1前言
醫院建筑屬于大型公共建筑[1],具有每天開放、能耗高、連續運行等特征。建筑結構較為復雜,技術要求較高,一般包括急診部、門診部、住院部、醫技科室以及后勤保障、行政管理、院內生活用房等7大功能區域。醫院建筑主要實現診療與后勤保障兩大功能[2-3]。后勤保障部門往往根據醫院建筑所涉及的建筑結構、水電氣熱暖、信息通訊、樓宇智控、景觀道路、裝飾裝修等公共系統,以及醫用保障所涉及的氣體系統、物流傳輸系統、機械停車系統、凈化層流系統、放射防護系統、醫療信息化系統、大型醫療設備系統等各專業系統組成不同的運行維護科室、班組,進而形成完整的醫院后勤運營保障體系。在醫院后勤運營保障各項工作中,醫院能源管理是順利、實現各項診療目標的重要前提。以瑞安市人民醫院為例,分析能源管理現存問題,介紹能源管理系統建設具體實踐。
2醫院能源管理現狀
2.1 能耗高,管理基礎弱
根據國家衛生健康委規劃與信息司統計數據,全國近2 200多所三級醫院,約230萬張床位,年均能耗達6 650萬噸標煤,折算電能約540億度;能源結構圖中電能消耗占比非常大,一般在70%左右,甚至更高;能耗水平基本保持15%以上的年增長率,新建分院、大樓等是導致能耗費用大幅上升的重要原因之一。和國內其他南方地區醫院相似,瑞安市人民醫院能源結構中電能所占比重達80%;瑞祥新院區投入運營不到1年,全院能耗費用從不到2 000萬元升至2 700萬元。由于歷史原因,醫院在能源結構設計、能耗設備管理、能效水平提升以及用能安全監測等方面,信息管理凌亂與信息孤島現象嚴重,也缺乏行之有效的手段;能源數據多數采用人工收集的方式采集,數據的及時性、準確性以及電子化存儲受到制約;無法實現國家要求的能耗分類分項計量;不能進行能源、能耗與能效的信息采集與數據分析處理,以及以安全用電為主的用能安全管理;難以按照科室、樓層計量以致不能準確考核科室能耗成本,影響定額能耗管理及獎懲等控制手段。
2.2面積大,死角多
醫院目前新老院區有歷年形成各類建筑(群)18座,雖然70多位后勤人員辛勤努力,但也難以進行方方面面的巡視檢查,存在一些管理死角,以及空調供應過剩、用能不平衡等能源浪費現象。
2.3用電多,保障少
目前,國家電網一般只負責用電單位電力設施產權分界點(變壓器)以外部分,不負責低壓側部分,如配電設施、電氣設備、線纜電路等。醫院低壓側電力電能質量缺乏有效監測、警示及應急聯動。
2.4有標準,難考核
醫院建有能源管理制度,但缺乏客觀考核指標,考核難以量化,節能與能源管理制度往往流于形式或與實際情況脫節。
2.5信息化程度低
近年來,醫院信息化建設尤其是診療信息化建設發展很快,后勤運營保障體系的信息化建設卻相對滯后[4]。作為后勤保障工作的重要環節,存量能源綜合管理難以匹配快速發展的診療信息化速度。
3能源物聯網建設
瑞安市人民醫院后勤建設始終跟隨現代醫院模式變革的發展趨勢,以保障醫院診療活動無障礙實現為目標,從醫院管理體系化出發,總結醫院從信息化到數字化、智能化的發展規律,運用物聯網、人工智能、大數據等技術手段,采用平臺建設+服務運營模式,從能源物聯網建設入手,將醫院后勤一體化綜合運營保障體系建設的創新理念付諸實施,已投入使用的醫院能源管理系統運行效果良好。醫院能源包括電、水、氣、熱、油等,用能環境相對復雜,不同功能區域需求不盡相同,且耗能設備種類多樣,建筑能源相關的數據采集、統計與管理工作量很大。醫院能源物聯網建設可以在保證安全性、一定的舒適性以及必要的便利性前提下,實現能源優化、能耗降低、能效提升三重目標。醫院能源物聯網系統包括覆蓋與典型覆蓋相結合并逐漸達到基本覆蓋的智能終端、先進的通訊傳輸模塊以及覆蓋全院的能源管理平臺等。該系統以覆蓋各能源點的低壓側智能終端等智慧端口為支撐并完成數據采集,按序梯次構成醫院能源物聯網。
3.1感知層
低壓側智慧端口與端點應用,保證了醫院能源消耗與能源質量、能源安全數據采集的及時性、準確性。低壓側智慧終端采用了邊緣計算與節點終結的設計理念,實現剩余電流、三相不平衡和缺相告警等功能。
3.2 網絡層
以485總線、網絡線和電力線載波等有線傳輸技術為基礎,結合Lora、4G等無線傳輸技術,充分利用現有網絡條件,構建覆蓋全院的數據傳輸網絡。工業級數據網關提供數據的采集、分析、存儲與轉發。異常數據包過濾、數據集中轉發的設計大大降低了云平臺在數據采集與前處理過程中對系統資源的占用。
3.3 應用層
醫院能源管理系統集數據采集、傳輸、分析與處理功能于一體。數據采集傳輸是能源大數據的基礎。通過數據的分析與處理,提煉數據的價值并形成有效管理手段是能源管理的核心。通過對醫院能源大數據分析,提示醫院存量能源使用過程中在能耗與能效方面的可優化空間,形成存量能耗曲線,與優化后的節能曲線相比較,得出客觀可靠的效益分析報告,提高能效,降低能耗;根據醫院用能結構與負荷曲線形成醫院綜合能源站建設依據,通過清潔能源與新能源利用,改善醫院能源結構。
參考文獻
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技,2009(8):44-45.
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- 高春輝,于廣軍,張志毅,等.基于物聯網與移動互聯網的醫院后勤智能運維平臺建設與應用[J].中國醫院,2017,21(8):12-15.
- 葉江東.醫院后勤管理信息化的發展和重要意義[J].現代經濟信息,2010(22):32.
- 李振全,雷亞平,馬思聰,等.蘇州市三級甲等醫院建筑能耗現狀與影響因素分析[J].暖通空調,2018,48(4):31-34.
- 安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2022.05版.
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