文/祝根原 重庆海润节能技术股份有限公司应用技术部总监
祝根原
医院建筑是一种特殊类型的公共建筑，总体能耗高于普通的公共建筑，存在较大的节能潜力，所以提高医院能源利用效率，建设节能型医院具有重要意义。同时，医院新建院区面积大，医院建筑具有功能布局复杂、能源形式多种多样、部分设备24小时运行等特点，建设节能型医院应根据医院建筑不同功能区域的特点，针对性地选择合适的空调系统形式以及节能措施，从而实现良好的节能效果。
医院不同区域人员及使用特性分析
病房作为医院的重点区域，独立隔间，医护人员、病人看护与探视人员经常性进出，人员数量随时间波动但幅度相对较小，同时空调系统24小时运行。
医生办公区域也是独立隔间，人员较少，使用时间特性一致，个性化需求更高。诊室病人、候诊以及病人家属人员进出，高峰时段人员密度高，人员数量随时间波动幅度更大，空调系统间歇运行，也存在个性化需求。
医院门诊区域属于开阔大空间，人员密度大，人员随时间变化幅度最高，但空间内使用特性与需求一致。
数据来源：重庆大学、海润节能研究院《全国三甲医院调研报告》（2011）
2.不同暖通空调系统节能
（1）绿色可再生能源：让后期运营费用更节省
绿色可再生能源（地源热泵、水源热泵等）相比传统能源形式（冷水机组+锅炉）除了环保上的优点外，后期运营费用上也具有显著优势，主要体现在运行能源费用与系统维护费用上。
图1 可再生能源能流图
运行能源费用方面，地源热泵、水源热泵系统能效更高，相对传统能源形式一次能源消耗更少；此外，地源热泵取消了冷却塔，采用无蒸发冷却技术，减少了水资源消耗，因此运行费用更低。后期系统维护上，地源热泵、水源热泵均不使用冷却塔，同时一机多用，设备更少，地源热泵地埋管系统使用寿命更是长达50年，基本不需要维护，因此维护费用更节省。
地源热泵、水源热泵的新能源技术在使用时需要根据当地水资源条件或浅层地热条件（初始温度、单位延米换热量等）确定技术适用性。此外，在能源利用时，应考虑医院建设规模、建筑平面布局，不同区域的功能特点及使用特点，结合投资预算合理选择和配置能源体系。
新建医院院区多属于综合体形式，病房及门诊楼等区域可采用新能源形式，而对于独立功能或辅助功能楼栋如后勤楼，距离主要功能楼距离较远，自身规模较小，使用时间相对独立（间歇运行），可以采用多联机空调等方式，系统相对独立，同时调节灵活，更有利于运行节能。
（2）辐射冷暖空调系统：满足不同区域和同一区域不同房间热湿比不断变化的要求
辐射冷暖空调系统是一种温湿度独立控制空调系统中的温度控制技术，该空调系统采用温度与湿度两套独立的空调控制系统，分别控制、调节室内的温度与湿度，从而避免了常规空调系统中热湿联合处理所带来的损失。由于温度、湿度采用独立的控制系统，可以满足不同区域和同一区域不同房间热湿比不断变化的要求，克服了常规空调系统中难以同时满足温度、湿度参数的要求，避免了室内湿度过高（或过低）的现象。
病房作为医院的重点区域，近年对空气环境品质的需求日益提高。要做到兼顾病房内的环境品质和空调系统节能性，合理选择空调系统形式尤为重要。病房区域24h连续使用，建议采用辐射冷暖空调系统：天棚辐射、墙面辐射以及地板辐射（单、双面）冷暖系统。辐射系统夏季冷冻水温需求较常规空调形式更高，冷水机组（热泵）的运行能效也更高，极大地降低了主机能耗。此外，辐射系统不需要风机强制对流换热，减少了末端风机能耗。若采用双面地板辐射蓄能型空调系统，还可以通过间歇运行策略有效节能。
医办、门诊区域间歇使用，多为10h使用特性，快速调试型末端相对适宜，也可以采用干式风机盘管。医办区域也可采用风机盘管+集中新风的空调形式，门诊区域适宜采用全空气空调系统，但可采用下文提到的其他节能技术。
图2 辐射冷暖空调系统
（3）按需供应的变风量新风供应系统：《绿色医院评价标准》推荐技术
根据前文分析，医院各功能区域，无论是门诊大厅、医生办公室还是病房，人员都是变动的，如何满足人员高峰时段的卫生需求，同时平衡全年新风能耗，变风量新风供应系统是十分理想的选择，它也是国家标准《GB/T 51153-2015绿色医院评价标准》推荐的节能技术。
图3 动力分布式变风量集中新风系统
针对不同区域的特点，病房等重点区域宜采用动力分布式变风量集中新风系统。各个病房均装有支路的新风和排风风机，根据病房内的污染物浓度（CO2、TVOCs等）自动调节新排风量，主干管路安装有新风机组，可根据各支路风机运行情况调节主干管路风量。这样既保障了人员高峰期各病房的卫生需求，又避免了新风长期大风量运行造成新风能耗居高不下。
动力分布式变风量系统采用末端动力型变风量设备取代传统的阀门元件，阀门是动力消耗部件，减少了阀门，就减少了输送过程中的动力消耗，在保障新风供应量的前提下节约风机动力设备的能耗。
医办区域人员稳定，使用特性一致，可以采用动力集中式变风量系统。即使用变风量新风机组，通过监测室内污染物浓度水平调节新风量。门诊区域使用全空气系统也可采用变风量设计，满足系统部分负荷、过渡季节条件下的使用需求。
图4 按需供应的运行策略
（4）排风热回收技术：减少新风能耗
医院卫生要求高，新风需求大（规范要求换气次数2次以上），因此新风能耗一直居高不下，新建医院应宜用排风热回收技术。排风热回收是通过换热将排风中的冷（热）提取以预冷（热）新风，减少新风能耗。
《GB 51039-2014综合医院建筑设计规范》要求“医院暖通空调设计应保障诊疗与感染控制”。但传统的板式热回收、转轮式热回收技术因设备生产工艺等诸多原因，无法避免新、排风的交叉感染。医院在技术经济比较合理时宜采用分体式热回收，做到新、排风的物理隔绝，兼顾医院的安全性与节能性。
在分析分体式能量回收技术的适用性时，应同时考虑热回收工程中因采用热回收而引起某种设备（风机和水泵）增加的运行费用及增量的投资费用以及预期热回收收益情况，综合比较分析判断。增加的费用包括：因克服换热器压降而增加的风机电耗，因克服换热器及乙二醇管路压降而增加的水泵电耗，年化（使用寿命内）的设备处投资费用。将年化增加的费用与热回收收益比较，后者大于前者时，则说明即产出大于投入，因此判定热回收系统使用合理，反之则说明不合理。
图5 分体式能量回收原理
3.小结
新建医院不同于既有医院改造，建设时需要满足新规范、新标准，在新技术的采用上也更具条件。但医院的节能设计并不是新技术（或者节能技术）的一味堆砌，而应该是系统性的优化配置，综合考虑当地的气候、能源特点以及使用场景选择适宜的节能技术。在医院空调系统综合节能设计时，选择节能技术应明确医院建设目标，做好经济性分析，综合权衡系统初投资以及后期运营能源、维护费用，才能够确保后期实现节能设计目标。
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