王晶晶

安科瑞電氣股份有限公司

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

        隨著我國經(jīng)濟(jì)社會高速發(fā)展，我國公共建筑面積逐步增加，目前公共建筑面積已達(dá)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(jié)省難度高，是建筑領(lǐng)域節(jié)能減排的重點。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，隨著我國醫(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)管平臺的建設(shè)已成為醫(yī)院節(jié)能的重要手段。2014年5月，原國家衛(wèi)生和計劃生育委員會、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部及財政部聯(lián)合啟動了全國醫(yī)院建筑能耗監(jiān)管系統(tǒng)試點建設(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、配套的硬件架構(gòu)、統(tǒng)一的平臺界面，通過對相關(guān)子系統(tǒng)的信息集成與互聯(lián)，形成一個信息高度共享、實時在線監(jiān)測的數(shù)字化平臺。原國家衛(wèi)生和計劃生育委員會于2015年對其直屬的44家醫(yī)院進(jìn)行了能耗監(jiān)管平臺建設(shè)，各試點醫(yī)院對醫(yī)院相應(yīng)的重點用能設(shè)備安裝了計量儀表（電表），實現(xiàn)了對重點設(shè)備的實時監(jiān)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(yuǎn)程傳輸進(jìn)行能耗數(shù)據(jù)的采集與監(jiān)測。平臺的建設(shè)實現(xiàn)了醫(yī)院建筑與設(shè)備能源消耗情況的實時監(jiān)測、統(tǒng)計分析和管理。本文針對這44家醫(yī)院的能耗監(jiān)管平臺的建設(shè)情況進(jìn)行分析。

二 醫(yī)院能耗監(jiān)管平臺建構(gòu)的基本情況

1.平臺的建設(shè)情況

        對44家醫(yī)院的平臺建設(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，試點醫(yī)院分布于8個省、3個直轄市；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個氣候分區(qū)。醫(yī)院具體分布情況見圖１。

圖１醫(yī)院具體分布情況

2.平臺的構(gòu)建方法

        各醫(yī)院能源監(jiān)管平臺的構(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)院平臺均具備能耗數(shù)據(jù)的實時采集與在線監(jiān)測、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸、數(shù)據(jù)分類統(tǒng)計與分析、圖表顯示與報表管理等功能，可滿足醫(yī)院能耗監(jiān)管內(nèi)容及要求。為配合國家衛(wèi)生健康委員會（以下簡稱“衛(wèi)健委"）能耗監(jiān)管總平臺的建設(shè)，各醫(yī)院均預(yù)留接口至上一級數(shù)據(jù)中心。平臺架構(gòu)見圖2。

圖2醫(yī)院能耗監(jiān)管平臺架構(gòu)

3.平臺核心功能

        醫(yī)院能耗監(jiān)管平臺已基本實現(xiàn)數(shù)據(jù)監(jiān)測采集與能耗分析展示等功能，部分醫(yī)院可通過用能診斷及故障診斷等進(jìn)行報警。醫(yī)院能耗監(jiān)管平臺功能見表１。

三 醫(yī)院能耗監(jiān)管平臺功能

1.數(shù)據(jù)采集

        醫(yī)院能耗監(jiān)管平臺已基本上實現(xiàn)監(jiān)測采集和數(shù)據(jù)處理等功能。

        1）監(jiān)測采集：包括自動采集和人工錄入。水表、電表、燃?xì)獗淼仍O(shè)備可實時監(jiān)測采集數(shù)據(jù)，當(dāng)出現(xiàn)斷點或在某些特殊情況下，可以通過人工錄入醫(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、數(shù)據(jù)包解析、歸一化處理、拆分計算和數(shù)據(jù)存儲。具體處理過程如下：平臺采集數(shù)據(jù)后，一是校驗數(shù)據(jù)的合理性、正確性及其完整性，校驗通過后，需將原始數(shù)據(jù)包解析為系統(tǒng)可以識別的數(shù)據(jù)格式；二是進(jìn)行歸一化處理，規(guī)范采集時間、采集頻率、計量單位等；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)管平臺主要可進(jìn)行3個方面的能耗分析與展示，分別為：醫(yī)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(yī)院能耗監(jiān)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(jìn)行綜合能耗歷年對比；2）平臺可將數(shù)據(jù)按照表格等文本形式對建筑能耗進(jìn)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(jìn)行分建筑能耗同比或環(huán)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(yī)院能耗監(jiān)管平臺會定期發(fā)布特定時間范圍內(nèi)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(fā)布途徑有3種：1）平臺具有能效公示系統(tǒng)，會定期將各項用能情況顯示到首頁。2）個別醫(yī)院推出了移動APP服務(wù)功能，方便能耗監(jiān)管。3)平臺會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.報警功能

        部分醫(yī)院能耗監(jiān)管平臺可通過用能診斷及故障診斷進(jìn)行報警。用能報警：平臺可監(jiān)測能耗數(shù)據(jù)采集的壞值情況以及建筑用能超限情況，發(fā)現(xiàn)后啟動報警。設(shè)備報警和采集器報警：平臺可監(jiān)測建筑能耗采集設(shè)備的在線情況，故障一經(jīng)“確診"，立即啟動報警。報警途徑有短信報警和郵件報警。

5.數(shù)據(jù)上報

        各醫(yī)院能耗監(jiān)管平臺逐時上傳本醫(yī)院的各用能數(shù)據(jù)至衛(wèi)健委能耗監(jiān)管總平臺，個別醫(yī)院的本地平臺系統(tǒng)可直觀查看數(shù)據(jù)上報的詳細(xì)信息，方便醫(yī)院用戶查看每次上傳的數(shù)據(jù)，核對上傳數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。數(shù)據(jù)上報后可使得衛(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：可對在線設(shè)備設(shè)置采集時間間隔等，更換現(xiàn)場設(shè)備后可再次設(shè)置。

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

四 醫(yī)院能耗監(jiān)管平臺建設(shè)存在的問題

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(shù)據(jù)進(jìn)行校核分析，致使各級數(shù)據(jù)統(tǒng)計存在差異。

        2）人工錄入功能簡單。

        現(xiàn)有平臺多數(shù)項目無法實現(xiàn)單表數(shù)據(jù)的人工錄入。尤其是通過平臺服務(wù)器直接采集的軟件統(tǒng)，當(dāng)電表異?；蛘咄ㄓ嵁惓r會出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失等現(xiàn)象。

2.報警功能

        1）報警類型單一。

        現(xiàn)階段多數(shù)醫(yī)院平臺軟件針對運(yùn)行能耗、運(yùn)行故障建立了合適的報警功能，但只能進(jìn)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(shù)據(jù)進(jìn)行比較處理，不能及時發(fā)現(xiàn)能源的浪費(fèi)情況并報警。

        2）報警方式落后。

        目前，國內(nèi)醫(yī)院能耗監(jiān)管平臺建立了相應(yīng)的報警機(jī)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(dāng)前主流的通訊方式進(jìn)行報警，報警方式相對落后、不及時。

3.能源審計功能

        1）多數(shù)平臺缺少審計功能。

        多數(shù)醫(yī)院平臺缺少能源審計功能，僅針對能耗分析作了相應(yīng)的圖形化展示，缺少對用能總量、能源增長情況、能耗指標(biāo)情況、能源使用費(fèi)用等進(jìn)行有效審計。未來的醫(yī)院能耗監(jiān)管平臺建設(shè)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(shù)具有能源審計功能模塊的醫(yī)院平臺，在能源審計的時間節(jié)點要求，增加或修改審計報告，審計結(jié)果的對外公示、展示、保存等方面也存在問題。需要進(jìn)一步完善能源審計，核對審計內(nèi)容的完整性。

4.能效公示

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

        多數(shù)醫(yī)院能耗監(jiān)管平臺具有能效公示系統(tǒng)，平臺會定期將特定時間范圍內(nèi)各項用能情況顯示到首頁，但缺少醫(yī)院重點用能設(shè)備的集中監(jiān)測數(shù)據(jù)的展示，并且沒有將數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，沒有發(fā)揮出能耗監(jiān)測軟件的作用。

        2）缺少分項用能系統(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)院平臺缺少分項用能系統(tǒng)的運(yùn)行能效分析功能，不能通過對各項用能系統(tǒng)的對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)管平臺只能按時間采集能耗，但僅對建筑能耗采集不能實現(xiàn)節(jié)能。對于監(jiān)測過程中能源數(shù)據(jù)突變的情況，缺少相對應(yīng)的分析，沒有對異常用能情況進(jìn)行診斷，不能發(fā)現(xiàn)和解決能耗異常的問題。

        2）未制定能耗定額。

        在國內(nèi)醫(yī)院能耗監(jiān)管平臺的建設(shè)過程中，并未同步制定能耗定額基準(zhǔn)，無法對能耗進(jìn)行有效的對比分析，導(dǎo)致對實際運(yùn)行能耗缺乏約束力，違背了節(jié)能監(jiān)管平臺建設(shè)初衷。

        3）缺少能耗預(yù)測。

        監(jiān)管平臺的建設(shè)，不僅僅是能耗數(shù)據(jù)的監(jiān)測。國內(nèi)多數(shù)醫(yī)院能耗監(jiān)管平臺并無能耗預(yù)測功能，導(dǎo)致平臺在使用過程中無法對實際能耗進(jìn)行評價分析，不能對系統(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(jìn)行細(xì)分和統(tǒng)計，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)備升級提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐。用戶可按照國家有關(guān)規(guī)定實施能源計算，分析現(xiàn)狀，查找問題，挖掘節(jié)能潛力，提出切實可行的節(jié)能措施，并向縣級以上管理節(jié)能工作的部門報送能源計算報告。

2應(yīng)用場所

        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)測與管理的系統(tǒng)設(shè)計、施工和運(yùn)行維護(hù)。

3系統(tǒng)功能

        1）系統(tǒng)概況

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

        2）用能概況

        對建筑、部門、區(qū)域、支路、分類分項等用能進(jìn)行對比，支持當(dāng)日逐時趨勢、當(dāng)月逐日趨勢曲線、分時段能耗統(tǒng)計對比、總能耗同環(huán)比對比。

        3）用能統(tǒng)計

        對建筑、區(qū)域、分項、支路等結(jié)構(gòu)按日、月、年報表的形式統(tǒng)計對分類能源用能進(jìn)行統(tǒng)計，支持報表數(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

        復(fù)費(fèi)率報表按日、月、年統(tǒng)計對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)計分析。支持?jǐn)?shù)據(jù)導(dǎo)出到EXCEL。

        5）同比分析

        對建筑、分項、區(qū)域、支路等用能按日、月、年以圖形和報表結(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、餅圖等形式對選擇支路分類能源在時段工作時間與非工作時間用能統(tǒng)計對比，支持導(dǎo)出報表。

        8）設(shè)備管理

        設(shè)備管理包括，設(shè)備類型、設(shè)備臺賬、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）用戶報告

        用戶報告針對選定的建筑自動統(tǒng)計各能源的月使用的同環(huán)比趨勢，并提供簡單的能耗分析結(jié)果，針對用電提供單獨的復(fù)費(fèi)率用能分析，報告可編輯。

六 系統(tǒng)硬件配置

七 結(jié)論

        建筑能耗檢測與智能控制系統(tǒng)，通過實時監(jiān)測建筑能耗數(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)計者的設(shè)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(hù)工作，同時便于用戶的統(tǒng)一管理。

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