Reducing Hospital Energy Consumption
來源：洁净技术与应用
隨著社會經濟的發展，人們越來越重視環保節能，和可持續發展等要素，然而，在醫院建築使用過程中，需要消耗大量的能源，不利於建築的可持續發展，這就需要我們對這類建築物進行改造，並積極採用綠色節能技術，以減少能源的消耗。
而醫院空調系統，以其嚴格的專業性、精細的功能需求、良好的空氣品質，和安全可靠的運行保障等要求，使其用電、用熱數量較大，因此空調系統的節能，就成為了醫院建築節能，改造中的重點之重。
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| Healthcare Environmental Resource Center (HERC) |
1 某醫院建築能耗特點及現狀
某醫院綜合門診大樓，建築面積約 18000㎡，地上 16 層，地下 2 層，建築高度 49.8 m。
（1）該建築內科室眾多，人員流動較大，不同科室對環境的要求不盡相同，管理複雜，對溫度、濕度和空氣潔淨度的要求很高。
（2）醫院各科設備使用規律多樣，且運行時間長，要求控制靈活，各種能源不能間斷。醫院要求兩路供電，並配備應急電源。
（3）醫院用能種類多，主要包括醫技設施能耗、照明能耗、供暖/空調能耗、蒸汽能耗、衛生熱水能耗，及其他動力設施能耗，能源利用種類涵蓋了冷、熱、電、水、汽、燃氣或燃油及醫用氣體等。
（4）醫院各科室都離不開清洗、消毒，病房都設有淋浴、空調等設施，醫院的冷、熱水用量，遠超過一般公共建築。
（5）醫院需要進行嚴格的氣流組織，避免交叉感染，如手術室、ICU 等靠大量的送風，維持正壓和稀釋細菌濃度，檢驗科、生物安全框等，靠大量的排風維持負壓和防止感染，傳染科、解剖室等要求全新風運行。所以，醫院的空調新風、通風量大。
（6）大樓能耗總量較大，平均單位面積能耗 44.5kg 標煤/㎡，而普通公建約為 20kg 標煤/㎡。醫院大樓用能種類繁多，但據近幾年統計，空調及供暖能耗，佔醫院總能耗 68% 以上，是該醫院建築節能改造的重點。
2 空調綠色節能技術在醫院建築改造中的應用
由於大樓建成使用已快 30 年，空調改造成為了本次大樓裝修改造的重要內容。
2.1 空調溫濕度獨立控制系統
醫院空調常見的形式主要有：一次回風 + 自熱系統、二次回風系統、新風集中系統 + 風機盤管系統，但以上三種系統，都不能解決空氣再熱，和杜絕病菌、微生物滋生的問題。
溫濕度獨立控制系統，能徹底解決上述問題，這種空調系統的基本原理，就是讓新風承擔室內所有的濕負荷，末端風機盤管承擔室內顯熱冷負荷。
溫濕度獨立控制技術的節能，體現在以下兩方面：
（1）溫濕度獨立控制系統，徹底解決了新風除濕後，需自熱的問題，減少了除濕過程的冷量消耗，和再熱過程的熱量消耗，節能效果顯著。
（2）溫濕度獨立控制系統，使末端風機盤管，只承擔室內顯熱冷負荷，這樣處理冷水溫度，就從傳統的 7℃ 提高到了 14℃，處理水溫的提高，使制冷機的效率提高了 40% 左右，節能效果明顯。
由於減少了再熱過程的熱量消耗，和提高了冷水溫度，溫濕度獨立控制系統，在醫院潔淨區域使用時，比常規潔淨空調系統節能 40% 以上，在醫院舒適性區域使用，比常規節能 25% 以上。
2.2 內外分區與合理利用自然冷源
（1）該醫院建築進深比較大，並且有多個朝向，科室比較多，各房間的熱濕負荷相差較大，並且不同房間和區域，空調運行的時間，和冷熱負荷並不同步。外區夏季需要供冷，冬季需要供熱，而內區房間則需要全年供冷。
合理進行內外分區，不僅是實現室內濕度均勻分布的關鍵，也是節約能耗的重要措施。在進行分區時，對於內區冬季供冷有不同的方式，但都要充分合理利用自然冷源，以達到減少能耗的目的。
合理進行內外分區，不僅是實現室內濕度均勻分布的關鍵，也是節約能耗的重要措施。在進行分區時，對於內區冬季供冷有不同的方式，但都要充分合理利用自然冷源，以達到減少能耗的目的。
（2）在該醫院建築中，合理進行內外分區，根據房間負荷調節送風量及新、回風比。夏季，開啓冷水機組給內、外區分別供冷；過渡季節，房間不需要供冷也不需要供熱，只需滿足室內對新風量的要求，調節新、回風比例，加大新風量。
冬季，關閉冷水機組，利用鍋爐給外區供熱，此時內區只需根據房間冷負荷總量，調節新、回風比，適當增加新風量，或可以全新風運行，給內區房間供冷。
採用這種方式，在過渡季節和冬季，可以充分利用室外新風的冷量為內區供冷，關閉冷水機組，從而節省電能和運行費用。並且運行中增大了新風量，這樣室內的新風量，就高於其所需新風量，從而顯著提高了室內環境的空氣品質。
冬季，關閉冷水機組，利用鍋爐給外區供熱，此時內區只需根據房間冷負荷總量，調節新、回風比，適當增加新風量，或可以全新風運行，給內區房間供冷。
採用這種方式，在過渡季節和冬季，可以充分利用室外新風的冷量為內區供冷，關閉冷水機組，從而節省電能和運行費用。並且運行中增大了新風量，這樣室內的新風量，就高於其所需新風量，從而顯著提高了室內環境的空氣品質。
（3）冬季利用冷卻塔供冷，在內外區分別設置空調機組，夏季，冷水機組分別給內外區供冷；冬季，關閉冷水機組，利用冷卻塔給內區供冷。
2.3 合理配置冷熱源
在醫院大樓的特殊區域（如夜間需要開啓的手術室和急診室）分別設置獨立的冷熱源，以降低醫院總體能耗，並確保其在較低負荷時也能正常啓動運行。
2.4 餘熱回收系統的運用
2.4.1 空調冷凝熱回收
夏季，集中空調冷凝熱是空調系統制冷量，和機組輸入功率之和，其熱量一般是冷負荷的 1.3 倍，一般情況下空調冷凝熱，是透過冷卻塔的冷卻水，釋放到大氣中，這樣就造成了能源的大量浪費。
回收集中空調冷凝熱，用於衛生熱水供應，是在不降低建築物使用功能，和舒適度標準的前提下，對餘熱進行利用，在夏季可省去常規鍋爐房熱水供應，利用空調冷凝熱回收系統，進行熱水供應，熱回收系統提供 50～60℃ 生活熱水，減少了一次能源的再次輸入。
回收集中空調冷凝熱，用於衛生熱水供應，是在不降低建築物使用功能，和舒適度標準的前提下，對餘熱進行利用，在夏季可省去常規鍋爐房熱水供應，利用空調冷凝熱回收系統，進行熱水供應，熱回收系統提供 50～60℃ 生活熱水，減少了一次能源的再次輸入。
2.4.2 排風熱回收
醫院建築對室內環境要求很高，尤其是潔淨手術室的換氣次數很大，造成新風負荷比較大。據統計，醫院新風負荷，佔到總負荷40%以上。
利用空調排風中的餘冷、餘熱，來預處理新風，可以減少新風所需的能量，從而實現在節能，或不增加室內能耗的情況下，增大室內的新風比，提高室內空氣品質，同時達到節能經濟和環保的雙重目的。
利用空調排風中的餘冷、餘熱，來預處理新風，可以減少新風所需的能量，從而實現在節能，或不增加室內能耗的情況下，增大室內的新風比，提高室內空氣品質，同時達到節能經濟和環保的雙重目的。
2.5 減少風機和水泵能耗，降低輸送能耗
空調水泵的能耗，佔建築總耗電量的 8%～16%，佔空調系統耗電量的 15%～30%。
減少水泵輸送能耗，除了採用比摩阻較小的管材外，也應盡量使冷熱源靠近負荷中心，減小輸送距離。另一方面，在保證供熱/冷效果的情況下，可採用大溫差小流量進行輸送。
此外，風機和水泵都可以採用變頻調節技術，使管道系統的阻力，能保持在風機或泵工作的高效率點，從而減少因風機或泵的效率降低，而造成的能耗損失，同時還可延長風機、水泵的使用壽命，減少維修費用。
2.6 匹配自動化控制系統
醫院原空調系統自動化程度低，系統不能按照負荷的變化，自動調節水系統的流量，造成了大量的能源浪費。在空調設計中，變頻節能技術和群控節能技術相結合，可以達到空調系統節能的目的。
空調自動化節能控制內容，主要包括調整冷水機組的啓動台數、運行時間，根據末端負荷自動調節運行效率，風機和循環水泵根據流量的變化，調節轉速等。一套行之有效的自動化控制系統，既能實現系統的舒適性，又能最大化地節約能源。
空調自動化節能控制內容，主要包括調整冷水機組的啓動台數、運行時間，根據末端負荷自動調節運行效率，風機和循環水泵根據流量的變化，調節轉速等。一套行之有效的自動化控制系統，既能實現系統的舒適性，又能最大化地節約能源。
3 結語
總而言之，綠色節能技術在醫院建築空調系統節能，改造中的應用，不僅可以節能，還對環境以及社會的可持續發展，產生重要的作用。
結合工程的實際情況來看，透過這樣的節能改造，醫院的醫療衛生條件不斷改善，服務品質和室內空氣品質，也得到了很大提升，全面提升了醫院建築的智慧化、生態化和人性化水平，為全面建設綠色醫院和持續發展，奠定了良好的基礎。
結合工程的實際情況來看，透過這樣的節能改造，醫院的醫療衛生條件不斷改善，服務品質和室內空氣品質，也得到了很大提升，全面提升了醫院建築的智慧化、生態化和人性化水平，為全面建設綠色醫院和持續發展，奠定了良好的基礎。
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