上海市嘉定區(qū)南翔醫(yī)院總建筑面積約為3.2萬m2，總共有5棟大樓，按主要功能分區(qū)如下：門診/急診、住院樓、發(fā)熱門診、行政樓、體檢中心。醫(yī)院主要用能設(shè)備為空調(diào)冷水機(jī)組、燃?xì)鉄崴仩t、照明燈具；主要能耗為電耗。我院采用合同能源管理模式進(jìn)行節(jié)能改造，項(xiàng)目總投資額為784萬元，整個(gè)項(xiàng)目的效益分享期為8年整，年節(jié)約費(fèi)用約108.9萬元，投資靜態(tài)回收期為7.2年。合同期內(nèi)逐年分享節(jié)能效益，按節(jié)能公司90%，院方10%的方式進(jìn)行分享。節(jié)能效益分享期，由第三方節(jié)能量審核單位進(jìn)行節(jié)能效果審核。通過本項(xiàng)目的實(shí)施，可實(shí)現(xiàn)年節(jié)標(biāo)煤330.6噸，年減排CO2827噸。

1. 合同能源管理的概念介紹

合同能源管理（簡稱EPC）是20世紀(jì)70年代中期在發(fā)達(dá)國家逐步發(fā)展起來的一種節(jié)能服務(wù)機(jī)制，它由專門的節(jié)能服務(wù)公司為客戶提供耗能設(shè)備的改良、更新服務(wù)及服務(wù)所需的資金，并在合同期內(nèi)從設(shè)備運(yùn)行節(jié)省下來的能源費(fèi)用中回收投資和獲得利潤[1]，其實(shí)質(zhì)是一種以減少的能源費(fèi)用來支付節(jié)能項(xiàng)目全部成本的節(jié)能投資方式。

2. 改造前單位能耗情況

2.1 能源費(fèi)用情況

根據(jù)《節(jié)約型公共機(jī)構(gòu)示范單位創(chuàng)建工作方案》中對節(jié)約型公共機(jī)構(gòu)示范單位創(chuàng)建工作的驗(yàn)收評價(jià)要求，對我院綜合能耗按當(dāng)量值計(jì)算，審計(jì)期（2016年1月至2016年12月）。綜合能耗為791.7tce（電消耗516.8萬度，折標(biāo)煤516.8噸，占綜合能耗65.3%；水消耗53803噸；天然氣消耗220028立方米，折標(biāo)煤267.2噸，占綜合能耗33.7%；汽油、柴油消耗2816L，折標(biāo)煤7.6噸，占綜合能耗1.0%），我院主要能耗為電耗。

2.2 用能系統(tǒng)情況

改造前醫(yī)院主要用能設(shè)備為空調(diào)冷水機(jī)組、燃?xì)鉄崴仩t、照明燈具。

三臺(tái)螺桿冷水機(jī)組平時(shí)一用二備，年運(yùn)行時(shí)間約4個(gè)月，全天24h開啟，可根據(jù)負(fù)荷自動(dòng)加卸載，冷水機(jī)組單臺(tái)制冷量1304kW，COP5.91，能效較高，滿足《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50189-2015的相關(guān)要求。

天然氣熱水鍋爐平時(shí)一用一備，單臺(tái)制熱量2100kW，采暖運(yùn)行時(shí)間約4個(gè)月，季全天24h開啟，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)置末端采暖溫度45℃。非采暖季鍋爐為生活熱水供熱，全天運(yùn)行4h。鍋爐熱效率滿足《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50189-2015的相關(guān)要求。

醫(yī)院各區(qū)域采用照明燈具包括支架燈、格柵燈、面板燈、筒燈、T5一體化燈具、T8三防燈等，照明系統(tǒng)滿足《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50034-2013的相關(guān)要求。門診、走道、食堂燈具主要在工作時(shí)段開啟，病房、急救中心、地下車庫24小時(shí)開啟，醫(yī)院白天公共區(qū)域充分利用自然采光，對自然光照較好的區(qū)域減少開啟燈具數(shù)量，降低燈具開啟率。

2.3用能系統(tǒng)存在的主要問題

通過對醫(yī)院各個(gè)主要用能系統(tǒng)運(yùn)行現(xiàn)狀進(jìn)行分析，結(jié)合醫(yī)院各個(gè)系統(tǒng)能耗效率情況及使用規(guī)律，各主要用能系統(tǒng)存在以下問題。

2.3.1空調(diào)采暖、生活熱水系統(tǒng)：采用燃?xì)鉄崴仩t制取熱水，通過換熱器間接換熱作為冬季空調(diào)采暖、生活熱水熱源。鍋爐熱水系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)成本高于熱泵熱水系統(tǒng)。

2.3.2群控系統(tǒng)：醫(yī)院空調(diào)群控系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)日常主機(jī)、水泵、冷卻塔等設(shè)備開啟功能。空調(diào)系統(tǒng)不能根據(jù)需求進(jìn)行合理的調(diào)配冷熱源配置，并且水泵全年工頻運(yùn)行，主機(jī)、冷卻塔、水泵無法進(jìn)行自動(dòng)加卸載控制，因而冷熱源系統(tǒng)運(yùn)行存在優(yōu)化空間；生活熱水系統(tǒng)無集中控制平臺(tái)，暫不具備熱水系統(tǒng)運(yùn)行的調(diào)節(jié)與設(shè)置功能，存在節(jié)能運(yùn)行優(yōu)化潛力。

2.3.3照明系統(tǒng)：主要采用傳統(tǒng)格柵熒光燈、嵌入式節(jié)能筒燈和T8支架燈等，能源消耗較高。

2.3.4能耗監(jiān)測管理系統(tǒng)：醫(yī)院主要用能支路未進(jìn)行用能能耗實(shí)時(shí)監(jiān)測，不利于管理人員實(shí)時(shí)獲取醫(yī)院用能現(xiàn)狀及用能規(guī)律，較難掌握能耗使用的薄弱環(huán)節(jié)。

3. 重點(diǎn)用能設(shè)備節(jié)能改造情況

基于南翔醫(yī)院的用能狀況，其綜合節(jié)能改造思路從提高能源的利用效率、提升系統(tǒng)的智能自動(dòng)化程度、加強(qiáng)管理、進(jìn)行節(jié)能宣傳的方面著手，節(jié)能改造方案主要涵蓋以下6個(gè)子項(xiàng)。

3.1空調(diào)系統(tǒng)改造：對醫(yī)院空調(diào)采暖系統(tǒng)進(jìn)行改造，新增15臺(tái)132kW風(fēng)冷熱泵機(jī)組作為冬季采暖熱源，原有鍋爐采暖系統(tǒng)作為備用，兩個(gè)系統(tǒng)互相備用，保證醫(yī)院采暖安全供應(yīng)；新增的風(fēng)冷熱泵放置在門診樓的屋頂上，采用3組一組5臺(tái)風(fēng)冷熱泵的布置方式，屋頂熱水總管通過住院樓4層的墻體進(jìn)入管道井和原先鍋爐系統(tǒng)采暖的板換側(cè)出水相連接，采暖循環(huán)水泵采用原先熱水循環(huán)泵，新增空氣源熱泵的配電采用配電房的備用回路。

空氣源熱泵采暖改造中鍋爐的采暖能耗為選取過渡季節(jié)的鍋爐生活熱水耗氣量為基準(zhǔn)，結(jié)合實(shí)際運(yùn)行采暖能耗為鍋爐全年耗氣量減去生活熱水耗氣量，空氣源熱泵的COP選取原則為：根據(jù)近一年上海市的平均氣溫在熱泵出水溫度45℃的工況下不同月份選取的COP不同。改造后使用空氣源熱泵采暖代替鍋爐采暖預(yù)計(jì)年節(jié)省天然氣量177441.6m3，節(jié)約費(fèi)用406915.5元，年節(jié)標(biāo)煤114.5噸。

新增機(jī)房全變頻系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)冷凍水泵、冷卻水泵定溫差變頻運(yùn)行，最大程度節(jié)省輸配能耗；新增機(jī)房群控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)冷熱源各設(shè)備（螺桿機(jī)、風(fēng)冷熱泵、水泵、冷卻塔、各種閥門等）的遠(yuǎn)程控制，確保末端需求與主機(jī)供應(yīng)相匹配，極大提高空調(diào)系統(tǒng)整體運(yùn)行效率。群控機(jī)房實(shí)時(shí)監(jiān)測記錄運(yùn)行時(shí)間，分析機(jī)房制冷/熱效率，可幫助技術(shù)人員診斷并進(jìn)一步提出節(jié)能優(yōu)化措施。機(jī)房群控改造后可實(shí)現(xiàn)年節(jié)費(fèi)用12.5萬元，年節(jié)標(biāo)煤40.3噸。

3.2 生活熱水改造：對醫(yī)院生活熱水系統(tǒng)進(jìn)行改造，新增15臺(tái)65kW循環(huán)式風(fēng)冷熱泵機(jī)組作為全年生活熱水熱源，并配置有50t生活熱水水箱，原有鍋爐生活熱水系統(tǒng)作為備用。生活熱水控制部分將接入機(jī)房群控系統(tǒng)，便于便捷化管理和進(jìn)行節(jié)能運(yùn)行控制。通過生活熱水改造，醫(yī)院可實(shí)現(xiàn)年節(jié)費(fèi)用10.2萬元，年節(jié)標(biāo)煤28.9噸。

3.3照明系統(tǒng)改造：考慮LED壽命長、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，我院將門診、急診、住院樓、發(fā)熱門診、行政樓的照明燈具全部更換為LED燈，可實(shí)現(xiàn)年節(jié)費(fèi)用45.5萬元，年節(jié)標(biāo)煤146.9噸。

3.4能耗監(jiān)測系統(tǒng)：建立能耗監(jiān)測系統(tǒng)，除了實(shí)現(xiàn)直接對醫(yī)院各條常規(guī)電力支路的能耗監(jiān)控外，還可對被改造設(shè)備（熱泵主機(jī)、冷水機(jī)組、水泵、冷卻塔風(fēng)機(jī)等）用電支路的計(jì)量，反映設(shè)備改造前與改造后的能耗狀況；同時(shí)幫助醫(yī)院管理人員提高對目標(biāo)設(shè)備的日常管理，依據(jù)平臺(tái)提供的監(jiān)測數(shù)據(jù)做出相應(yīng)節(jié)能診斷，得出切實(shí)可行的節(jié)能辦法，包括管理節(jié)能、技術(shù)節(jié)能和公示行為節(jié)能，降低醫(yī)院的能源消耗，從而提高運(yùn)行管理水平，減少運(yùn)行管理費(fèi)用。

3.5 BIM技術(shù)應(yīng)用：根據(jù)醫(yī)院的特點(diǎn)，結(jié)合現(xiàn)有BIM技術(shù)發(fā)現(xiàn)趨勢，通過采用BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)建筑用能系統(tǒng)現(xiàn)狀建模，在此基礎(chǔ)上確立BIM三維可視化施工方案，施工完成后將BIM技術(shù)與運(yùn)營管理信息相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)節(jié)能改造全過程BIM可視化應(yīng)用。

3.6節(jié)能展示系統(tǒng)：節(jié)能展示系統(tǒng)安裝在醫(yī)院人流量較大區(qū)域，并開發(fā)節(jié)能展示網(wǎng)頁，可作為節(jié)能改造互動(dòng)平臺(tái)，通過終端展示屏、信息發(fā)布網(wǎng)頁和節(jié)能宣傳片三部分展示節(jié)能效果，達(dá)到節(jié)能宣傳目的。

4. 技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析

4.1風(fēng)冷熱泵機(jī)組具有高效節(jié)能的特點(diǎn)，機(jī)組能效比較高，一般在3以上，而鍋爐熱效率一般不超過1。與燃?xì)鉄崴仩t相比，熱泵機(jī)組安全性好，可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)控制，無需人員值守，節(jié)省人員成本。

4.2 LED照明具有節(jié)能、高效、經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn)，將醫(yī)院的傳統(tǒng)燈具或光源采用性能參數(shù)一直的LED燈具或光源替換，如LEDT8燈管、LEDT5一體化燈具、LED面板燈、LED吸頂燈、LED筒燈、LED球泡燈等。在相同性能參數(shù)下，LED照明比傳統(tǒng)照明節(jié)電約60%，同時(shí)維護(hù)成本很低。

4.3機(jī)房群控通過對整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化運(yùn)行，保證輸配端、主機(jī)端、處理末端處于供需平衡、高效運(yùn)行狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的節(jié)能運(yùn)行。機(jī)房群控系統(tǒng)還可通過預(yù)設(shè)的節(jié)能運(yùn)行控制策略進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)節(jié)能。

4.4能耗監(jiān)測管理系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對主要用能系統(tǒng)全天、實(shí)時(shí)計(jì)量，便于管理人員對用能系統(tǒng)規(guī)律、節(jié)能潛力進(jìn)行進(jìn)一步分析，從而優(yōu)化節(jié)能運(yùn)行策略；此外，能源監(jiān)測管理系統(tǒng)也是完善能源資源管理中的能耗統(tǒng)計(jì)與計(jì)量的重要環(huán)節(jié)，系統(tǒng)雖不直接產(chǎn)生節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益，但無論對于用能管理、還是節(jié)能用能診斷均是重要數(shù)據(jù)支撐。

5. 改造后節(jié)能效果保證及節(jié)能潛力挖掘

既有建筑節(jié)能不僅需要設(shè)備及系統(tǒng)改造，良好的節(jié)能運(yùn)行管理也具有舉足輕重的作用。將建筑視同整體，從能耗數(shù)據(jù)的跟蹤管理、設(shè)備運(yùn)行時(shí)間優(yōu)化、空調(diào)系統(tǒng)管理及日常管理等方面著手，可以多方面全方位地改善管理，實(shí)現(xiàn)可觀的節(jié)能效果。因此，將通過節(jié)能改造之后對建筑設(shè)施、設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行高效的運(yùn)行，從而真實(shí)地實(shí)現(xiàn)節(jié)能改造的初衷。

運(yùn)用能耗監(jiān)測管理系統(tǒng)，對節(jié)能改造前后的能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出改造后的綜合節(jié)能效益；對空氣源熱泵采暖系統(tǒng)、空氣源熱泵生活熱水系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、能耗監(jiān)測管理系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行節(jié)能效果進(jìn)行分析；通過物業(yè)管理團(tuán)隊(duì)、節(jié)能服務(wù)公司等多方面的溝通、結(jié)合項(xiàng)目運(yùn)行情況，對空氣源熱泵采暖系統(tǒng)、空氣源熱泵生活熱水系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、能耗監(jiān)測管理系統(tǒng)發(fā)掘節(jié)能運(yùn)行管理措施。

通過節(jié)能公司提供專業(yè)的節(jié)能運(yùn)行分析報(bào)告及技術(shù)支持，使得醫(yī)院能不斷調(diào)整并實(shí)施低成本、高效率的節(jié)能管理措施，真正實(shí)現(xiàn)持續(xù)的節(jié)能成果。