医院的能源管理

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一、加强医院能源管理的必要性 医院的能源消耗无论在公共机构还是在商业机构当中都名列前茅,美国医院的能源使用强度在所有建筑中排名第二,巴西医院的能源消耗占国家商业能源消耗总量的10.6%。我国的研究也显示,医院建筑能耗是一般公共建筑能耗的1.6-2倍。一些综合医院建筑的能耗值是重点用能建筑标准的4.6倍。 医院能耗水平较高与医院建筑的特殊性相关。大家公认的包括:建筑规模较大、功能复杂、设备集中、能源需求多元、舒适度和感染控制的要求高。以能耗占比最高的暖通空调为例,舒适度的要求已经造成了较高的能耗,感染控制的要求又进一步提高了能耗。 美国的一项研究表明,病房对换气次数的要求使其空调的能耗明显高于相同面积的普通房间。虽然处于温带地区,许多美国的医院在室外温度为摄氏6-9度时,个别医院在低于0度时,室内依然需要空调降温。我国的医院也存在供暖和空调需求同时存在的现象,特别是在换季期间 同时,医院在保证医疗安全和服务质量的前提下,在节能方面也有很大潜力。北欧地区能效最高的医院,其能源消耗只有北美地区医院平均水平的35%。研究表明,北美地区的医院如果采取策略提高能源使用效率,可以使能源消耗降低60%左右。研究涉及的墨西哥、巴西、印度、澳大利亚和波兰等国家,也有20%-30%的潜力 医院在使用清洁能源和可再生能源方面存在着一定的潜力。使用太阳能、风能、生物能等,不但可以降低能源支出,减少温室气体排放,同时还可以提高医院的被动运行能力或者说抗灾害能力。 同时,能源的消耗对医院运行收入的影响也相当可观。美国的相关研究表明,每节约1美元能源支出相当于增加20美元的医疗收入。 近年来,我国的医疗行政管理部门和医院管理者对能源管理越来越重视,希望通过管理手段和技术手段提高医院能源使用的效率,降低能源消耗的水平。了解医院能效管理的国际趋势,可以帮助我们开阔视野,借鉴成功经验,提高运行管理水平,实现节能减排的目标,促进医院的可持续发展。 二、医院能源管理的框架 目前,国外医院能源管理的模式各具特色,但管理的要点大同小异。 1、分析现状,建立基线,开展监测、考核绩效: 在考核能源管理绩效时,单位建筑面积能耗是常用指标。(EUI:能源使用强度、能源利用指数)。其他指标包括:床位、业务量、员工和患者数量、业务收入、支出等。无论采用什么指标,关键是要持续收集数据,深入分析评估,制定相应策略,评价运行结果,不断改进绩效。 在实际管理工作中,一些既有医院建筑的计量设施不能满足考核的需要。有条件的可以加以改造,暂时没有条件的可以采用分摊的方法加以解决。 另外一个需要关注的管理问题是,如何对不同地区、不同规模、不同等级、不同类型的医院进行比较。美国环保局的ENERGYSTAR项目有一个被普遍认可的评分工具(PortfolioManager)较好地解决了这个问题。 美国卫生工程学会进行了大规模的基础数据调查。覆盖了大约80%的医院。尽可能收集所有可能与医院能耗相关的数据。 采用了能源使用强度作为指标,EUI=能源消耗总量∕建筑面积。 对数据进行了统计学分析,找出了关键变量,建立了数学模型。 最终采用的变量:全职人员当量∕单位面积;实际开放床位∕单位面积;MRI数量∕单位面积;制冷度天。 被评价医院只要提供相应的数据,就可以得到自己的分数,确定自己的星级。 PortfolioManager的主要特点是,基于大规模的数据采集分析;基于实际运行状况;基于同类医院的比较。 近年来,在国内不断推广的疾病诊断相关分类(DRGs)也可以解决不同医院的比较问题。这种方法主要用于对医院服务效率的评价,并根据评价结果对医院进行经济补偿。也可以用于医院能源管理绩效的评价。主要采用两个关键指标,疾病组数DRGs(广度)、病例组合指数CMI(难度)与平均值比较,计算调整系数,对实际指标进行调整,与其他医院比较。 2、制定能源管理计划 根据能源管理的总体目标确定节能项目、实施策略、具体目标、工作周期和时限、资金投入和必要的支出、监督落实、效果评估等内容。 3、确保设施设备处于最佳运行状态 制定设施设备的维护计划。定期校准、调试和保养,通过预防性维护减低故障率。分解任务,责任到人,确保落实。对运行维护人员进行必要的培训,建立完善的设施设备档案和维护、维修记录。运用信息技术实现对设施设备的监控,及时对设施设备的运行绩效进行评估。 4、对能源供应的基础设施和可再生能源的使用进行评估 主要目的是确定哪些能源需求可以部分或者全部由现场的可再生能源或者储备能源来满足;提高现场产能、储能设施设备的稳定性;确定峰谷分时运行的计划;提高能源供应的弹性,应对突发事件和极端天气的干扰。 5、定期开展能源审计 运用审计结果的权威性提高管理层的节能意识,为设施设备的升级改造以及其他节能策略的实施提供依据,争取政策支持和资金支持。 重点争取C级管理人员(C-level,ChiefOfficer)的支持。如医院管理团队中的CEO、CFO、CIO、COO、CNO等。 6、强调全员参与 根据各类人员能源消耗的实际情况开展有针对性的宣传教育活动,进行必要的培训,制定相应的奖惩措施。 运行管理团队能力建设的关键是素质的培养。 三、医院能源管理的策略 2013年,美国能源部(EPA)组织业内专家编写完成了《医疗卫生机构节能改造指南》。该指南是美国能源部计划编写的节能改造系列指南中的一部分。其目的是为医疗机构提供实用、有效的节能策略,以及可供借鉴、推广的案例。除了投入资金对设施设备进行节能改造之外,还重点围绕运行管理提出了节能措施。其中的大部分措施只需要少量资金,甚至不需要额外投入资金。这些措施很值得我们参考。 措施1、对照明控制系统进行校准、优化参数的设定 医院建筑一般都采用了照明自动控制系统,根据运行时段、开放情况、光照水平进行控制。应定期对控制系统的误差进行校准,根据运行情况的变化重新设定控制参数。重点是光照传感器的准确性;感应开关的位置、灵敏度、延时。目前普遍存在误差大、设定不当、维护不到位的问题,达不到控制系统的节能效果。 专家建议,在不影响医疗安全和功能需求的前提下,可以根据规范在10%的范围内对照度进行调整。可减少灯具数量,也可降低功率,采用节能灯具。应注意保持灯具清洁。 措施2、加强对电源插座和设备用电的管理 非医疗设备,特别是办公设备,如计算机、打印机、复印机,电视等,对电源没有特殊要求。关机也会少量耗电,积少成多。采用智能接线板可以实现设备空闲时自动断开。有的分设自动断开和连续供电插口,可供选择。虽然前期投入高于普通插座,但一般两年可以收回成本。节能效果与控制策略、使用方式、设备种类和数量相关。 采用控制软件进行计算机的电源管理。除了涉及医疗安全的计算机外,应当在服务器一级采用软件进行电源管理。防止用户随意更改设置,可以根据使用情况分组,满足需求。 合理分组并规定登录脚本也是成本效益良好的策略。它既能实现系统级的电源管理,也不需要额外采购软件。 如果网络上的硬件和系统种类繁多,最好使用电源管理软件。成本一般10-20美元/台,每年节约电费25-75美元/台,可以很快收回成本。匹兹堡大学对25000台计算机进行管理,使用时间减少50%,每年节约电费35万美金。 采用定时器或感应器控制售货机和饮水机。据测算可以节电20%-40%,同时可降低维护费用。 加强对食品加工设备的管理。研究显示此类设备使用浪费明显,最高的近80%。主要是预热时间过长;不必要的开机;制冷设备盘管未能定时清洁,影响制冷效果;维护不及时,效率低下。应制定操作程序和维护计划,严格执行。 应定期检查三相电的平衡(5%,1%)以及电压的稳定性,特别是在设备运行发生异常时要及时检查。 措施3、提高建筑围护的密闭性 建筑外窗是控制渗漏、对流、辐射、传导的关键因素之一。如果密封性不好,会增加空调的能耗。如果渗水,会导致霉菌生长,影响室内空气质量。及时维修,保证建筑的密封性能,是一个低成本、见效快的策略。 措施4、加强对生活热水的管理 安装低流量龙头和花洒。关于低流量,应参见相关国家标准,或者选用获得国家节水标识的产品。 注意从源头加以控制,降低用量。减少加热的能量消耗,以及输送过程中水泵等设备的消耗 措施5、加强对空调系统的调试与维护 定期对空调系统进行调试。 空调在运行过程中会出现设备老化、使用人员增加、设定参数需要调整、使用者和空间变化导致负荷增加等变化,定期调试可以重新实现系统的平衡、延长设备的使用寿命、改善使用者的舒适度、减少能源的浪费。一般应每年进行一次。 定期对系统进行综合维护。 全面收集技术资料,包括制造商的产品说明、维护手册,以及空调系统的维护日志。制定预防性维护计划,内容应细化到主要部件。消除故障隐患。 盘管和滤网:重点是保持清洁、完好。 研究表明,如果因污垢未及时清理导致冷水温度从35℃增至40℃,空调的制冷效果会降低7%,能耗会提高10%。较为理想的清洗方法是,采用清洁剂加压清洗。喷洒清洁剂加毛刷清理,效果不理想。 冷却塔:结垢、腐蚀、微生物生长都会影响效率、增加能耗。 水处理、生物抑制剂、抗腐蚀剂,或化学品控制pH值可以加以控制。经常冲洗也可减少沉积和污染。化学品有健康危害和环境污染。使用电解装置、磁处理技术、臭氧发生装置,其应用和效果存在争议。 燃烧器:矿物质的沉积、腐蚀、油垢都会影响其使用效率。 应当定期检查和清理。燃烧过度、不充分,火苗发黄、发黄或呈橘黄色都表明燃烧器需要清理。 散热器:散热器虽然可靠性较高,但也需要定期维护。 主要是检查是否有泄漏、管件是否松动、排出管道中的空气。反复热胀冷缩是松动的主要原因。管道中的空气会影响到水循环,降低效率。 定期清洁/更换空气、水、润滑油滤网。防止下级组件的污垢累积。 应按照厂家的维护手册定期更换。或者根据巡检目测或压力试验的情况,在必要时更换。应考虑当地环境、室内外空气质量、水质的情况、润滑油的质量决定更换周期。 确保各种阀门正常工作、不渗漏。 研究表明,约有15%-25%的疏水阀存在泄漏。如果维修不及时,25%-50%会失去功能。有案例表明,一所有500阀门的医院,检查了20%,发现22个故障,及时更换可减少支出9.5万美元,三年可收回资金。 检测燃烧效率。 烟气温度和氧气或二氧化碳浓度是评价燃烧效率的两个基本指标。实践中,可燃混合气需要补充额外的空气才能实现完全燃烧。额外空气过多或过少都会影响燃烧效率。根据烟气温度和浓度调节燃料与空气的混合比例可以达到最佳燃烧效率 正确使用节能装置。 美国八城市的模拟研究估计,一般节能装置可节约空调能耗1%-5%,高效装置可达8%-20%。但维护不当反而增加能耗。如传感器、风门故障。 正确添加制冷剂。 过多添加或添加不足都会影响制冷效果,增加能耗,降低设备寿命。应当经常检查,及时修复泄漏。 制定温度控制策略。 非24小时开放的区域,如教学、办公区域,非开放时段,可以关闭系统或回调设定温度。一般每调高或调低1度,会使能耗增加或降低2%-3%。应注意在开放时段恢复到舒适状态。在气候温和地区效果较好。 预冷策略。 夜间室外空气温度较低时,通过送风系统降低建筑温度。室外温度升高时,建筑吸收热量,减少空调能耗。研究表明,这一策略在气候凉爽和温和地区可以减少高峰时段能耗近30%。也有案例表明,在较热的气候区有类似效果,可减少能耗15.2%-21.0%。 优化送风温度、锅炉温度、冷水温度。 根据建筑的载荷和运行模式进行优化。专业性较强,应咨询专业人员,制定运行控制的策略。 防止管道泄漏。 如果管道15%泄漏,会增加风扇能耗25%-35%。应定期检查、修补。 非开放时段、手术室和产房等间歇使用的空间可根据使用情况合理减少换气次数。 有案例表明,在减少空气流量20%-50%的情况下,仍可达到手术室的压力要求。有专家建议,可以在非开放时段减少换气次数50%。美国采暖,制冷与空调工程师学会的空调使用手册,建议降至规定换气次数的25%,在使用前恢复即可。但应注意维持与周边空间的压力梯度关系。 还应咨询医院的感染控制部门,在保证医疗安全、医疗质量的前提下,考虑其可行性。 措施6、合理调整换气次数 非开放时段、手术室和产房等间歇使用的空间可根据使用情况合理减少换气次数。有案例表明,在减少空气流量20%-50%的情况下,仍可达到手术室的压力要求。有专家建议,可以在非开放时段减少换气次数50%。美国采暖,制冷与空调工程师学会的空调使用手册,建议降至规定换气次数的25%,在使用前恢复即可。但应注意维持与周边空间的压力梯度关系。 还应咨询医院的感染控制部门,在保证医疗安全、医疗质量的前提下,考虑其可行性。 措施7、结合实际、集思广益 每个医院都有自身的特点,面临的实际情况各不相同。一线的运行维护人员最了解设施设备的运行情况,最能发现存在的问题。医院管理者应当深入开展调查研究,广泛征求一线人员的意见和建议,在认真分析、评估的基础上,确定降低能耗的策略,切实加以贯彻,并且持续改进。 随着医疗卫生体制改革的不断推进和深化,医院的规模扩张、不合理检查和治疗越来越受到限制,医院的人力成本和运行成本不断增加,经营压力越来越大。在这一大的背景下,精细化管理、控制运行成本是医院的必然选择。 医院管理者应当意识到,加强医院的能源管理,不仅是医院自身经营管理的需要,也是节约资源,减少碳排放,降低气候变化影响,保护人类生存环境的需要。是医院应当承担的社会责任。

随着我国医疗卫生体制改革的不断深入,以医药分开、分级诊疗、合理补偿、定位功能、提高效率、控制费用、改善服务为导向的公立医院改革正在稳步推进。上述改革措施的逐步落地将对医院管理产生深远影响。以规模扩张、药品、耗材、试剂收入、大型设备检查、开展新技术来维持医院运行、推动医院发展的时代已经结束。合理控制费用、不断改善服务、提高运行效率将成为医院管理关注的重点。

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