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小额项目支持上海华山医院打造更绿的空调系统

发布日期:2020-07-15


实施机构:磐之石环境与能源研究中心


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  随着全球制冷需求的增加,制冷系统带来的温室气体排放引起了越来越多的关注。2019年6月,国家发展改革委联合工业和信息化部等6部委,共同发布了《绿色高效制冷行动方案》,将从强化标准引领、提升绿色高效制冷产品供给、促进绿色高效制冷消费、推进节能改造和深化国际合作五个方面大幅提高制冷能效,推进制冷行业绿色、高质量发展,并设定到2030年,大型公共建筑制冷能效提升30%等具体目标[1]

  医院建筑作为典型的公共建筑,能耗是普通公共建筑的1.6-2倍[2],在医院的各用能系统中,空调系统是主要耗能系统,节能潜力也非常巨大。我国有大量医院建于20世纪,受早期建设的观念和技术所限,存在建筑陈旧和能耗较大等问题;此外,能源工程施工质量较差,系统未认真调试,缺乏实效的调控策略及高效管理模式均是造成能耗偏高的主要原因[3]。通过开展制冷系统能源审计和节能改造可有效降低医院能耗,不仅节约运行成本,而且降低碳排放。

  自2019年6月份开始,在联合国开发计划署全球环境基金小额赠款计划的支持下,磐之石环境与能源研究中心与中国建筑节能协会绿色医院专业委员会正在联合执行一个为期两年的“医疗卫生机构空调系统能源审计和节能改造示范项目”,旨在通过开展空调系统能源审计和节能示范工程减少医疗卫生机构空调系统能耗,降低温室气体排放;同时通过召开研讨会、撰写报告等形式分享空调系统节能技术和经验,增强医疗卫生机构对现有空调能效提升技术的认知和选择能力。

  2019年9月至11月期间,中国建筑节能协会绿色医院专业委员会委托其专家组成员,同济大学苏醒副教授带领团队以复旦大学附属华山医院为研究对象,对其空调系统进行专项能源审计,对空调系统运行能效进行评估,并提出了针对性的节能运行和改造建议[4]


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  复旦大学附属华山医院作为一所行业领先的,集医、教、研于一体的三级综合性医院,在医院节能方面起步较早,建立了能耗监管平台,实现了全院的电、水、天然气、冷热量、蒸汽用量实时监测,并对医院空调建立了专项监控系统,开展了节能灯具更换、锅炉烟气余热回收、节水器具更换及水平衡测试等节能节水工作,取得了较好的节能节水效果。

  为了进一步挖掘节能潜力,能源审计团队首先依托医院的能耗监管平台提供的能耗数据,对近年来全院建筑分类分项能耗进行了详细统计分析,并参考上海市《市级医疗机构建筑合理用能指南(DB 31/T553-2012)》,对建筑用能指标进行对标分析,建筑综合能耗指标为31.78kgce/m2.a,满足医疗机构建筑合理用能指南规定的先进值要求(≤58 kgce/m2.a),在上海市同规模医院中处于领先水平。能源审计团队针对医院最常见的门急诊大楼和住院楼进行深度分析,采用多种数学模型对建筑能耗进行拆分对比,得到空调系统、照明插座、动力用电、特殊区域等分项能耗构成数据,未来将以此作为能耗基线,为节能改造效果分析提供基础。


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  此外,能源审计团队对两类建筑进行了室内环境和空调系统专项检测。建筑室内环境方面重点检测分析了不同区域、房间的温度和二氧化碳浓度数据,发现部分区域的实际温度值比设计值低2-3℃左右,且CO2浓度空间分布不均匀。在空调系统专项检测方面,还重点检测了空调箱和冷源系统设备相关的性能,根据ASHRAE(美国采暖、 制冷与空调工程师学会)推荐的高效机房指标体系,EER(能效比)大于5.0为高效机房最低标准,而实测的制冷机房性能系数均小于5.0,仍有能效提升空间,同时还存在部分空调箱的实测风量和实测功率低于铭牌标示值。

  针对以上两大方面的问题,能源审计团队提出了三个主要建议:一是对空调风系统、水系统进行专业化调适,重点解决个别房间、区域的风量不足问题;二是实现新风阀与CO2浓度的联动控制,解决部分区域部分时间新风量过高问题;三是对能耗监管平台进行深度数据挖掘,识别医院不同建筑空调负荷动态特征,结合数值仿真方法提出空调系统能效提升运行策略,指导空调系统节能运行。


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  基于能源审计结果,项目团队与华山医院于2020年5月讨论确定在华山医院实施两项节能改进措施:一是开展1号楼空调末端调试,使新风和二氧化碳联动;二是对2号楼空调控制策略优化。目前,医院已完成节能调适方案,将于今年第三季度开展节能调适工作。节能调适工作完成后,能源审计团队将对调适后的空调系统再次进行审计,了解调适效果。

  采取气候友好型、高效低排放的制冷系统,将在满足制冷需求的同时减缓气候变化,实现双赢。在医院开展制冷系统节能改造可能会遇到改造资金不足、影响医院运行等阻碍,但现有的大量实践案例表明这些问题并非无法克服。开展节能调适和提升能源管理措施及节能意识可以在相对较小的投入下,实现比较可观的节能效果。


[1]中华人民共和国中央人民政府网,《绿色高效制冷行动方案》,http://www.gov.cn/xinwen/2019-06/15/5400474/files/3daad33b125443abbd88855b69c61d3c.pdf

[2]田伟,李瑞杰,周志仁.上海医院建筑节能改造案例分析[J].建筑科学,2011,27( 4) : 109-114

[3] 赵伟,狄彦强等,《医院建筑绿色改造技术指南》,2015年12月,中国建筑工业出版社。

[4] 以下关于能源审计的总结节选自微信文章:苏醒,《能源审计,挖掘医院空调系统节能潜力》,https://mp.weixin.qq.com/s/ZsvWxcLhY2v0H07Op_7u-w









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