醫(yī)院建筑能耗分析管理系統(tǒng)

1概述

       現(xiàn)代醫(yī)院對(duì)建筑裝潢、溫濕度控制、空氣潔凈度、環(huán)境安全和信息自動(dòng)化都有很高的要求。醫(yī)院建筑是所有建筑中使用功能復(fù)雜、安全性要求zui高的建筑之一。醫(yī)療環(huán)境質(zhì)量的提高，勢(shì)必增加醫(yī)院的運(yùn)營(yíng)能耗，*綜合性醫(yī)院尤其如此。醫(yī)院能耗是一般公共建筑的1.6~2倍，醫(yī)院建筑節(jié)能潛力巨大。醫(yī)院要節(jié)能，首先要了解醫(yī)院建筑能耗的構(gòu)成，及其能耗的特點(diǎn)。

       綜合性醫(yī)院日常能耗中，電力消耗大，主要用于照明、空調(diào)和通風(fēng)、電梯、給水等設(shè)備。其次，醫(yī)院還以燃?xì)狻⒅赜偷茸鳛橹饕茉矗糜诠?yīng)蒸汽、熱水、消毒、洗滌、廚房以及冬季供暖等。而在電力消耗中，空調(diào)系統(tǒng)用電的比例超過(guò)50%。

       醫(yī)院建筑能耗分析管理系統(tǒng)通過(guò)對(duì)醫(yī)院建筑具體進(jìn)行詳細(xì)的能耗分析，安裝分類分項(xiàng)智能能耗計(jì)量裝置，采用遠(yuǎn)程傳輸?shù)仁侄渭皶r(shí)采集能耗數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)建筑能耗的在線監(jiān)測(cè)和動(dòng)態(tài)分析，在保證供電可靠性并且不減少病人和醫(yī)務(wù)人員的舒適體驗(yàn)前提下，通過(guò)能耗分析和管理，大大減少醫(yī)院建筑的能耗。*醫(yī)院節(jié)能潛力大，是建筑節(jié)能的重點(diǎn)領(lǐng)域。節(jié)能的前提是掌握詳細(xì)、分項(xiàng)的能耗數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)據(jù)分析提高醫(yī)院的能源使用效率。

2系統(tǒng)特點(diǎn)

       對(duì)主要能耗設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，計(jì)算中央空調(diào)實(shí)時(shí)的COP值并繪制COP曲線

       集成各類儀表通信協(xié)議，可對(duì)各類型能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行采集；

       建立醫(yī)院的能耗計(jì)量體系，對(duì)建筑能耗實(shí)現(xiàn)“CT式”管理；

       通過(guò)能耗數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)能耗黑洞；

       為節(jié)能改造指明方向，并驗(yàn)證節(jié)能效果；

       橫向比較相同類型建筑的能耗數(shù)據(jù)，通過(guò)能耗公示鼓勵(lì)、督促落后；

       數(shù)據(jù)傳輸采用MD5認(rèn)證算法以及AES加密算法，保證信息傳輸?shù)目煽啃浴⒈Ｃ苄浴?/span>

3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

       系統(tǒng)根據(jù)具體的工程情況來(lái)組網(wǎng)，采用分層分布式結(jié)構(gòu)。

       根據(jù)項(xiàng)目規(guī)模的大小，可以靈活選擇通訊介質(zhì)和組網(wǎng)方式。當(dāng)設(shè)備比較集中時(shí)，通訊介質(zhì)通常采用屏蔽雙絞線和五類八芯屏蔽電纜；當(dāng)系統(tǒng)設(shè)備比較分散時(shí)，可采用光纖作為通訊介質(zhì)，組網(wǎng)方式可以采用光纖環(huán)網(wǎng)或者光纖星型網(wǎng)；如果設(shè)備較少而且非常分散，可以采用無(wú)線通訊設(shè)備組網(wǎng)。

       由于醫(yī)院建筑規(guī)模比較大，設(shè)備數(shù)量多而且安裝比較分散，我們采用光纖環(huán)網(wǎng)模式進(jìn)行組網(wǎng)，組網(wǎng)示意圖如圖1所示：

圖1 能耗分析系統(tǒng)組網(wǎng)示意圖

4解決方案

       對(duì)醫(yī)院的能耗的分類分項(xiàng)示意圖如圖2所示：

圖2 醫(yī)院能耗分類分項(xiàng)統(tǒng)計(jì)示意圖

• 通過(guò)在醫(yī)院內(nèi)安裝分類和分項(xiàng)能耗計(jì)量裝置，采用遠(yuǎn)程傳輸?shù)仁侄渭皶r(shí)采集能耗數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)建筑能耗的在線監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)處理及數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸和動(dòng)態(tài)分析；
• 全面監(jiān)視各個(gè)獨(dú)立科室或單體建筑內(nèi)每個(gè)環(huán)節(jié)的能源消耗，重點(diǎn)監(jiān)視中央空調(diào)用電和用氣量，根據(jù)能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、記錄、分析和管理，評(píng)估各區(qū)域能耗水平和趨勢(shì)預(yù)測(cè)；
• 建筑物、采集器、采集點(diǎn)、分類分項(xiàng)能耗等信息依據(jù)各地能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的要求進(jìn)行編碼，能耗數(shù)據(jù)經(jīng)加密后可按要求定時(shí)上傳至上級(jí)能耗監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中心；
• 利用已有的設(shè)備管理系統(tǒng)或電力管理系統(tǒng)的已有數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)按能耗類型進(jìn)行拆分或匯總。全面分析能耗數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)節(jié)能空間，并通過(guò)各種管理手段或節(jié)能改造的方式幫助實(shí)現(xiàn)持續(xù)節(jié)能；
• 可根據(jù)客戶需要配套醫(yī)院能耗監(jiān)測(cè)室，除了滿足基本的能耗數(shù)據(jù)上傳服務(wù)外，還可為用戶提供個(gè)性化報(bào)表與分析服務(wù)。

5系統(tǒng)功能

5.1能耗平臺(tái)主頁(yè)面

圖3 系統(tǒng)能耗平臺(tái)主頁(yè)圖

       概要顯示當(dāng)月、當(dāng)年用能情況，并與往年同期用能進(jìn)行對(duì)比，掌握用能趨勢(shì)。實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)醫(yī)院當(dāng)前用電功率。通過(guò)設(shè)置每日用能的計(jì)劃值，實(shí)現(xiàn)用能的定額管理，并與實(shí)際用能進(jìn)行對(duì)比，對(duì)可能出現(xiàn)的用能突增進(jìn)行預(yù)警。將各類用能折算為標(biāo)準(zhǔn)煤，全局掌握醫(yī)院用能情況。

5.2用能趨勢(shì)分析

圖4用能趨勢(shì)分析圖

       通過(guò)用能趨勢(shì)圖，快速定位用能負(fù)荷高峰，并逐級(jí)定位高峰能耗的組成，為移峰填谷找到依據(jù)。

5.3節(jié)能足跡

圖5能耗對(duì)比圖

        記錄每一次節(jié)能改造的過(guò)程和記錄，通過(guò)改造后的同比分析，使原來(lái)無(wú)法說(shuō)清楚的節(jié)能改造效果變得可量化、可比較、可評(píng)價(jià)，展示節(jié)能工作所取得的成果。

5.4報(bào)表服務(wù)

圖6 能耗報(bào)表圖

       按需定制的各類報(bào)表，包括分戶能耗、設(shè)備能耗、數(shù)據(jù)集抄等，并可將數(shù)據(jù)導(dǎo)出到Excel等電子文件，方便日常管理工作。

5.5 CS和BS兩種訪問(wèn)方式

圖7 系統(tǒng)訪問(wèn)方式圖

       系統(tǒng)提供C/S和B/S兩種訪問(wèn)模式，C/S訪問(wèn)模式客戶端響應(yīng)速度快，充分發(fā)揮客戶端PC的處理能力，減輕服務(wù)器的壓力。B/S訪問(wèn)模式不需要安裝客戶端，任何地方只要有一臺(tái)可以上網(wǎng)的電腦即可訪問(wèn)服務(wù)器，做到了真正的跨網(wǎng)絡(luò)、跨平臺(tái)訪問(wèn)。

5.6系統(tǒng)靈活擴(kuò)展

圖8 系統(tǒng)配置圖

       系統(tǒng)可根據(jù)醫(yī)院實(shí)際用能情況，靈活配置用能類型、用能結(jié)構(gòu)、用能設(shè)備、用能區(qū)域、監(jiān)測(cè)參量等基本信息，對(duì)系統(tǒng)上線后發(fā)生的用能回路、用能設(shè)備的增加亦只需進(jìn)行配置即可。系統(tǒng)可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)接入單個(gè)或多個(gè)單位的用能情況，進(jìn)行集中管理。

5.7集團(tuán)式能耗管理模式

       系統(tǒng)將歸屬同一集團(tuán)、同一區(qū)域的單位的GPS坐標(biāo)標(biāo)注在電子地圖上，鼠標(biāo)停靠在坐標(biāo)上可顯示該企業(yè)的能耗概況，雙擊圖標(biāo)后可顯示企業(yè)用能的詳細(xì)情況，方便集團(tuán)公司對(duì)下屬分公司、門(mén)店進(jìn)行集中管控。

5.8遠(yuǎn)程集抄

        將分散分布的能源監(jiān)測(cè)計(jì)量表具通過(guò)能源管理系統(tǒng)連接在一起，各表數(shù)據(jù)采集時(shí)間偏差十分微小，大大減輕人工抄表的工作量，實(shí)現(xiàn)“能耗信息采集自動(dòng)化、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)化、管理數(shù)字量化、決策科學(xué)化”的目標(biāo)。

5.9電能質(zhì)量管理

圖9 電能質(zhì)量管理圖

        通過(guò)與電能管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口，可將電能管理中的數(shù)據(jù)引入到能耗系統(tǒng)中進(jìn)行分析，包括三相電流、三相電壓、功率、功率因素、諧波等。

5.10分項(xiàng)能耗分析

圖10 分項(xiàng)能耗分析圖

       將各類能源監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)（水、電、氣）接入到一套能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，改變?cè)瓉?lái)多頭管理的局面，清晰的掌握企業(yè)能耗的構(gòu)成，避免能耗改造過(guò)程中降低某一類能耗的同時(shí)增加了其他類能耗的支出。

5.11用能分時(shí)段統(tǒng)計(jì)

圖11 用能分時(shí)段統(tǒng)計(jì)圖

       將醫(yī)院用能按照尖、峰、平、谷（時(shí)間段可靈活設(shè)置，時(shí)間段設(shè)置可擴(kuò)展）劃分，找到企業(yè)用能在時(shí)間段上的不合理之處，也可作為企業(yè)能耗復(fù)費(fèi)率計(jì)算的依據(jù)。同時(shí)，系統(tǒng)可以統(tǒng)計(jì)任意時(shí)間期間的能耗，并進(jìn)行逐日、逐周、逐月、逐季度、逐年匯總。

5.12多維度用能分析

圖12 多維度用能分析圖

       判斷一個(gè)能耗的高低，不應(yīng)僅僅看總量，還應(yīng)將能耗數(shù)據(jù)同建筑面積、員工人數(shù)、商場(chǎng)客流量、產(chǎn)量、銷售額、環(huán)境溫度等其他參數(shù)進(jìn)行綜合比較，系統(tǒng)可以根據(jù)需要建立不同的能耗分析模型，從而更加科學(xué)、更加準(zhǔn)確的判斷建筑能耗的高低。