醫療行業能效管理系統發展現狀

摘要:介紹了我國醫院建筑能耗監管平臺的建設情況。以國家衛生健康委員會直44家醫院為研究對象，進行了深入調研。總結了目前平臺的主要功能。指出了5個方面。

一 醫院能耗監管平臺建設背景及現狀

        隨著我國經濟社會高速發展，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、節省難度高，是建筑領域節能減排的重點。醫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，隨著我國醫院醫療科技的發展和診療環境的改善，醫院的能源消耗不斷上漲。因此，推進醫院建筑能耗監管平臺的建設已成為醫院節能的重要手段。2014年5月，原國家衛生和計劃生育委員會、住房和城鄉建設部及財政部聯合啟動了全國醫院建筑能耗監管系統試點建設工作，并下發了《醫院建筑能耗監管系統建設技術導則（試行）》，為醫院建筑能耗監管平臺的建設提供了依據。醫院建筑能耗監管系統將采用通用型軟件平臺、配套的硬件架構、統一的平臺界面，通過對相關子系統的信息集成與互聯，形成一個信息高度共享、實時在線監測的數字化平臺。原國家衛生和計劃生育委員會于2015年對其直屬的44家醫院進行了能耗監管平臺建設，各試點醫院對醫院相應的重點用能設備安裝了計量儀表（電表），實現了對重點設備的實時監測；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據的采集與監測。平臺的建設實現了醫院建筑與設備能源消耗情況的實時監測、統計分析和管理。本文針對這44家醫院的能耗監管平臺的建設情況進行分析。

二 醫院能耗監管平臺建構的基本情況

1.平臺的建設情況

        對44家醫院的平臺建設情況進行了深入調研和分析，目前全部安裝了能耗監管平臺，試點醫院分布于8個省、3個直轄市；跨越嚴寒地區、寒冷地區、夏熱冬冷地區及夏熱冬暖地區4個氣候分區。醫院具體分布情況見圖１。

圖１醫院具體分布情況

2.平臺的構建方法

        各醫院能源監管平臺的構建基本上遵循了《醫院建筑能耗監管系統建設技術導則（試行）》的相關規定，監管系統主要由計量裝置、數據網關、數據傳輸網絡、數據中轉站、數據服務器、管理軟件等組成。各醫院平臺均具備能耗數據的實時采集與在線監測、數據遠程傳輸、數據分類統計與分析、圖表顯示與報表管理等功能，可滿足醫院能耗監管內容及要求。為配合國家衛生健康委員會（以下簡稱“衛健委"）能耗監管總平臺的建設，各醫院均預留接口至上一級數據中心。平臺架構見圖2。

圖2醫院能耗監管平臺架構

3.平臺核心功能

        醫院能耗監管平臺已基本實現數據監測采集與能耗分析展示等功能，部分醫院可通過用能診斷及故障診斷等進行報警。醫院能耗監管平臺功能見表１。

三 醫院能耗監管平臺功能

1.數據采集

        醫院能耗監管平臺已基本上實現監測采集和數據處理等功能。

        1）監測采集：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測采集數據，當出現斷點或在某些特殊情況下，可以通過人工錄入醫院設備信息數據。

        2）數據處理：包括數據校驗、數據包解析、歸一化處理、拆分計算和數據存儲。具體處理過程如下：平臺采集數據后，一是校驗數據的合理性、正確性及其完整性，校驗通過后，需將原始數據包解析為系統可以識別的數據格式；二是進行歸一化處理，規范采集時間、采集頻率、計量單位等；三是根據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據（原始數據及拆分數據）。

2.能耗分析與展示

        目前，醫院能耗監管平臺主要可進行3個方面的能耗分析與展示，分別為：醫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。醫院能耗監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）平臺可將數據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

        醫院能耗監管平臺會定期發布特定時間范圍內各項用能情況，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。具體信息發布途徑有3種：1）平臺具有能效公示系統，會定期將各項用能情況顯示到首頁。2）個別醫院推出了移動APP服務功能，方便能耗監管。3)平臺會以郵件的形式將各建筑／部門能耗數據發送至相關人員及負責人。

4.報警功能

        部分醫院能耗監管平臺可通過用能診斷及故障診斷進行報警。用能報警：平臺可監測能耗數據采集的壞值情況以及建筑用能超限情況，發現后啟動報警。設備報警和采集器報警：平臺可監測建筑能耗采集設備的在線情況，故障一經“確診"，立即啟動報警。報警途徑有短信報警和郵件報警。

5.數據上報

        各醫院能耗監管平臺逐時上傳本醫院的各用能數據至衛健委能耗監管總平臺，個別醫院的本地平臺系統可直觀查看數據上報的詳細信息，方便醫院用戶查看每次上傳的數據，核對上傳數據的準確性。數據上報后可使得衛健委全面了解和分析各醫院、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據支撐。

6.其他功能

        1）建筑概況展示功能：平臺可展示醫院概況信息，包括總建筑面積、建筑名稱、科室情況、病房數等數據。與此同時還可顯示醫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 醫院能耗監管平臺建設存在的問題

1.數據采集與錄入

        1）采集數據未進行校核。

        多數醫院平臺只是進行數據采集，忽視了系統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據進行校核分析，致使各級數據統計存在差異。

        2）人工錄入功能簡單。

        現有平臺多數項目無法實現單表數據的人工錄入。尤其是通過平臺服務器直接采集的軟件統，當電表異常或者通訊異常時會出現數據丟失等現象。

2.報警功能

        1）報警類型單一。

        現階段多數醫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據進行比較處理，不能及時發現能源的浪費情況并報警。

        2）報警方式落后。

        目前，國內醫院能耗監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）多數平臺缺少審計功能。

        多數醫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。未來的醫院能耗監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。

        少數具有能源審計功能模塊的醫院平臺，在能源審計的時間節點要求，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，核對審計內容的完整性。

4.能效公示

        1）缺少重點用能設備的數據展示及分析。

多數醫院能耗監管平臺具有能效公示系統，平臺會定期將特定時間范圍內各項用能情況顯示到首頁，但缺少醫院重點用能設備的集中監測數據的展示，并且沒有將數據進行對比分析，沒有發揮出能耗監測軟件的作用。

        2）缺少分項用能系統的運行能效分析。

        由于醫院在運行模式與服務對象方面的特殊性，使用能系統能源消耗大，節能潛力大。但目前多數醫院平臺缺少分項用能系統的運行能效分析功能，不能通過對各項用能系統的對比分析查找出能耗大、能效低、節能潛力大的系統進行優化改造。

5.能耗診斷

        1）缺少異常用能診斷。

        目前，很多醫院能耗監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節能。對于監測過程中能源數據突變的情況，缺少相對應的分析，沒有對異常用能情況進行診斷，不能發現和解決能耗異常的問題。

        2）未制定能耗定額。

        在國內醫院能耗監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，違背了節能監管平臺建設初衷。

        3）缺少能耗預測。

        監管平臺的建設，不僅僅是能耗數據的監測。國內多數醫院能耗監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，不能對系統運行進行有效的指導。

五 安科瑞建筑能耗分析系統

1概述

        Acrel-5000web建筑能耗分析系統是用戶端能源管理分析系統，在電能管理系統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計，以直觀的數據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，有效節約能源，為用戶進一步節能改造或設備升級提供準確的數據支撐。用戶可按照國家有關規定實施能源計算，分析現狀，查找問題，挖掘節能潛力，提出切實可行的節能措施，并向縣級以上管理節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、工業園區、大型物業、學校、醫院、企業等不同行業的能耗監測與管理的系統設計、施工和運行維護。

3系統功能

        1）系統概況

        平臺運行狀態，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、分時段能耗統計對比、總能耗同環比對比。

        3）用能統計

        對建筑、區域、分項、支路等結構按日、月、年報表的形式統計對分類能源用能進行統計，支持報表數據導出EXCEL，支持選擇建筑數據進行生成柱狀圖。

        4）復費率統計

        復費率報表按日、月、年統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計分析。支持數據導出到EXCEL。

        5）同比分析

        對建筑、分項、區域、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據同比分析。

        6）能源流向圖

        能源流向圖展示單棟建筑某一時段內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某一時段工作時間與非工作時間用能統計對比，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計各能源的月使用的同環比趨勢，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 系統硬件配置

七 結論

        建筑能耗檢測與智能控制系統,通過實時監測建筑能耗數據與智能控制相結合,能夠得出建筑能耗的優化方案,大大降低傳統建筑的能耗。系統采用統一的485協議,各個設備只需符合協議便可在系統中使用,方便了系統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,同時便于用戶的統一管理。

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