楼宇自控系统在医院节能与设备管理中的应用

朱忆寒

【摘要】医院高层建筑高度高、层数多、体量大，内部设备如空调设备、照明设备及给排水系统等设备多且分散在各楼层和角落。为了合理利用设备，节省能源和人力，确保设备的安全运行，如何加强设备运行与节能管理的问题摆在了我们面前。随着计算机技术和信息技术迅猛发展，用计算机管理系统关联设备来代替操作人员，对建筑设备状态实施监控等技术大大提高了设备利用率，减少了能源消耗，楼宇设备自动化控制系统，简称楼宇自控应运而生。我医院占地108亩，总建筑面积16多万㎡，核定床位1200张，在医院建设和实际运行中，通过楼宇自控系统技术并结合科学的管理制度与方法在医院节能和强化设备管理方面取得了显著的成果，近几年，医院获得了江苏省绿色建筑示范项目、江苏省公共机构节能示范单位、全国医院后勤管理创新先进单位等荣誉称号。

【关键词】医院；楼宇自控；节能；设备管理

【中图分类号】R19【文献标识码】A【文章编号】1007-8231（2018）27-0296-02

无锡市中医医院（南京中医药大学无锡附属医院）始建于1954年10月，是一家集医疗、教学、科研、预防保健及康复为一体的综合性三甲中医院。医院2013年9月整建制搬迁新址，地处湖滨路和中南路交汇处，医院占地108亩，总建筑面积16多万㎡，核定床位1200张。建筑群主要包括：门诊医技楼（5层）、住院楼（13层）、后勤制剂楼（4层）、科教楼（9层）、预防保健中心（7层）及地下一层、车库、设备用房其它功能用房。医院建筑设备有着以下特点：

其一、医院有着占地面积大、建筑多、各类设备设施多的显著特点。医院建筑内各类机电设备,如水泵、风机、空调、冷却塔等设备设施共约有3000多台套（不含照明灯具），其主要工作性质是强电驱动[1]。这些设备通常处于开放性的工作状态，只要接通电源，设备就在工作，至于工作状态、进程、能耗等，无法及时得到数据，更谈不上合理使用和节能管理。

其二，医院的机电设备数量多、能耗大、分布广，主要表现在：

制冷站有3台制冷量为1050冷吨的离心机和1台制冷量为400冷吨的螺杆机；6台冷冻泵组及6台冷却泵组；10组冷却塔，制冷站总装机容量约为33600KW，其能耗占整个医院总能耗的40%左右。

1.系统设计

我们在楼宇设备自控系统及节能管理的设计阶段，提出了：“加强日常管理、减少人力成本、节约维护成本、降低能源消耗”的总体设计思路，并充分考虑全年不间断地运行需求、结合无锡地区气候特点，以及与建筑群内其他系统兼容性等问题等[2]。

我院的楼宇设备自控系统并没有一味的追求大而全，而是从经济实用出发,根据医院的运行特点、能源消耗的构成、设备管理的需求，按照“集中管理、离散控制”的系统架构，进行针对性细化设计。

1.1受控系统

楼宇自控系统及节能管理主要对制冷站系统、暖通通风系统、公共区域照明系统、生活水泵系统、集水井、太阳能热水系统等日常使用平凡、能耗大的主要设备进行监测、控制、管理、运行与维护提示。

1.2系统组网

1.2.1采用管理层、控制层两层网络架构。

1.2.2管理层网络建立在以太网的物理链路中，系统基于TCP/IP协议，B/S架构，管理层使用医院内部的设备专网，服务器放置于信息中心。

1.2.3控制层网络采用开放标准通讯协议BACnet，通讯速度高达156Kbps，支持自由拓扑结构，易于在网络中添加或减少设备，为组网实施和今后升级改造提供最大的可扩展性。

2.系统运行

楼宇自控系统能改善建筑设备的性能，充分发挥设备的最高效率，降低运行成本，是建筑智能化中最具深度和潜力的节能技术之一[3]，同时对设备进行在线监控，通过安装相应的传感器等设备与计算机信息技术相结合，对设备的工作状态进行检测与分析，强化了日常中的设备运行管理、异常报警处理、设备维护保养工作。采用智能化、自动化的设备管理系统可节约40%～60%的人力，从而大量节省了人力开支[4]。

2.1根据设备的运行特点，进行系统的控制算法设定，达到健康环境的运行管理。

2.1.1空气净化模式在夜间外部环境浮尘沉降的情况下通过楼宇自控，开启新风系统，将室内空气循环更换15～20次，确保室内的空气质量；急诊等特殊区域根据需求另行设定。

2.1.2最佳新风比控制模式组合式空气处理机组运行时，现场控制器根据测量回风二氧化碳浓度与设定值的偏差，实时自动调节风阀的开度，在满足室内空气质量的前提下，节省能耗。

2.1.3组合式空气处理机组的环境舒适度自动调节现场控制器根据测量送风温度与设定值的偏差，以PID（比例积分微分）方式调节电动二通阀的开启度，使送风温度保持在设定范围内；并根据测量回风温度与设定值的偏差，自动调节送/排风机的变频器频率，使回风温度保持在设定范围内，以便达到更佳的控制效果。

2.2依托楼宇自控系统及节能管理，结合我院的日常运转的特点，制定了科学化的管理制度和管理策略，确保设备的高效运行。

2.2.1制定了规范的、科学的制冷站系统（冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔、电动蝶阀）开启/关闭控制流程、完备的设备设施巡检制度和点检记录、能耗数据的采集和趋势分析，确保重要设备设施安全和能源消耗可控。

2.2.2兼顾制冷站的重要性和安全性要求，制冷站值守人员便采取了系统智能提示，人工远程控制的管理方式。如系统负荷发生变化，计算机根据各类传感器的信号反馈，对负荷变化的趋势进行预测，在系统的UI界面动态显示，需要进行加载/卸载的提示信息，由管理员确认后，人工远程操作制冷机组的加载/卸载动作。

3.系统应用效果

3.1楼宇自控系统采用了直观的图形用户交互界面，各级管理人员可以非常方便地进行远程操作、监视，减轻人员劳动强度的同时实现科学化管理，达到节能减排的效果。

3.2对于使用比较有规律的设备，采用全部由计算机程序管理的方式，系统可以及时提供设备运行状况，以及资料收集、整理汇总，作为设备管理决策的依据，从而实现对设备进行计划性维护保养和流程化管理[5]。

4.结论

医院的楼宇设备自动化控制，采用了互联网技术、物联网传感技术、模糊控制技术，对设备设施进行科学有序的管控，有利于提高设备连续运行的安全性，对整个医院的能源消耗支出起着积极有效的显著作用，符合国家的节能减排政策。医院建筑设施依然是公共机构中节能重点领域，要推动医院建筑的节能工作，需要创新的理念、先进的技术和可持续的商业模式。

【参考文献】

[1]原兆亮.医院的中央空调节能管理[J].山西建筑，2009（7）：181.

[2]康艳兵，马志永.建筑节能领域可再生能源的利用方式.中国能源，2012（6）：37-40.

[3]北京柏斯顿自控工程有限公司.中法燕达医院楼宇自控系统控制方案[J].数字社区&智能家居，2008（8）：81-89.

[4]安大伟.暖通空调系统自动化[M].北京：中国建筑工业出版社，2011.

[5]张福征，阴赪宏，朱慧芳.对大型医院战略管理几个维度的思考[J].中华医院管理杂志，2005，21（11）：725-728.