易允恒

安科瑞電氣股份有限公司   上海嘉定

摘要:介紹了我國(guó)醫(yī)院建筑能耗監(jiān)管平臺(tái)的建設(shè)情況。以國(guó)家衛(wèi)生健康委員會(huì)直44家醫(yī)院為研究對(duì)象，進(jìn)行了深入調(diào)研。總結(jié)了目前平臺(tái)的主要功能。指出了5個(gè)方面。

一 醫(yī)院能耗監(jiān)管平臺(tái)建設(shè)背景及現(xiàn)狀

        隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)高速發(fā)展，我國(guó)公共建筑面積逐步增加，目前公共建筑面積已達(dá)全社會(huì)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(duì)于居住建筑，公共建筑能耗占比大、增長(zhǎng)速度快、節(jié)省難度高，是建筑領(lǐng)域節(jié)能減排的重點(diǎn)。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(lái)，隨著我國(guó)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(jìn)醫(yī)院建筑能耗監(jiān)管平臺(tái)的建設(shè)已成為醫(yī)院節(jié)能的重要手段。2014年5月，原國(guó)家衛(wèi)生和計(jì)劃生育委員會(huì)、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部及財(cái)政部聯(lián)合啟動(dòng)了全國(guó)醫(yī)院建筑能耗監(jiān)管系統(tǒng)試點(diǎn)建設(shè)工作，并下發(fā)了《醫(yī)院建筑能耗監(jiān)管系統(tǒng)建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則（試行）》，為醫(yī)院建筑能耗監(jiān)管平臺(tái)的建設(shè)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(tái)、配套的硬件架構(gòu)、統(tǒng)一的平臺(tái)界面，通過(guò)對(duì)相關(guān)子系統(tǒng)的信息集成與互聯(lián)，形成一個(gè)信息高度共享、實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)的數(shù)字化平臺(tái)。原國(guó)家衛(wèi)生和計(jì)劃生育委員會(huì)于2015年對(duì)其直屬的44家醫(yī)院進(jìn)行了能耗監(jiān)管平臺(tái)建設(shè)，各試點(diǎn)醫(yī)院對(duì)醫(yī)院相應(yīng)的重點(diǎn)用能設(shè)備安裝了計(jì)量?jī)x表（電表），實(shí)現(xiàn)了對(duì)重點(diǎn)設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；同時(shí)針對(duì)分項(xiàng)能耗，安裝了分項(xiàng)能耗計(jì)量?jī)x表（電表），通過(guò)遠(yuǎn)程傳輸進(jìn)行能耗數(shù)據(jù)的采集與監(jiān)測(cè)。平臺(tái)的建設(shè)實(shí)現(xiàn)了醫(yī)院建筑與設(shè)備能源消耗情況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、統(tǒng)計(jì)分析和管理。本文針對(duì)這44家醫(yī)院的能耗監(jiān)管平臺(tái)的建設(shè)情況進(jìn)行分析。

二 醫(yī)院能耗監(jiān)管平臺(tái)建構(gòu)的基本情況

1.平臺(tái)的建設(shè)情況

        對(duì)44家醫(yī)院的平臺(tái)建設(shè)情況進(jìn)行了深入調(diào)研和分析，目前全部安裝了能耗監(jiān)管平臺(tái)，試點(diǎn)醫(yī)院分布于8個(gè)省、3個(gè)直轄市；跨越嚴(yán)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(gè)氣候分區(qū)。醫(yī)院具體分布情況見(jiàn)圖１。

圖１醫(yī)院具體分布情況

2.平臺(tái)的構(gòu)建方法

        各醫(yī)院能源監(jiān)管平臺(tái)的構(gòu)建基本上遵循了《醫(yī)院建筑能耗監(jiān)管系統(tǒng)建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則（試行）》的相關(guān)規(guī)定，監(jiān)管系統(tǒng)主要由計(jì)量裝置、數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站、數(shù)據(jù)服務(wù)器、管理軟件等組成。各醫(yī)院平臺(tái)均具備能耗數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集與在線監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸、數(shù)據(jù)分類統(tǒng)計(jì)與分析、圖表顯示與報(bào)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(guó)家衛(wèi)生健康委員會(huì)（以下簡(jiǎn)稱“衛(wèi)健委”）能耗監(jiān)管總平臺(tái)的建設(shè)，各醫(yī)院均預(yù)留接口至上一級(jí)數(shù)據(jù)中心。平臺(tái)架構(gòu)見(jiàn)圖2。

圖2醫(yī)院能耗監(jiān)管平臺(tái)架構(gòu)

3.平臺(tái)核心功能

        醫(yī)院能耗監(jiān)管平臺(tái)已基本實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)采集與能耗分析展示等功能，部分醫(yī)院可通過(guò)用能診斷及故障診斷等進(jìn)行報(bào)警。醫(yī)院能耗監(jiān)管平臺(tái)功能見(jiàn)表１。

三 醫(yī)院能耗監(jiān)管平臺(tái)功能

1.數(shù)據(jù)采集

        醫(yī)院能耗監(jiān)管平臺(tái)已基本上實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)采集和數(shù)據(jù)處理等功能。

        1）監(jiān)測(cè)采集：包括自動(dòng)采集和人工錄入。水表、電表、燃?xì)獗淼仍O(shè)備可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)采集數(shù)據(jù)，當(dāng)出現(xiàn)斷點(diǎn)或在某些特殊情況下，可以通過(guò)人工錄入醫(yī)院設(shè)備信息數(shù)據(jù)。

        2）數(shù)據(jù)處理：包括數(shù)據(jù)校驗(yàn)、數(shù)據(jù)包解析、歸一化處理、拆分計(jì)算和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。具體處理過(guò)程如下：平臺(tái)采集數(shù)據(jù)后，一是校驗(yàn)數(shù)據(jù)的合理性、正確性及其完整性，校驗(yàn)通過(guò)后，需將原始數(shù)據(jù)包解析為系統(tǒng)可以識(shí)別的數(shù)據(jù)格式；二是進(jìn)行歸一化處理，規(guī)范采集時(shí)間、采集頻率、計(jì)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(jìn)行能耗拆分；四是保存相應(yīng)的能耗數(shù)據(jù)（原始數(shù)據(jù)及拆分?jǐn)?shù)據(jù)）。

2.能耗分析與展示

        目前，醫(yī)院能耗監(jiān)管平臺(tái)主要可進(jìn)行3個(gè)方面的能耗分析與展示，分別為：醫(yī)院用能分類分項(xiàng)能耗分析、建筑用能分類分項(xiàng)能耗分析和科室用能分類分項(xiàng)能耗分析。醫(yī)院能耗監(jiān)管平臺(tái)主要展示功能亦可分為3種形式：1）平臺(tái)可通過(guò)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(shì)曲線及其總用能情況，并進(jìn)行綜合能耗歷年對(duì)比；2）平臺(tái)可將數(shù)據(jù)按照表格等文本形式對(duì)建筑能耗進(jìn)行同期能耗對(duì)比或同類能耗對(duì)比；3）平臺(tái)可以通過(guò)文本或圖形形式進(jìn)行分建筑能耗同比或環(huán)比。平臺(tái)能耗展示效果如圖3所示。

圖3平臺(tái)能耗展示效果

3.能耗公示

        醫(yī)院能耗監(jiān)管平臺(tái)會(huì)定期發(fā)布特定時(shí)間范圍內(nèi)各項(xiàng)用能情況，包括建筑／部門總能耗、建筑／部門分項(xiàng)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(tái)具有能效公示系統(tǒng)，會(huì)定期將各項(xiàng)用能情況顯示到首頁(yè)。2）個(gè)別醫(yī)院推出了移動(dòng)APP服務(wù)功能，方便能耗監(jiān)管。3)平臺(tái)會(huì)以郵件的形式將各建筑／部門能耗數(shù)據(jù)發(fā)送至相關(guān)人員及負(fù)責(zé)人。

4.報(bào)警功能

        部分醫(yī)院能耗監(jiān)管平臺(tái)可通過(guò)用能診斷及故障診斷進(jìn)行報(bào)警。用能報(bào)警：平臺(tái)可監(jiān)測(cè)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(dòng)報(bào)警。設(shè)備報(bào)警和采集器報(bào)警：平臺(tái)可監(jiān)測(cè)建筑能耗采集設(shè)備的在線情況，故障一經(jīng)“確診”，立即啟動(dòng)報(bào)警。報(bào)警途徑有短信報(bào)警和郵件報(bào)警。

5.數(shù)據(jù)上報(bào)

        各醫(yī)院能耗監(jiān)管平臺(tái)逐時(shí)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(tái)，個(gè)別醫(yī)院的本地平臺(tái)系統(tǒng)可直觀查看數(shù)據(jù)上報(bào)的詳細(xì)信息，方便醫(yī)院用戶查看每次上傳的數(shù)據(jù)，核對(duì)上傳數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。數(shù)據(jù)上報(bào)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(biāo)，為今后制定詳細(xì)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(tái)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(shí)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(shè)備配置管理：可對(duì)在線設(shè)備設(shè)置采集時(shí)間間隔等，換現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備后可再次設(shè)置。

        3）能源審計(jì)功能：包括特定時(shí)間范圍內(nèi)某建筑或某部門能源審計(jì)報(bào)告的初生成、再編輯和總運(yùn)算。

四 醫(yī)院能耗監(jiān)管平臺(tái)建設(shè)存在的問(wèn)題

1.數(shù)據(jù)采集與錄入

        1）采集數(shù)據(jù)未進(jìn)行校核。

        多數(shù)醫(yī)院平臺(tái)只是進(jìn)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(lái)的能源損失，同時(shí)未提供合理的能流圖，沒(méi)有對(duì)所采集的能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行校核分析，致使各級(jí)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)存在差異。

        2）人工錄入功能簡(jiǎn)單。

        現(xiàn)有平臺(tái)多數(shù)項(xiàng)目無(wú)法實(shí)現(xiàn)單表數(shù)據(jù)的人工錄入。尤其是通過(guò)平臺(tái)服務(wù)器直接采集的軟件統(tǒng)，當(dāng)電表異常或者通訊異常時(shí)會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失等現(xiàn)象。

2.報(bào)警功能

        1）報(bào)警類型單一。

        現(xiàn)階段多數(shù)醫(yī)院平臺(tái)軟件針對(duì)運(yùn)行能耗、運(yùn)行故障建立了合適的報(bào)警功能，但只能進(jìn)行閾值報(bào)警或故障報(bào)警。缺少能耗異常報(bào)警功能，不能對(duì)采集的能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行比較處理，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)能源的浪費(fèi)情況并報(bào)警。

        2）報(bào)警方式落后。

        目前，國(guó)內(nèi)醫(yī)院能耗監(jiān)管平臺(tái)建立了相應(yīng)的報(bào)警機(jī)制，但報(bào)警方式以郵件報(bào)警居多，較少使用短信、微信等一些當(dāng)前主流的通訊方式進(jìn)行報(bào)警，報(bào)警方式相對(duì)落后、不及時(shí)。

3.能源審計(jì)功能

        1）多數(shù)平臺(tái)缺少審計(jì)功能。

        多數(shù)醫(yī)院平臺(tái)缺少能源審計(jì)功能，僅針對(duì)能耗分析作了相應(yīng)的圖形化展示，缺少對(duì)用能總量、能源增長(zhǎng)情況、能耗指標(biāo)情況、能源使用費(fèi)用等進(jìn)行有效審計(jì)。未來(lái)的醫(yī)院能耗監(jiān)管平臺(tái)建設(shè)需要增加能源審計(jì)模塊，加入能源審計(jì)功能。

        2）能源審計(jì)格式簡(jiǎn)易。

        少數(shù)具有能源審計(jì)功能模塊的醫(yī)院平臺(tái)，在能源審計(jì)的時(shí)間節(jié)點(diǎn)要求，增加或修改審計(jì)報(bào)告，審計(jì)結(jié)果的對(duì)外公示、展示、保存等方面也存在問(wèn)題。需要進(jìn)一步完善能源審計(jì)，核對(duì)審計(jì)內(nèi)容的完整性。

4.能效公示

        1）缺少重點(diǎn)用能設(shè)備的數(shù)據(jù)展示及分析。

多數(shù)醫(yī)院能耗監(jiān)管平臺(tái)具有能效公示系統(tǒng)，平臺(tái)會(huì)定期將特定時(shí)間范圍內(nèi)各項(xiàng)用能情況顯示到首頁(yè)，但缺少醫(yī)院重點(diǎn)用能設(shè)備的集中監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的展示，并且沒(méi)有將數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，沒(méi)有發(fā)揮出能耗監(jiān)測(cè)軟件的作用。

        2）缺少分項(xiàng)用能系統(tǒng)的運(yùn)行能效分析。

        由于醫(yī)院在運(yùn)行模式與服務(wù)對(duì)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(tái)缺少分項(xiàng)用能系統(tǒng)的運(yùn)行能效分析功能，不能通過(guò)對(duì)各項(xiàng)用能系統(tǒng)的對(duì)比分析查找出能耗大、能效低、節(jié)能潛力大的系統(tǒng)進(jìn)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(tái)只能按時(shí)間采集能耗，但僅對(duì)建筑能耗采集不能實(shí)現(xiàn)節(jié)能。對(duì)于監(jiān)測(cè)過(guò)程中能源數(shù)據(jù)突變的情況，缺少相對(duì)應(yīng)的分析，沒(méi)有對(duì)異常用能情況進(jìn)行診斷，不能發(fā)現(xiàn)和解決能耗異常的問(wèn)題。

        2）未制定能耗定額。

        在國(guó)內(nèi)醫(yī)院能耗監(jiān)管平臺(tái)的建設(shè)過(guò)程中，并未同步制定能耗定額基準(zhǔn)，無(wú)法對(duì)能耗進(jìn)行有效的對(duì)比分析，導(dǎo)致對(duì)實(shí)際運(yùn)行能耗缺乏約束力，違背了節(jié)能監(jiān)管平臺(tái)建設(shè)初衷。

        3）缺少能耗預(yù)測(cè)。

        監(jiān)管平臺(tái)的建設(shè)，不僅僅是能耗數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)。國(guó)內(nèi)多數(shù)醫(yī)院能耗監(jiān)管平臺(tái)并無(wú)能耗預(yù)測(cè)功能，導(dǎo)致平臺(tái)在使用過(guò)程中無(wú)法對(duì)實(shí)際能耗進(jìn)行評(píng)價(jià)分析，不能對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行有效的指導(dǎo)。

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(chǔ)上增加了對(duì)水、氣、煤、油、熱(冷)量等集中采集與分析，通過(guò)對(duì)用戶端所有能耗進(jìn)行細(xì)分和統(tǒng)計(jì)，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(diǎn)或不合理的耗能習(xí)慣，有效節(jié)約能源，為用戶進(jìn)一步節(jié)能改造或設(shè)備升級(jí)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐。用戶可按照國(guó)家有關(guān)規(guī)定實(shí)施能源計(jì)算，分析現(xiàn)狀，查找問(wèn)題，挖掘節(jié)能潛力，提出切實(shí)可行的節(jié)能措施，并向縣級(jí)以上管理節(jié)能工作的部門報(bào)送能源計(jì)算報(bào)告。

2應(yīng)用場(chǎng)所

        適用于公共建筑、集團(tuán)公司、工業(yè)園區(qū)、大型物業(yè)、學(xué)校、醫(yī)院、企業(yè)等不同行業(yè)的能耗監(jiān)測(cè)與管理的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行維護(hù)。

3系統(tǒng)功能

        1）系統(tǒng)概況

        平臺(tái)運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)月能耗折算、地圖導(dǎo)航，各能耗逐時(shí)、逐月曲線，當(dāng)日，當(dāng)月能耗同比分析滾動(dòng)顯示。

        2）用能概況

        對(duì)建筑、部門、區(qū)域、支路、分類分項(xiàng)等用能進(jìn)行對(duì)比，支持當(dāng)日逐時(shí)趨勢(shì)、當(dāng)月逐日趨勢(shì)曲線、分時(shí)段能耗統(tǒng)計(jì)對(duì)比、總能耗同環(huán)比對(duì)比。

        3）用能統(tǒng)計(jì)

        對(duì)建筑、區(qū)域、分項(xiàng)、支路等結(jié)構(gòu)按日、月、年報(bào)表的形式統(tǒng)計(jì)對(duì)分類能源用能進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，支持報(bào)表數(shù)據(jù)導(dǎo)出EXCEL，支持選擇建筑數(shù)據(jù)進(jìn)行生成柱狀圖。

        4）復(fù)費(fèi)率統(tǒng)計(jì)

        復(fù)費(fèi)率報(bào)表按日、月、年統(tǒng)計(jì)對(duì)單棟建筑下不同支路的尖、峰、平、谷用電量及成本費(fèi)用進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。支持?jǐn)?shù)據(jù)導(dǎo)出到EXCEL。

        5）同比分析

        對(duì)建筑、分項(xiàng)、區(qū)域、支路等用能按日、月、年以圖形和報(bào)表結(jié)合的方式進(jìn)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時(shí)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(biāo)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(duì)選擇支路分類能源在時(shí)段工作時(shí)間與非工作時(shí)間用能統(tǒng)計(jì)對(duì)比，支持導(dǎo)出報(bào)表。

        8）設(shè)備管理

        設(shè)備管理包括，設(shè)備類型、設(shè)備臺(tái)賬、維保記錄等功能。輔助用戶合理管理設(shè)備，確保設(shè)備的運(yùn)行。

        9）用戶報(bào)告

        用戶報(bào)告針對(duì)選定的建筑自動(dòng)統(tǒng)計(jì)各能源的月使用的同環(huán)比趨勢(shì)，并提供簡(jiǎn)單的能耗分析結(jié)果，針對(duì)用電提供單獨(dú)的復(fù)費(fèi)率用能分析，報(bào)告可編輯。

六 系統(tǒng)硬件配置

七 結(jié)論

        建筑能耗檢測(cè)與智能控制系統(tǒng),通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)建筑能耗數(shù)據(jù)與智能控制相結(jié)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(gè)設(shè)備只需符合協(xié)議便可在系統(tǒng)中使用,方便了系統(tǒng)設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)和集成商的集成、布線簡(jiǎn)單清晰,減少了線材的使用,方便后期的維護(hù)工作,同時(shí)便于用戶的統(tǒng)一管理。

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作者簡(jiǎn)介：

易允恒，男，本科  安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向?yàn)橹悄茈娋W(wǎng)供配電

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