医院节能这样做，每年可节约运营成本近百万美元~ | 筑·作

宾夕法尼亚州兰卡斯特综合医院能源中心建设项目荣获了2019年美国医院协会医疗工程分会 Vista大奖（基础设施类）。

为了满足周边社区日益增长的医疗服务需求，2015年9月，宾夕法尼亚州兰卡斯特综合医疗集团（Lancaster General Health）决定对兰卡斯特综合医院（Lancaster General Hospital）进行改扩建，主要是升级改造其蒸汽、冷却水以及正常和应急电源等基础设施和设备，以更好地服务于临床诊疗工作，改善当地居民的就医体验。

最为关键的是，该能源中心的建成能够全面提升医院抵御自然灾害的能力，即使发生台风、洪水等自然灾害，能源中心依然能够保证医院能源的正常供应，确保医院医疗工作的顺利开展。该项目已于2017年3月建成并投入使用。

兰卡斯特综合医院新能源中心的项目经理——Benchmark Construction公司的Troy Hafer表示，虽然现代电力供应的可靠性已达到历史最高水平，但在新能源中心建设之前，兰卡斯特综合医院对能源故障持“零容忍”的态度，可以说对能源供应的要求已和全美较高级别的急诊创伤中心的要求持平。

所有单位设施都存在停电的可能性，但医院不能出现意外停电，因为停电将会对正在进行外科手术或者重症监护救治的患者带来生命危险。正是考虑到这一点，医院管理层商定，将引进更稳定更可靠的备用能源系统作为兰卡斯特综合医院能源中心项目建设的基本出发点。

为了实现节能目标和提高设备运行的稳定性，兰卡斯特综合医院新能源中心引进了一系列先进设备，包括：

一台3.5兆瓦的燃气轮机，一台热回收蒸汽发生器，一台1000吨蒸汽驱动的冷水机组，两台2兆瓦的应急发电机和其他相关设备。

新能源中心主要采用热电联产系统（CHP），由一个3.5兆瓦的燃气轮机和热回收锅炉组成，位于能源中心的核心位置。CHP通常被称为“热电联产”，主要提供电能和供暖。为热电联产系统增加一台蒸汽驱动的涡轮冷却器，还为能源中心提供了冷却能力，这使兰卡斯特综合医院拥有了全美为数不多的三联产系统。

为了满足医院未来的发展需求，现在的燃气轮机会在将来需要的时候升级成到4.5兆瓦，并且该项目还预留了两个额外的2兆瓦的应急发电机空间。

兰卡斯特医疗集团设施和建筑管理高级主管John Hartman表示，在建设过程中，新能源中心项目面临的一个重大挑战是不能影响医院的正常诊疗工作，也就是说，项目施工和医院的诊疗工作都必须是独立的，不能相互干扰。

在改造之前，兰卡斯特综合医院已经有一套基本的蒸汽和电气系统。在新的能源中心开始运行后，医院停止使用原来的蒸汽和电气系统，仅作为备用系统来预防突发情况。“因此，我们需要在原有的锅炉和冷水机房的结构基础上，设计新能源中心建筑，同时还要使建筑能够支持新引进的能源设备。”Hartman说。

新能源中心建成后，为医院提供应急电源的“重任”就落在了新引进的两台2兆瓦的备用发电机身上，这两台发电机由一个巨大的50000加仑的超低硫柴油油箱提供燃料。新引进的两台2兆瓦的备用发电机与两台原有的2兆瓦发电机相结合，可确保在发生电力故障的情况下仍能保证医院的正常运营，并且这些备用系统在正常情况下，可以为医院供电长达四天之久。

根据过去记录的蒸汽和冷冻水负荷数据来制定新的负荷计划，并将其与计划执行期间的平均预测温度进行比较。对比数据主要用于计算院内蒸汽和冷却设备所需要的N + 1容量。院方把这项计划称为“能源升级计划”。该计划实施后，可以为医院节省昂贵的临时锅炉和冷却塔费用，同时也不影响工程正常施工。

新能源中心建成后，引进的新设备和原来的设备重新组合成一个系统。但是，其中一个设备由于智能化程度较高，工作人员不会操作，直接影响到其对整套设备的正常运行和维护，因此对工作人员进行集中培训已迫在眉睫。可以肯定的是，这种时间和成本的投入肯定会快速提升工作人员的操作能力，甚至带来超出行业标准的运营效率。

根据项目设计方案，通过建筑结构的概念性规划和应用建模，可以预测出该能源系统每年的运营时长为8088小时（约11个月），全年需要维护的时长为4周。在新能源中心调试期间，经过系统培训后，运营人员持证上岗，在第一个运营年度内，全团队完成了8400小时的运营任务。

由于该能源系统采用了业内最先进的技术，可以极大地降低污染物排放量：碳和二氧化碳减少了20％，氮氧化物减少了47％，硫氧化物减少了近100％。因此，2018年是兰卡斯特综合医院历史上最节能的一年。

在长达18个月的施工期间，施工团队与兰卡斯特综合医院后勤部门以及其他供应商密切合作，以确保医院正常运行，并最大限度地减少对患者的影响。

在整个项目施工过程中，院方与医院的所有部门都达成了一致共识，全力支持能源中心的建设。Hartman表示，无论是医院保洁、存储空间重新安置、直升机停机坪和救护车路线的调整，还是主要服务设备的开关连接、水和蒸汽系统连接以及其他设备设施调整，施工方做到了与各方负责人充分沟通，尽量不影响项目施工，尽可能提高决策的透明度，并最大程度地减少施工给各个部门运营带来的不便。

Hartman认为，能源中心项目最大的成功是能够与医护人员进行高效的协调和沟通，从而减少了很多不必要的麻烦。“这是有史以来第一次关闭部分电气系统进行改造，但各个部门都非常配合改造工作”他表示。“电气系统关闭了24小时，主要通过发电机来维持医院的正常运行，不过这种情况多发生在周末。这是我们第一次进行模拟和程序测试，从结果来看还不错。”

“Vista基础设施奖主要奖励那些通过选择合适的团队和开放式的沟通方式来克服困难与挑战的项目，”Hartman补充道。“该项目一开始遇到的问题是如何确定项目范围，以及如何执行下去。通过分析所有选项，评估潜在风险并提供有针对性的合理化建议，从而帮助项目团队在整个项目的设计和施工阶段都做出准确决策。”

由于条件充足，该项目可以使用一部分国家公共卫生项目建设专项资金，这样医院就可以减少一些投资。在能源运营团队实施高效的运营时间计划和能源采购策略后，在新能源中心运行的第一年，减少了938000美元的运营成本，废物排放量只有PPL能量的一半，同时还增强了基础设施运行能力，提升了医院的医疗服务水平。

“我们的团队解决了一些最复杂的运营和财务问题，同时显著提高了能源利用率并降低了总体运营成本，”宾夕法尼亚州PWI（企业名称）总裁（能源工程师）说。“我们对今天的运营成果感到非常自豪，并得到了美国医院协会医疗工程分会同行的认可，对于我们来说这是一种莫大的荣誉，并激励我们团队在能源建设领域砥砺前行。”

来源：healthcare facilities management magazine

作者：Karen Appold

编译：Chester