摘要:介紹了我國醫(yī)院建筑能耗監(jiān)管平臺的建設情況。以國家衛(wèi)生健康委員會直44家醫(yī)院為研究對象,進行了深入調(diào)研??偨Y了目前平臺的主要功能。指出了5個方面。
一 醫(yī)院能耗監(jiān)管平臺建設背景及現(xiàn)狀
隨著我國經(jīng)濟社會高速發(fā)展,我國公共建筑面積逐步增加,目前公共建筑面積已達全社會民用建筑總面積的15%,公共建筑能耗占總民用建筑能耗的21%。相對于居住建筑,公共建筑能耗占比大、增長速度快、節(jié)省難度高,是建筑領域節(jié)能減排的重點。醫(yī)院建筑由于其自身功能的特殊性,在公共建筑中屬于能耗較高的一類。近年來,隨著我國醫(yī)院醫(yī)療科技的發(fā)展和診療環(huán)境的改善,醫(yī)院的能源消耗不斷上漲。因此,推進醫(yī)院建筑能耗監(jiān)管平臺的建設已成為醫(yī)院節(jié)能的重要手段。2014年5月,原國家衛(wèi)生和計劃生育委員會、住房和城鄉(xiāng)建設部及財政部聯(lián)合啟動了全國醫(yī)院建筑能耗監(jiān)管系統(tǒng)試點建設工作,并下發(fā)了《醫(yī)院建筑能耗監(jiān)管系統(tǒng)建設技術導則(試行)》,為醫(yī)院建筑能耗監(jiān)管平臺的建設提供了依據(jù)。醫(yī)院建筑能耗監(jiān)管系統(tǒng)將采用通用型軟件平臺、配套的硬件架構、統(tǒng)一的平臺界面,通過對相關子系統(tǒng)的信息集成與互聯(lián),形成一個信息高度共享、實時在線監(jiān)測的數(shù)字化平臺。原國家衛(wèi)生和計劃生育委員會于2015年對其直屬的44家醫(yī)院進行了能耗監(jiān)管平臺建設,各試點醫(yī)院對醫(yī)院相應的重點用能設備安裝了計量儀表(電表),實現(xiàn)了對重點設備的實時監(jiān)測;同時針對分項能耗,安裝了分項能耗計量儀表(電表),通過遠程傳輸進行能耗數(shù)據(jù)的采集與監(jiān)測。平臺的建設實現(xiàn)了醫(yī)院建筑與設備能源消耗情況的實時監(jiān)測、統(tǒng)計分析和管理。本文針對這44家醫(yī)院的能耗監(jiān)管平臺的建設情況進行分析。
二 醫(yī)院能耗監(jiān)管平臺建構的基本情況
1.平臺的建設情況
對44家醫(yī)院的平臺建設情況進行了深入調(diào)研和分析,目前全部安裝了能耗監(jiān)管平臺,試點醫(yī)院分布于8個省、3個直轄市;跨越嚴寒地區(qū)、寒冷地區(qū)、夏熱冬冷地區(qū)及夏熱冬暖地區(qū)4個氣候分區(qū)。醫(yī)院具體分布情況見圖1。
圖1醫(yī)院具體分布情況
2.平臺的構建方法
各醫(yī)院能源監(jiān)管平臺的構建基本上遵循了《醫(yī)院建筑能耗監(jiān)管系統(tǒng)建設技術導則(試行)》的相關規(guī)定,監(jiān)管系統(tǒng)主要由計量裝置、數(shù)據(jù)網(wǎng)關、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)中轉站、數(shù)據(jù)服務器、管理軟件等組成。各醫(yī)院平臺均具備能耗數(shù)據(jù)的實時采集與在線監(jiān)測、數(shù)據(jù)遠程傳輸、數(shù)據(jù)分類統(tǒng)計與分析、圖表顯示與報表管理等功能,可滿足醫(yī)院能耗監(jiān)管內(nèi)容及要求。為配合國家衛(wèi)生健康委員會(以下簡稱“衛(wèi)健委")能耗監(jiān)管總平臺的建設,各醫(yī)院均預留接口至上一級數(shù)據(jù)中心。平臺架構見圖2。
圖2醫(yī)院能耗監(jiān)管平臺架構
3.平臺核心功能
醫(yī)院能耗監(jiān)管平臺已基本實現(xiàn)數(shù)據(jù)監(jiān)測采集與能耗分析展示等功能,部分醫(yī)院可通過用能診斷及故障診斷等進行報警。醫(yī)院能耗監(jiān)管平臺功能見表1。
三 醫(yī)院能耗監(jiān)管平臺功能
1.數(shù)據(jù)采集
醫(yī)院能耗監(jiān)管平臺已基本上實現(xiàn)監(jiān)測采集和數(shù)據(jù)處理等功能。
1)監(jiān)測采集:包括自動采集和人工錄入。水表、電表、燃氣表等設備可實時監(jiān)測采集數(shù)據(jù),當出現(xiàn)斷點或在某些特殊情況下,可以通過人工錄入醫(yī)院設備信息數(shù)據(jù)。
2)數(shù)據(jù)處理:包括數(shù)據(jù)校驗、數(shù)據(jù)包解析、歸一化處理、拆分計算和數(shù)據(jù)存儲。具體處理過程如下:平臺采集數(shù)據(jù)后,一是校驗數(shù)據(jù)的合理性、正確性及其完整性,校驗通過后,需將原始數(shù)據(jù)包解析為系統(tǒng)可以識別的數(shù)據(jù)格式;二是進行歸一化處理,規(guī)范采集時間、采集頻率、計量單位等;三是根據(jù)所攜帶的樓宇信息及能耗拆分方法進行能耗拆分;四是保存相應的能耗數(shù)據(jù)(原始數(shù)據(jù)及拆分數(shù)據(jù))。
2.能耗分析與展示
目前,醫(yī)院能耗監(jiān)管平臺主要可進行3個方面的能耗分析與展示,分別為:醫(yī)院用能分類分項能耗分析、建筑用能分類分項能耗分析和科室用能分類分項能耗分析。醫(yī)院能耗監(jiān)管平臺主要展示功能亦可分為3種形式:1)平臺可通過柱狀圖、餅圖、曲線圖等形式展示建筑日、月、年各類能耗和水耗走勢曲線及其總用能情況,并進行綜合能耗歷年對比;2)平臺可將數(shù)據(jù)按照表格等文本形式對建筑能耗進行同期能耗對比或同類能耗對比;3)平臺可以通過文本或圖形形式進行分建筑能耗同比或環(huán)比。平臺能耗展示效果如圖3所示。
圖3平臺能耗展示效果
3.能耗公示
醫(yī)院能耗監(jiān)管平臺會定期發(fā)布特定時間范圍內(nèi)各項用能情況,包括建筑/部門總能耗、建筑/部門分項能耗、建筑/部門單位面積能耗及建筑/部門人均能耗等。具體信息發(fā)布途徑有3種:1)平臺具有能效公示系統(tǒng),會定期將各項用能情況顯示到首頁。2)個別醫(yī)院推出了移動APP服務功能,方便能耗監(jiān)管。3)平臺會以郵件的形式將各建筑/部門能耗數(shù)據(jù)發(fā)送至相關人員及負責人。
4.報警功能
部分醫(yī)院能耗監(jiān)管平臺可通過用能診斷及故障診斷進行報警。用能報警:平臺可監(jiān)測能耗數(shù)據(jù)采集的壞值情況以及建筑用能超限情況,發(fā)現(xiàn)后啟動報警。設備報警和采集器報警:平臺可監(jiān)測建筑能耗采集設備的在線情況,故障一經(jīng)“確診",立即啟動報警。報警途徑有短信報警和郵件報警。
5.數(shù)據(jù)上報
各醫(yī)院能耗監(jiān)管平臺逐時上傳本醫(yī)院的各用能數(shù)據(jù)至衛(wèi)健委能耗監(jiān)管總平臺,個別醫(yī)院的本地平臺系統(tǒng)可直觀查看數(shù)據(jù)上報的詳細信息,方便醫(yī)院用戶查看每次上傳的數(shù)據(jù),核對上傳數(shù)據(jù)的準確性。數(shù)據(jù)上報后可使得衛(wèi)健委全面了解和分析各醫(yī)院、各科室的整體用能指標,為今后制定詳細的建筑能耗定額提供數(shù)據(jù)支撐。
6.其他功能
1)建筑概況展示功能:平臺可展示醫(yī)院概況信息,包括總建筑面積、建筑名稱、科室情況、病房數(shù)等數(shù)據(jù)。與此同時還可顯示醫(yī)院各建筑的地理位置及信息,如建筑名稱、建筑面積等。
2)采集設備配置管理:可對在線設備設置采集時間間隔等,更換現(xiàn)場設備后可再次設置。
3)能源審計功能:包括特定時間范圍內(nèi)某建筑或某部門能源審計報告的初生成、再編輯和總運算。
四 醫(yī)院能耗監(jiān)管平臺建設存在的問題
1.數(shù)據(jù)采集與錄入
1)采集數(shù)據(jù)未進行校核。
多數(shù)醫(yī)院平臺只是進行數(shù)據(jù)采集,忽視了系統(tǒng)漏損以及變壓器變損所帶來的能源損失,同時未提供合理的能流圖,沒有對所采集的能耗數(shù)據(jù)進行校核分析,致使各級數(shù)據(jù)統(tǒng)計存在差異。
2)人工錄入功能簡單。
現(xiàn)有平臺多數(shù)項目無法實現(xiàn)單表數(shù)據(jù)的人工錄入。尤其是通過平臺服務器直接采集的軟件統(tǒng),當電表異常或者通訊異常時會出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失等現(xiàn)象。
2.報警功能
1)報警類型單一。
現(xiàn)階段多數(shù)醫(yī)院平臺軟件針對運行能耗、運行故障建立了合適的報警功能,但只能進行閾值報警或故障報警。缺少能耗異常報警功能,不能對采集的能耗數(shù)據(jù)進行比較處理,不能及時發(fā)現(xiàn)能源的浪費情況并報警。
2)報警方式落后。
目前,國內(nèi)醫(yī)院能耗監(jiān)管平臺建立了相應的報警機制,但報警方式以郵件報警居多,較少使用短信、微信等一些當前主流的通訊方式進行報警,報警方式相對落后、不及時。
3.能源審計功能
1)多數(shù)平臺缺少審計功能。
多數(shù)醫(yī)院平臺缺少能源審計功能,僅針對能耗分析作了相應的圖形化展示,缺少對用能總量、能源增長情況、能耗指標情況、能源使用費用等進行有效審計。未來的醫(yī)院能耗監(jiān)管平臺建設需要增加能源審計模塊,加入能源審計功能。
2)能源審計格式簡易。
少數(shù)具有能源審計功能模塊的醫(yī)院平臺,在能源審計的時間節(jié)點要求,增加或修改審計報告,審計結果的對外公示、展示、保存等方面也存在問題。需要進一步完善能源審計,核對審計內(nèi)容的完整性。
4.能效公示
1)缺少重點用能設備的數(shù)據(jù)展示及分析。
多數(shù)醫(yī)院能耗監(jiān)管平臺具有能效公示系統(tǒng),平臺會定期將特定時間范圍內(nèi)各項用能情況顯示到首頁,但缺少醫(yī)院重點用能設備的集中監(jiān)測數(shù)據(jù)的展示,并且沒有將數(shù)據(jù)進行對比分析,沒有發(fā)揮出能耗監(jiān)測軟件的作用。
2)缺少分項用能系統(tǒng)的運行能效分析。
由于醫(yī)院在運行模式與服務對象方面的特殊性,使用能系統(tǒng)能源消耗大,節(jié)能潛力大。但目前多數(shù)醫(yī)院平臺缺少分項用能系統(tǒng)的運行能效分析功能,不能通過對各項用能系統(tǒng)的對比分析查找出能耗大、能效低、節(jié)能潛力大的系統(tǒng)進行優(yōu)化改造。
5.能耗診斷
1)缺少異常用能診斷。
目前,很多醫(yī)院能耗監(jiān)管平臺只能按時間采集能耗,但僅對建筑能耗采集不能實現(xiàn)節(jié)能。對于監(jiān)測過程中能源數(shù)據(jù)突變的情況,缺少相對應的分析,沒有對異常用能情況進行診斷,不能發(fā)現(xiàn)和解決能耗異常的問題。
2)未制定能耗定額。
在國內(nèi)醫(yī)院能耗監(jiān)管平臺的建設過程中,并未同步制定能耗定額基準,無法對能耗進行有效的對比分析,導致對實際運行能耗缺乏約束力,違背了節(jié)能監(jiān)管平臺建設初衷。
3)缺少能耗預測。
監(jiān)管平臺的建設,不僅僅是能耗數(shù)據(jù)的監(jiān)測。國內(nèi)多數(shù)醫(yī)院能耗監(jiān)管平臺并無能耗預測功能,導致平臺在使用過程中無法對實際能耗進行評價分析,不能對系統(tǒng)運行進行有效的指導。
五 安科瑞建筑能耗分析系統(tǒng)
1概述
Acrel-5000web建筑能耗分析系統(tǒng)是用戶端能源管理分析系統(tǒng),在電能管理系統(tǒng)的基礎上增加了對水、氣、煤、油、熱(冷)量等集中采集與分析,通過對用戶端所有能耗進行細分和統(tǒng)計,以直觀的數(shù)據(jù)和圖表向管理人員或決策層展示各類能源的使用消耗情況,便于找出高耗能點或不合理的耗能習慣,有效節(jié)約能源,為用戶進一步節(jié)能改造或設備升級提供準確的數(shù)據(jù)支撐。用戶可按照國家有關規(guī)定實施能源計算,分析現(xiàn)狀,查找問題,挖掘節(jié)能潛力,提出切實可行的節(jié)能措施,并向縣級以上管理節(jié)能工作的部門報送能源計算報告。
2應用場所
適用于公共建筑、集團公司、工業(yè)園區(qū)、大型物業(yè)、學校、醫(yī)院、企業(yè)等不同行業(yè)的能耗監(jiān)測與管理的系統(tǒng)設計、施工和運行維護。
3系統(tǒng)功能
1)系統(tǒng)概況
平臺運行狀態(tài),當月能耗折算、地圖導航,各能耗逐時、逐月曲線,當日,當月能耗同比分析滾動顯示。
2)用能概況
對建筑、部門、區(qū)域、支路、分類分項等用能進行對比,支持當日逐時趨勢、當月逐日趨勢曲線、分時段能耗統(tǒng)計對比、總能耗同環(huán)比對比。
3)用能統(tǒng)計
對建筑、區(qū)域、分項、支路等結構按日、月、年報表的形式統(tǒng)計對分類能源用能進行統(tǒng)計,支持報表數(shù)據(jù)導出EXCEL,支持選擇建筑數(shù)據(jù)進行生成柱狀圖。
4)復費率統(tǒng)計
復費率報表按日、月、年統(tǒng)計對單棟建筑下不同支路的尖、峰、平、谷用電量及成本費用進行統(tǒng)計分析。支持數(shù)據(jù)導出到EXCEL。
5)同比分析
對建筑、分項、區(qū)域、支路等用能按日、月、年以圖形和報表結合的方式進行用能數(shù)據(jù)同比分析。
6)能源流向圖
能源流向圖展示單棟建筑規(guī)定時段內(nèi)各類能源從源頭到末端的的能源流向,支持按原始值和折標值查看。
7)夜間能耗分析
夜間能耗以表格、曲線、餅圖等形式對選擇支路分類能源在規(guī)定時段工作時間與非工作時間用能統(tǒng)計對比,支持導出報表。
8)設備管理
設備管理包括,設備類型、設備臺賬、維保記錄等功能。輔助用戶合理管理設備,確保設備的運行。
9)用戶報告
用戶報告針對選定的建筑自動統(tǒng)計各能源的月使用的同環(huán)比趨勢,并提供簡單的能耗分析結果,針對用電提供單獨的復費率用能分析,報告可編輯。
六 系統(tǒng)硬件配置
七 結論
建筑能耗檢測與智能控制系統(tǒng),通過實時監(jiān)測建筑能耗數(shù)據(jù)與智能控制相結合,能夠得出建筑能耗的優(yōu)化方案,大大降低傳統(tǒng)建筑的能耗。系統(tǒng)采用統(tǒng)一的485協(xié)議,各個設備只需符合協(xié)議便可在系統(tǒng)中使用,方便了系統(tǒng)設計者的設計和集成商的集成、布線簡單清晰,減少了線材的使用,方便后期的維護工作,同時便于用戶的統(tǒng)一管理。
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