医院建筑是一种特殊类型的公共建筑，由于其结构复杂多样、设备设施冗杂等特点，单位面积能耗远高于普通公共建筑及机构，存在很大的节能空间和潜力。目前，国内大多数医院的业务量正处于快速增长阶段，医院能耗呈刚性上升趋势，节能降碳、安全用能等需求亟待满足。
01 医院为什么需要能源数字化管理
任何事物都不可能孤立存在，医院建筑能耗同样遵循这一规律。医院能耗是人、空间、设备三者共同作用的结果，因此医院的能源管理本质上是对人、空间、设备进行协同管理。
传统的能源管理模式或节能手段仅仅是单一地对设备进行更换、对技术进行改良，难以应对现代医院高质量发展过程中带来的全新挑战。因此，推动医院能源管理数字化转型，充分释放数据价值，让能源效率最大化，实现满足用能需求、加强节能管理、保障设备安全三者的有机平衡，是当前多数医院大力探索及发展的方向。
02 天溯如何定义数字能源场景
天溯认为，不以数据和管理为基础的节能手段最终都无法实现真正的节能。因此，针对医院在能源管理过程中遇到的诸多问题，天溯依托“平台+运营”模式打造数字能源场景，即以平台数据为基础，完成对系统的诊断分析、能源的策略控制、能耗的异常处理，并应用于医院科室管理及考核，实现管理、安全、节能的动态平衡：
管理科学 通过用能数据诊断，合理优化医院用能结构，提升医院用能效率。同时基于医院用能需求规律，优化设备运行策略、动态调整能源管理策略，在保障舒适度的前提下使设备运行更加节能。
用能安全 对医院的重要用能设备进行运行数据分析及性能诊断，并通过告警联动体系、预防式维护体系，使能源管理与安全运营管理相融合，保障医院用能的安全性。
决策高效 基于万元收入能耗支出、经济效益考核、单位业务量能耗等考核指标，构建科室能耗考核体系，纳入医院全面预算管理和全成本核算管理，实现数据驱动、考核评价与决策支持，全面提升能源管理精细化、智慧化水平。
03 天溯数字能源场景实现路径
天溯打造数字能源场景可分为以下几步：
物联网建设: 将电力、暖通、给排水等系统通过物联网接入平台。例如电力方面，在全院高低压配电房、楼栋配电房、楼层配电箱加装或对接智能电力仪表以采集电度数据，梳理并构建全院支路、区域（科室）、业态的四级能流模型，实现能流平衡，确保能源数据质量。
基础模型构建：基于医院的能耗数据、业务数据、空间模型、设备模型、人员模型，构建医院能耗基础模型。
用能结构调整：基于用能数据诊断，发现用能结构缺陷，通过改变医院能源使用类型（水、电、燃气）或能源传输网络结构，追求医院用能效率的最大化。
性能与策略调优：通过对医院重要用能设备运行数据的分析和性能检测，以及医院用能需求规律的采集，对性能较差的用能系统、设备进行调优或更换，优化设备运行策略（供需策略）。
科室能耗考核：在医院能耗模型的基础上采取科学合理的能耗分摊规则，通过万元收入能耗支出、经济效益考核、单位用能等考核指标，对各科室、部门的能耗成本进行核算、管理。
04 数字能源场景实例
运营实例一：某医院原采用蒸汽锅炉制取蒸汽，通过筒式热交换器换取热水。天溯基于平台用能数据诊断，判断其用能结构有较大优化空间。制定整体解决方案，采用空气能热泵代替原有的热水制备方式，提高综合能耗的使用率，实现节能降耗。每天供应生活热水60吨，与原蒸汽制取生活热水方式形成一主一备。优化后，经过5个月的日常运行，空气源热泵在保证同等供应量的情况下，综合节能收益9万元左右，同比支出下降52%。
运营实例二：某医院由2台主机进行制冷，根据平台冷量-时间数据分析，大部分时间主机2运行，主机1仅作为极端工况下系统冷量的补充。且主机1加入系统时，系统整体冷量的提升并不呈线性，而是一个突变，超过末端所需的冷量被储存在冷冻水供回水管道之中，系统能效偏低。同时，通过主机COP数据分析得知，每日高峰负荷阶段主机存在一定的COP下降， 系统在低负载率的情况下，整体COP较低，需要更换运行模式以减少低负载率下的运行时间占比。该医院在平台建议下，基于平台算法，根据末端舒适度情况动态调节空调主机的出水温度及运行模式，实现每日节能1500kWh。
运营实例三：某医院通过平台能耗数据分析，其制冷系统各设备中，冷水机组能耗占比为74%，冷冻水泵为12%，冷却水泵为14%，距离合理的输配系统能耗占比存在较大优化空间（冷冻水泵+冷冻水泵能耗占比总和应在15%以下）。大部分情况下，冷冻泵1并未开启，系统主要依靠2、3、4号泵来输配冷冻水，水泵运行时间分配不均匀。该医院在平台建议下，基于平台算法，根据压差及温差控制模式动态调整水泵运行频率和运行策略，实现每日节能1000kWh。
运营实例四：某医院2022年引入天溯平台数字能源场景，基于高质量能流模型（高低压偏差<2%，总支偏差<1%，总分偏差＜3%），建立区域及科室能耗排名，掌握各科室用能情况、排名变化，形成用能关注及异常用能波动追溯。某日，住院楼4F、5F动力用电日均能耗偏高（净化空调用电回路），经现场排查，由于温度过低，大功率电加热频繁启动。因此及时对5楼新生儿科、6楼重症监护室、4楼生殖医学中心对应净化空调进行调整，通过调整阀门开启比例，控制水流量靠控制室内温度和湿度（温度25℃，湿度控制在40%~60%之间）。经观察，在确保使用科室环境舒适的情况下，NICU每天用电量减少400KWh。该院2022年7月全院平均每日减少用电3600KWh，7月份与同比减少用电101692.22KWh, 减少用电开支78303元。值得一提的是，2022年7月同比最高气温上涨4℃，最低气温上涨2℃。
05 结语
在全球数字化浪潮之下，医院能源管理的变革势在必然。天溯基于“平台+运营”模式打造医院数字能源运营场景，充分挖掘数据价值，以提升医院用能效率、降低万元收入能耗支出为目标，建立健全能源管理体系，保障管理闭环，实现持续节能，为医院节能降耗工作的开展提供全面支撑。
作者：黄章良 天溯运营服务部部长