的能源包括電、油、氣、水等，能源消耗量大。醫(yī)院屬于公共建筑，因此，對于醫(yī)院行業(yè)的能耗管理系統(tǒng)，我們希望達到的目的是在保證一定的安全性、舒適度和便利度的條件下實現(xiàn)在能源的消耗量下降的同時提高能源使用的品質(zhì)。在提高品質(zhì)的過程中，也在一定程度上節(jié)省了能源的消耗，提高了能源的使用效率，做到能源消耗過程中從質(zhì)和量兩方面的。 

2 醫(yī)療衛(wèi)生建筑能耗特點

與辦公樓宇、商場、賓館酒店等公共建筑相比較，醫(yī)院的能源消耗指標相對較高。*，用能設備的種類多，涵蓋醫(yī)院建筑、辦公建筑、醫(yī)療設備、辦公設備、交通工具等；，具有單位多、分類廣、特點不同、層次復雜等特點；第三，醫(yī)院耗能涉及水、電、熱力、煤氣、天然氣、燃油等各種資源。尤其用電負荷大，占總能源消耗的80%左右，并且用電負荷的起伏變化也很大，因為季節(jié)交替、氣候變化、晝夜輪回、人流量變化等因素的影響，用能整體具有不恒定的特點，從節(jié)能的角度考慮，節(jié)能空間也是巨大的。

因此，這種情況下，要實施精細化管理，必然要全面了解醫(yī)院的各部位的能耗情況，掌握各類能源在時間、空間上的分布規(guī)律，借助一定的輔助分析工具對醫(yī)院的能耗進行指標量化。所以亟需對醫(yī)院的能耗實施分項計量和對能源消耗情況進行監(jiān)測，這是所有節(jié)能管理工作的基礎。

3 醫(yī)療衛(wèi)生建筑能耗管理系統(tǒng)的可行性分析

    隨著GB 50189—2005《公共建筑節(jié)能設計標準》的實施，能耗管理系統(tǒng)已在*范圍內(nèi)的大型公共建筑中成功應用，并且?guī)砹肆己玫慕?jīng)濟效益和社會效益。醫(yī)療衛(wèi)生建筑能耗管理系統(tǒng)是一個大型的綜合自動化系統(tǒng)，它采用通用的軟件平臺、一致的硬件架構(gòu)、統(tǒng)一的人機界面，通過對相關系統(tǒng)的集成和互聯(lián)，建立了一個高度共享的信息平臺，實現(xiàn)建筑內(nèi)各部門系統(tǒng)的信息互通與資源共享，從而提高了醫(yī)院日常管理與調(diào)度工作的效率和部門運營的整體服務水平。

 另外，通過智能通信管理器將數(shù)據(jù)信息上傳至綜合監(jiān)控系統(tǒng)。采用這種方式不僅能確保采集的設備電能數(shù)據(jù)能夠及時發(fā)送到監(jiān)控系統(tǒng)，而且可靠性高、系統(tǒng)構(gòu)成簡單、經(jīng)濟，便于集中管理。在此基礎上，采用可靠的能耗管理軟件、硬件，*可以建立一套完整的、具有水平的醫(yī)療衛(wèi)生建筑能耗管理系統(tǒng)。

4 能耗管理分析系統(tǒng)在上海華山醫(yī)院病房新建工程中的應用

4.1項目概況

  上海華山醫(yī)院病房樓是一幢醫(yī)用建筑，建筑面積約為2萬平方米。根據(jù)配電系統(tǒng)管理和能耗監(jiān)測的要求，需要對樓內(nèi)的高壓進線、低壓配出線和各樓層內(nèi)配電箱進行電力監(jiān)控，實現(xiàn)對病房樓內(nèi)用電量和用水量的在線監(jiān)測，方便對該建筑群的能耗管理，以保證用電的安全、。

Acrel-5000建筑能耗分析管理系統(tǒng)的能耗數(shù)據(jù)采集方式包括人工采集方式和自動采集方式。通過人工采集方式采集的數(shù)據(jù)包括建筑基本情況數(shù)據(jù)采集指標和其它不能通過自動方式采集的能耗數(shù)據(jù)，如建筑消耗的煤、液化石油、人工煤氣等能耗量。通過自動采集方式采集的數(shù)據(jù)包括建筑分項能耗數(shù)據(jù)和分類能耗數(shù)據(jù)，由自動計量裝置實時采集，通過自動傳輸方式實時傳輸至數(shù)據(jù)中心。

4.2組網(wǎng)結(jié)構(gòu)

本系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡、能效管理系統(tǒng)軟件三部分組成。

1、數(shù)據(jù)采集層

通過安裝在能耗監(jiān)測儀表箱（柜）中的帶數(shù)字接口的智能電力儀表，實施對負荷用電量的實時監(jiān)測。監(jiān)測數(shù)據(jù)包括：電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、有功無功電能、諧波、環(huán)境與開關狀態(tài)、事件記錄等用電參數(shù)。監(jiān)測對象包括：電力需求側(cè)中低壓饋線回路、主要耗能機電設備、醫(yī)院內(nèi)其他耗能設施。同時也可以對用水量、用氣量、熱量等通過電子式流量表、電子式熱量表等現(xiàn)場智能計量裝置實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集。根據(jù)現(xiàn)場條件和系統(tǒng)應用的要求，采集的數(shù)據(jù)也可以取自用戶的其他智能系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口。 

2、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡

通過在能耗監(jiān)測儀表箱（柜）中安裝的能耗智能數(shù)據(jù)網(wǎng)關，實時采集能耗計量儀表的數(shù)據(jù)，并且通過TCP/IP網(wǎng)絡傳輸?shù)侥芎谋O(jiān)控中心。無需遠距離布線，施工簡單可靠。智能數(shù)據(jù)網(wǎng)關提供多種接入方式，支持包括RS-485/RS-232總線、光纖、工業(yè)以太網(wǎng)、433M無線、GSM/GPRS/CDMA網(wǎng)絡傳輸?shù)榷喾N方式。

3、用電及能效管理系統(tǒng)軟件

完成數(shù)據(jù)采集、校驗、分析、處理、輸出、系統(tǒng)維護、授權(quán)使用權(quán)限分級控制等；并可將現(xiàn)場運行的重要數(shù)據(jù)、報警信息、故障信息等傳送到企業(yè)決策人員。

4.3 設備參數(shù)列表

4.4系統(tǒng)設計參數(shù)

4.5系統(tǒng)功能

4.5.1系統(tǒng)能耗監(jiān)測由能源監(jiān)控平臺、交換機、多功能電表、通訊轉(zhuǎn)換器、遠程水表等設備組成，本系統(tǒng)實現(xiàn)的功能為水、電耗的集抄。

4.5.2支持統(tǒng)一網(wǎng)絡架構(gòu)下的電力、水等能源數(shù)據(jù)的采集和管理，能耗數(shù)據(jù)采集無需在多個不同系統(tǒng)中集成，能量監(jiān)測與管理系統(tǒng)包含豐富的功能，能夠?qū)ㄖ锘蚪ㄖ褐懈黝惸茉?/span>（電、水）進行分別統(tǒng)計、統(tǒng)一管理并提供能耗數(shù)據(jù)自動采集、分析和挖掘、持續(xù)優(yōu)化。

4.5.3系統(tǒng)采集來自智能測控單元裝置送來的參數(shù)，包括每個用電回路的實時電能值和各種告警信息，各水表的用水量等，并實時顯示采集上來的各個參數(shù)。

4.5.4各能源管理組逐時、逐日、逐月、逐年能耗值報告，幫助用戶掌握自己的能源消耗情況，找出能源消耗異常值。

4.5.5系統(tǒng)支持基于Internet的遠程瀏覽，不同的能源管理部門可在不同的地點同時查看所需能源的消耗情況。

4.6 系統(tǒng)功能及軟件界面

4.6.1分類、分項能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計

系統(tǒng)具備歷史數(shù)據(jù)、報警信息等的存儲功能，存儲歷史數(shù)據(jù)保存時間大于三年。系統(tǒng)同時具備將分類、分項能耗數(shù)據(jù)按“需要發(fā)送至上級數(shù)據(jù)中心的能源數(shù)據(jù)”的要求發(fā)送至上級數(shù)據(jù)中心的功能。界面如圖1。

4.6.2能耗數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測

系統(tǒng)具備良好的開放性，可對用戶需求進行功能擴展，在基本分析功能的基礎上為用戶定制個性化報表和分析模板；系統(tǒng)具有報警管理功能，負責報警及事件的傳送、報警確認及報警記錄功能以便告知用戶或供用戶查詢；系統(tǒng)具備權(quán)限管理、系統(tǒng)日志及系統(tǒng)參數(shù)設置等功能。界面如圖2。

4.6.3用能情況的同、環(huán)比分析

對各分類、分項能耗（標準煤量或千瓦時）和單位面積能耗（標準煤量或千瓦時）進行按月、年同比或環(huán)比分析。可預置、顯示、查詢和打印常用建筑能耗統(tǒng)計報表。界面如圖3。

4.6.4建筑能耗數(shù)據(jù)分析

系統(tǒng)對分類、分項能耗數(shù)據(jù)進行采集匯總后，可生成各種數(shù)據(jù)圖表、餅圖、柱狀圖等，實時反映和對比各項采集數(shù)據(jù)和統(tǒng)計數(shù)據(jù)的數(shù)值、趨勢和分布情況。系統(tǒng)可按總能耗和單位面積能耗進行逐日、逐月、逐年匯總，并以坐標曲線等各形式顯示、查詢和打印。界面如圖4。

圖1 分類、分項能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計        圖2  能耗數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測

圖3 用能情況的同、環(huán)比分析        圖4  建筑能耗數(shù)據(jù)分析

4.6.5 遠程網(wǎng)絡訪問功能

系統(tǒng)以Web發(fā)布后可進行遠程網(wǎng)絡訪問?；?Net平臺，使用ASP.Net、JQuery技術(shù)開發(fā)，可通過Internet訪問，具有跨平臺的特性，用戶可通過各種移動終端（筆記本、平板電腦、手機等）訪問。界面如圖5。

圖5 跨平臺跨網(wǎng)絡數(shù)據(jù)訪問

4.7結(jié)語

上海華山醫(yī)院采用Acrel-5000能耗管理技術(shù)，建立了對整個醫(yī)院設施能源系統(tǒng)的全面監(jiān)視管理，通過對負載能耗設備的能耗與能效數(shù)據(jù)實時采集監(jiān)視，實現(xiàn)了對能源系統(tǒng)實時能耗的監(jiān)測管理，提供了用戶能源管理系統(tǒng)運營管理的工具和能耗成本管理工具，為進一步的節(jié)能增效措施提供分析手段，預期效果已開始初步顯現(xiàn)： 

Acrel-5000能耗管理系統(tǒng)通過全時的全區(qū)域分類數(shù)據(jù)的上傳，不僅降低了大面積、大體量設施能耗的管理強度，還提供各種分類的報表，能耗曲線和趨勢分析，提高運營管理的效率。 

Acrel-5000通過對照明、空調(diào)、通風等各類負載自動生成細節(jié)分項數(shù)據(jù)，為管理上提供了強有力的成本管理控制工具。 

通過實踐證明，Acrel-5000能耗管理系統(tǒng)在醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)的應用，帶來了很直觀的節(jié)能經(jīng)濟效果，以及良好的社會效益、環(huán)境效益，不僅對醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)，對于其他大型公共建筑、綜合建筑群、工業(yè)企業(yè)、基礎設施、大型園區(qū)等都有很好的借鑒意義。