皖江县中医院十二五期间建设节能改造实施方案.doc

皖江县中医院“十二五”期间
节能改造实施方案

皖江县中医院
二0一一年七月八日

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目 录

一、前言 1
二、医院能源系统及当前能耗状况 2
三、节能改造目标与节能途径 5
四、节能改造内容 6
五、节能改造技术措施 7
六、工作计划 26
七、项目组织与管理 27
八、投资估算 33
九、保障措施 34
十、效益分析 35

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皖江县中医院“十二五”期间
节能改造实施方案

一、前言
皖江县中医院组建于1986年12月，占地面积15680平方米，现有建筑面积约6600平方米，主要建筑物为住院部、康复楼、CT楼、临时门诊房等。现已发展成为国家合格中医院、爱婴医院、法医鉴定医院和医保定点医院。近期上报的15000平方米门诊综合楼建设项目已获得国家发改委批准。
全院现有在职职工179人，其中卫生专业技术人员167人。临床、医技科室设备齐全，功能完善，设有内、外、骨、妇、产、儿、口腔、五官、骨伤、针灸、肛肠、肝病专科、碎石中心、高血压病防治中心、皮肤、性病等科室23个，共有161张床位。
2010年，全院总能耗为159.81吨标准煤，其中用电量折标准煤35.15吨，用水量折标准煤2.5吨，汽油用量折标准煤5.02吨，用煤量折标准煤117.15吨。主要用能设备为燃煤蒸汽锅炉、空调设备、热水设备、照明和医疗办公设备、污水处理设备等。
近年来，医院能源费用支出不断上升，增大了经营成本。现代医院是社会发展、技术进步、人民生活水平和生活质量提高的重要标志。随着人们生活水平的提高，对改善医疗条件的要求愈加迫切，医疗改革的推进也将医院推向更加激烈的市场竞争。同时，随着医疗技术的进步、诊疗设备的发展、医院规模的扩大、各科室环境控制标准的提高，在未来一段时间，医院的能耗还会不断上升。医院领导非常重视节能工作，提出通过实施节能改造，创建节能型医院，提高能源使用效率，降低能源消耗，增强市场竞争能力，以实现医院的可持续发展。
二、医院能源系统及当前能耗状况
3.3%
68.4%
25.0%
3.3%
64.3%
13.6%
2.8%
13.2%
7.2%
29.4%
50.2%
19.3%
能源
空调
照明及插座
动力
医疗办公设备
污水处理
给水系统
燃煤
汽油
自来水
电力
锅炉
消毒设备
热交换器
开水炉
采暖
洗衣房
洗澡
饮用

图1 现状能源流程图

1、主要耗能设备及其能耗
1.1 电力系统
常用容量为396kW，双回路供电系统，备载容量为200kW，全年最高尖峰用电需量350kW、全年总用电28.6万kWh/年，功率因数97%，总电费约24.54万元。电源电压为10kV，设有10kV/0.4kV节能变压器250kVA二台。功因改善除在高压侧装设高压电容器固定投入外，低压各总盘并设有自动功因调整器APFR控制、低压电容器之投入与切离，全年功因均大于0.92。备有一台紧急发电机以应付临时停电之需求。
1.2 空调系统
目前装有普通分体柜式空调机168台，安装年份2004-2007。
1.3 照明系统
（1）大厅、病房、走道采用40W×3型或20W×4型高功率日光灯具。
（2）医务区、机房、药房等则采用40W×1～40W×4、20W×1～20W×4等各型式日光灯具。
（3）室外场地、庭园及建筑景观灯采用大功率的高效气体放电灯。
1.4 锅炉系统
年煤费约16.07万元，设有1吨燃煤蒸汽锅炉一台，型号DZL1-0.88AⅡ，耗煤量180kg/h。热能分配：采暖55%、开水炉25%、洗衣房16.7%、消毒杀菌3.3%。
2、耗能品种及耗能量
医院主要耗能品种为电力、燃煤、汽油及耗能工质水。
以2010年为基数，各品种能耗分别为：年用电28.6万度；年用水29178吨；年用汽油3.41吨（救护车使用）；年用煤164吨。
将综合能耗折成100%，则，各系统能耗状况为：采暖空调系统用能约占总能耗51%；照明系统用能约占总能耗6%；热水系统用能约占总能耗15%；给水排水系统用能约占总能耗15%；医疗办公设备用能约占总能耗2.5%；其它系统用能约占总能耗10.5%。
3、能耗指标
按2010年统计，单位面积年耗电量为43.33kWh/m2、耗油量为0.52Kg/m2、耗煤量为24.85Kg/m2、耗水量为4.42t/m2。
医院单位建筑面积年综合能耗为24.21Kg标准煤。
4、2010年及以前实施的节能改造项目
（1）用T8日光灯、高压钠灯替换普通照明白炽灯、高压汞灯等非高效光源，节约照明用电20%以上。
（2）将老式变压器更换为节能变压器，降低电能损耗40%；并安装功率因数补偿装置，将功率因数由0.86以下提高到0.95左右。
5、目前能源使用主要问题
（1）医院康复楼和CT楼为早期建筑，均未采取保温、隔热设计，因此大大增加了建筑采暖、空调能耗。
（2）空调方式采用的是分散式空调，现状空调器为普通分体式空调机。空调系统控制管理不便，过低的温度设定，会使能耗大幅度增加。同时因不能送入新风，故难以确保空调房间空气的新鲜度，而如果通过开门、窗通风换气，则冷量就会大量损失，这不仅影响房间温度，而且浪费了能源。
（3）医院热能平常主要使用以提供热水、消毒杀菌为主，其锅炉使用时间为全年365天。目前锅炉管理方式是以自有技术人员负责操作及保养。其缺点为：锅炉负载低且起停频繁，造成热能浪费相当大。
（4）医院热水用量很大，热水能耗约占总能耗的15%。对太阳能资源不加利用，不符合节能政策和要求。
三、节能改造目标与节能途径
1、改造目标
总体目标：创建节能型医院，使单位能源使用效率处于全省领先水平。
节能目标：在“十二五”内，将医院单位建筑面积能耗指标降低到18kgce/m2.a以内。
2、主要节能途径
（1）医院的康复楼、CT楼的建筑围护结构的传热系数高于DB34/T753-2007《安徽省公共建筑节能设计标准》的规定，热工性能较差，应对建筑围护结构进行节能改造。
（2）虽然医院采用了绿色照明灯具，但目前已不属于先进产品，而照明设备耗电量占总能耗的比例仅次于空调系统，若推广更加高效的节能灯，可降低照明设备耗电量。
（3）医院的空调方式与空调设备已落后，浪费能源。采用先进的空调方式和空调设备，可降低建筑采暖与空调能耗。
（4）医院热水用量很大，热水能耗约占总能耗的15%。安装太阳能热水系统，可节约大部分热水生产之用能。
四、节能改造内容
医院用能以采暖空调占比例最大，约为总耗能的51%，空调冷热源与热水合计能耗大于65%，是节能重点。采暖、空调和热水节能可通过建筑节能改造、空调系统节能改造和热水系统节能改造来实现。
医院照明用能约占总耗能的6%，也是重要的节能环节。
根据上述思路，本医院在“十二五”期间拟实施的节能改造主要内容为：
（1）建筑节能改造。对康复楼、CT楼的墙体及外窗进行节能改造，改造墙体面积1000平方米，改造外窗面积250平方米。
（2）空调系统节能改造。对住院部、康复楼、CT楼的空调系统进行升级改造，用高效节能集中控制的VRV空调（变制冷剂流量空调）替换现有普通分体式空调。
（3）热水系统节能改造。用太阳能热水器替代“蒸汽锅炉+开水炉”供应热水。安装可供200人洗浴用的10吨太阳能中央热水系统一套，新购2台电加热压力蒸气消毒锅和10台电加热开水器。
（4）照明系统节能改造。对全院照明系统进行节能改造，用更加高效率的荧光灯替换传统荧光灯，替换数量1320只。
（5）智能控制系统建设。建设两级计算机网络和四级控制设备，引进楼字自控系统，对主要用能系统实行集中智能控制。
五、节能改造技术措施
1、技术标准与依据
《公共建筑节能设计标准》(GB50189-2005)
《安徽省公共建筑节能设计标准》（DB34/T753-2007）
《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》（GB50364-2005）
《太阳热水系统设计、安装及工程验收技术规范》（GB/T18713-2002）
《太阳能利用与建筑一体化技术规程》（安徽省地方标准DB34 854-2008）
《建筑照明设计标准》（GB50034-2004）
《建筑采光设计标准》（GB/T50033-2001）
《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003
《洁净手术室用空气调节机组》（GB/T19569-2004）
《民用建筑电气设计规范》（JGJ16—2008）
《综合医院建筑设计规范》JGJ49-88
《建筑节能施工质量验收规范》（GB50411-2007）
《用能单位能源计量器具配备和管理通则》（GB17167-2006）
2、改造措施
2.1建筑节能改造
该项节能改造是为了改善建筑围护结构的保温隔热性能，以降低建筑采暖与空调能耗。
房间内冷量的损失是通过房间的墙体、门窗等传递出去的。改善建筑的保温隔热性能可以直接有效地减少建筑物的冷热负荷，改善的具体技术措施如下：
（1）改造传统墙面，进行外保温施工。选择保温性能和防火性能优良的墙体保温材料（初步确定为玻化微珠保温砂浆，保温层施工厚度≥30mm），通过外墙保温处理，使外墙平均传热系数Km≤1.0W/㎡·K。
（2）确定合适的窗墙面积比（初步确定为0.20＜窗墙面积比≤0.25），合理设计窗户遮阳系数（初步确定为Sw≤0.55），选用保温隔热性能和气密性能好的玻璃窗（初步确定为“6Low-E+12空气+6”中空玻璃塑钢窗，可开启型），替换现外窗。
通过以上措施，采暖空调系统能耗可在目前指标下降低30%～40%。
2.2 空调系统节能改造
该项节能改造是为了提高空调系统的能源利用效率，以降低建筑空调能耗。
2.2.1 空调系统选择
采暖空调系统的能耗大小主要取决于设备的能效比，目前能效比最高的空调为水源热泵空调，其次为VRV空调。
VRV空调即可变制冷剂流量空调，自20世纪90年代初以来，在日本发展迅速，应用广泛。VRV空调是在分体式空调机的基础上发展起来的。变频控制的VRV空调由室内机、室外机、冷媒配管和遥控装置等组成，目前，一台室外机最多可连8台室内机，系统中室内机总容量与室外机的容量配比范围为50%～130%，且室内机有吊顶卡式、吊顶暗装可接风管的形式、挂壁式、明装立式等多种形式。室外机分为冷热两用型和单冷型两大类。
在一个VRV空调系统中可并联多种形式的室内机、室外机。一台室外机供冷量一般为14.53～58.15kW。室外机内装有涡旋式压缩机，采用变频控制，供液管上设电子控制阀、分流器等，可根据各区域的不同要求，进行制冷工质流量的控制。这样，不但满足了人体的舒适要求，而且通过变频控制、热回收等手段可实现节能运行。
除了控制灵活外，VRV空调的优越性还体现在系统安装方便。除了室内机、室外机的安装外，只有制冷剂管、凝结水管及电气控制线、动力线，占用空间极少，且系统设置又较灵活。凝结水管必须保证排水坡度，对管路较长、吊顶内高度较低的工程，可选择内设微型排水泵的室内机。室内机和室外机之间的制冷剂管长度最长可达100m。当室内机高于室外机时，两者之间的允许高差为40m。当室外机高于室内机时，两者之间的允许高差为50m。在上述的制冷剂管长度和室内机高差允许范围内，系统供冷量不少于室外机制冷量的80%。在按热泵工况运行时，系统供热量不少于90%的室外机额定制热量。所以，对十层以下的建筑，应用VRV系统时，完全可以用极灵活、简便、快捷的方式进行施工。
在日本的一些中、小型建筑的空调工程中，以VRV系统加设小型全热交换器供新风的方式已较普遍。
VRV空调在欧美国家已广泛应用，现在日本市场上新建筑的32%，旧建筑改建中的60%采用了VRV空调，我国也已有很多建筑物采用这种空调。由于该空调系统具有使用灵活、节能和易于安装等优势，使该系统大量地运用于办公楼、医院、别墅等建筑。
本项目选择VRV空调替换现有普通分体式空调，主要是从节能角度出发。VRV空调最突出的优势是节能效果明显，原因如下：
（1）采用了涡旋式制冷压缩机
作为核心部件，VRV空调系统采用的高效密封型涡旋式压缩机，具有节能、零部件少、重量轻等特点，正好满足市场要求节能、小型化和舒适化的趋势。
表1 几种类型压缩机的性能比较表
比较项目
涡旋式
转子式
活塞式
能效比（ERR）
2.9
2.4～2.6
2.2～2.6
容积效率比（压比460Hz）
0.99
0.94
0.7
绝热效率比（同上）
0.98
0.93
0.88
压缩室的部件数量比
1
3
7
重量比
0.8
0.8
1.0
适用范围（输出功率kW）
1～10
0.4～1
1～10

涡旋式压缩机的能效比较转子式和活塞式高，与同规格的活塞式压缩机相比可节能10%～15%。
（2）以制冷剂作为传热介质
VRV空调直接以制冷剂作为传热介质，传送的热量几乎是水的10倍，空气的20倍，而且不需庞大的风管和水管系统，减少了输送耗能及冷媒输送中能量损失，表2是三种传热介质性能比较。
表2 传热介质的比较表
种 类
利用热输送冷量输送116kW冷量时耗能量
水显热
20.1kJ/kg（Δt = 5℃） 4.7kW
空气显热
10.1kJ/kg（Δt = 10℃） 7.4kW
冷剂蒸发潜热
206kJ/kg 2.5kW

由表2可知，同样输送116kW的热量，以制冷剂作为输送介质，所需的输送系统耗能仅为室内风机所耗的2.5kW，分别是以水和空气作为传热介质所需能耗的53.27%和33.3%。由于采用制冷剂直接蒸发制冷，没有传统中央空调系统先把冷量传给水，再由冷水传给室内空气这一中间过程，减少了一个能量传递环节，从热量传递过程看就是减少了一项传热热阻，因此也就减少了能量的损耗。
（3）设计理念的改变
在设计建筑物空调系统时，主要是从冬、夏季空调室外设计参数出发进行负荷计算，方案设计和设备选型，即以全年中气候条件最不利的情况为设计依据。但美国供热、制冷、空调工程师学会（ASHRA E）的最新统计数据表明，这种情况只占全年时间的1%。空调系统在全年的绝大部分时间里是处于部分负荷运行状态。针对这种实际情况，各大空调企业的研发人员在设计VRV机组时，将机组的最高COP值设计成在机组的实际负荷为满负荷的40%时出现，这也充分说明了VRV系统的研发人员对全年空调负荷的特性有比较深入的了解。
（4）采用先进的变频技术和高度智能化控制
VRV系统采用先进的变频技术，在15%～100%的容量范围内进行控制，并与无负荷控制相结合，根据负荷变化进行稳定的运转控制，满足不同季节负荷的调节要求。通常室外机组有多个压缩机，其中一个采用变频控制，并在负荷较低时先启动，当负荷增加到一定程度，其它压缩机相继启动运行，达到调节室外机的供冷能力的目的。
VRV系统中多处应用了电子膨胀阀，可以随时根据室内机负荷变化自动调节冷媒供应量，同时与变频控制系统相结合，使压缩机的排量也随负荷作相应的变化，从而达到了很好的节能效果。
（5）新风处理
通常，单独的VRV系统不能向室内补充新风，日本大金推出的热回收通风系统(HRV系统)采用了一种新型的全热交换器，其内部使用了由全新的高效、快速吸水材料组成的矩形换热单体，其吸水速度为通常使用材料的20倍以上。由于该种矩形单体提供了较大的空气流通截面，比常规的全热交换器减少约20%的压力损失，而且体积减少了15%。这样，若通风量、热交换效率相同，则HRV系统风机功率与转速大大降低，噪声水平也随之下降。由于使用了全热交换器，系统在向房间补充新风的同时，利用了排风的冷量来预冷新风，回收冷量的效率为60%～70%，可节能28%.
综上分析，变频控制的VRV系统主要适用于办公楼、宾馆、医院、高级别墅等建筑。由于系统采用了变频控制的涡旋式压缩机，室内机可以单独控制，这样不需要空调的房间可不投入运行，减少了能源的浪费；设计者在设计机组的时候就考虑到了部分负荷对能耗的影响，使得VRV空调产品在部分负荷下运行时也有较高的COP值；不同的房间可以设定不同的温度，以满足不同使用者的要求，避免了集中控制造成的无效能源消耗，也提高了舒适水平；采用直冷式无二次换热，提高了能源利用率；独立的新风系统，可回收空气的全热，效率为60%～70%，与采用风机补充新风的空调系统相比，可节能28%。
2.2.2 主要设计参数
（1）设备台数
初步确定室外机21台，室内机168台。
（2）室外机类型
单冷型，仅供制冷。考虑采暖费用最低化，医院冬季采暖热源仍为蒸汽锅炉。
（3）设备型号选择
按每平方米室内面积制冷量94～82W选择室外机型号。
（4）能效比要求
空调系统制冷性能系数COP＞3.5W/W。
（5）制冷剂管长度
室内机和室外机之间的制冷剂管长度不超过100m。
2.2.3 新风处理方式
空调系统中，新风量是一个很重要的技术参数，也是达到室内卫生标准的保证。目前常用的新风处理方式有：① 使用专用的新风机，其室内机按新风工况设计，排管数通常为6排或者8排，风压也较高，然而价格很高，一般工程中较少采用；② 用风机箱将新风送至各个室内机，新风负荷由各个室内机负担。该方式系统简单，设计时风机箱也根据系统要求很容易选到合适的风压。过渡季节还可以作为通风换气机使用。但是未经过处理的新风直接接入室内机时，与新风单独处理的系统相比，室内机型号加大，噪音也增大，而且在室外空气湿度较大时，室内机可能会产生结露现象；③用全热交换器处理新风，室外新风经过全热交换器，与室内排风进行热湿交换后送入室内，可以大大降低新风负荷，非常节能。然而，在工程设计需要注意新风口和排风口的布置一定要合理，尤其是有污染的场所，更要考虑新风和排风的交叉污染问题。医院的空调使用，既要节能，又要满足室内空气质量要求，减少投资。经综合考虑，新风处理优先采用第三种方式。
2.3 热水系统节能改造
该项节能改造是为了节约热水用能，以降低锅炉燃料消耗。
节约热水用能的具体措施是对太阳能资源进行利用，即用太阳能热水器替代“蒸汽锅炉+开水炉”24小时提供日常生活热水。安装太阳能热水器后，蒸汽锅炉作为热水供应系统辅助热源使用。正常情况下，太阳能热水系统完全可满足医院热水需求。
2.3.1 太阳能热水系统选择
太阳能热水系统有集中供热水系统、集中—分散供热水系统和分散供热水系统。集中供热水系统即采用集中的太阳能集热器和集中的贮水箱供给一幢或几幢建筑物所需热水的系统。集中—分散供热水系统即采用集中的太阳能集热器和分散的贮水箱供给一幢建筑物所需热水的系统。分散供热水系统即采用分散的太阳能集热器和分散的贮水箱供给各个用户所需热水的小型系统。
集中式热水系统集中集热和集中供热，集中集热太阳能利用效率高，热水资源实现共享。系统通过集热器集中集热，将热水放于储水箱中，水温待到设定温度时，热水进入恒温水箱储存以供使用，没有达到要求时启用辅助加热设施加热后进入恒温水箱，系统可根据要求实现24小时供水或定时供水。因此，集中式太阳能热水系统（太阳能中央热水）比较适合医院采用。
本项目选择在太阳能集热器中直接将水加热供给用户使用的太阳能中央热水系统。
2.3.2 系统主要设计
在住院部大楼屋顶上安装一套供200人洗浴用的10吨太阳能热水中央系统，温度、辅助加热、进水、放水等程序全部由电脑控制。太阳能集热器面积每人1平米设计，安装总规模约为200平米，每年可节约常规能源标准煤约30～40t。
2.3.3 太阳能集热器类型选择
目前国内使用的太阳能集热器类型主要有平板集热器、真空管集热器、热管集热器、U形管集热器。
平板集热器在中高温情况下效率低，适合在环境温度高、不结冰的地区选用；热管集热器和U形管集热器可在零下50℃条件下使用，抗冻性最好，可靠稳定，但成本较高，适合在寒冷和高寒地区使用；真空管集热器在零下25℃条件下，仍可产生热水，可一年四季使用，是目前我国大部分地区普遍使用的产品，但存在炸管漏水问题，可靠性稍差。具体采用哪种类型太阳能集热器，将在后期设计中确定。

图3 太阳能中央热水系统图示
2.3.4 辅助加热的种类和功率确定
优先考虑辅助电加热，辅助加热功率的选取应根据储水系统大小和可以提供的电负荷容量选取。
2.3.5 技术要求
（1）太阳能热水系统的热性能应满足相关太阳能产品国家现行标准和设计的要求，系统中集热器、贮水箱、支架等主要部件的正常使用寿命不应少于10年。
（2）太阳能热水系统应安全可靠，内置加热系统必须带有保证使用安全的装置，并根据不同地区应采取防冻、防结露、防过热、防雷、抗雹、抗风、抗震等技术措施。
（3）辅助能源加热设备种类应根据建筑物使用特点、热水用量、能源供应、维护管理及卫生防菌等因素选择，并应符合现行国家标准《建筑给水排水设计规范 GB50015 的有关规定。
（4）系统供水水温、水压和水质应符合现行国家标准《建筑给水排水设计规范》GB50015的有关规定。
（5）集中供热水系统宜设置热水回水管道，热水供应系统应保证干管和立管中的热水循环。
2.3.6 相关辅助设计
（1）新购2台电加热压力蒸气消毒锅，以解决锅炉停用时手术器械及敷料的消毒问题。
（2）新购10台电加热开水器，以解决锅炉停用时住院病人及医护人员的开水供应问题。
2.4 照明系统节能改造
该项节能改造是为了节约照明用电。
节约照明用电的主要措施是用更加高效率的节能灯替换传统荧光灯，选用高效节能的照明电器附件和改进照明控制方式。
2.4.1 高效节能照明灯具的选用
目前市场上的照明节电产品，主要分为两种：传统的发光效率低的光源，如T8荧光灯、白炽灯、石英灯等；发光效率更高的光源，如T5荧光灯、紧凑型荧光灯、冷阴极灯或发光二极管。
使用高效发光光源，代替原有的低效光源，在节电的同时，提高照度、显色度，改善照明环境，从而给人们提供一个舒适、稳定的照明环境，既提高了工作效率，又保护了人体健康。
本项目拟用T5灯（高效荧光灯＋电子镇流器），替换T8（灯荧光灯＋电感镇流器），可节电25%以上，照度提高15%以上，显色指数由原来的70提高到65，消除了频闪，而且T5荧光灯的寿命是T8的两倍。
2.4.2 高效节能的照明电器附件选用
高效节能的照明电器附件有：电子镇流器、节能型电感镇流器、电子触发器以及电子变压器等。采用电子镇流器来取代电感镇流器是照明节电的一个重要措施。电子镇流器较电感镇流器，每个节电25%。近年来市场上还推出了一种新颖的日光灯节能电感镇流器，该镇流器集启辉器与镇流器于一身，既克服了电感式镇流器不能低电压启辉等一系列缺点，又克服了电子镇流器带来的多次谐波干扰和使目光灯管两端早期发黑的不足，具有高功率因数、节电、一次性启动灯亮、工作电压波动范围大、价格低、延长灯管使用寿命、无噪声、无干扰波对电器产品影响等优点，可推广应用。
2.4.3 改进照明控制方式
改进灯具控制方式，采用各种节能型开关或装置也是一种行之有效的节能方法。根据医院照明使用的特点，对灯具照明采取以下控制方式改进：
（1）根据自然光的照度变化，分组分片控制灯具开停。适当增加照明开关点，减少每个开关控制灯的数量，以便管理和有利节能。
（2）对大面积场所的照明设计，采取分区控制方式，这样可增加照明分支回路控制的灵活性，使不需照明的地方不开灯，有利节电。
（3）采用调光器、定时开关、节电开关等控制电气照明。走廊、楼梯间、门厅等公共场所照明，采用程序控制的照明方式，并安装带延时的光电自动控制装置。
（4）室外照明系统，为防止白天亮灯，可采用光电控制器代替照明开关，以利节电。
（5）个人使用的办公室，采用人体感应或动静感应等方式自动开关的灯具。
（6）在插座面板上设置翘板开关控制，当用电设备不使用时，可方便切断插座电源，消除设备空载损耗、达到节电的目的。
2.5 智能控制系统建设
建设使用智能控制系统。目前医院采暖空调系统、照明系统、给排水系统等用能系统均由人工控制，难以做到节能运行，如果通过楼宇自控系统系统加以管理，即使是最简单的启停、开关控制，也可以极大节省系统能耗。以下为本项目的楼宇自控系统系统的初步设计方案：
2.5.1 设计概况
皖江县中医院的楼宇自控方案包括对空调系统、变配电系统、日常照明、给排水等设备进行统一管理和控制。为了保证整个系统的先进性、稳定性和可维护性，选用美国JOHNSON公司的METASYS楼字自控系统。
2.5.2 功能设计
为了体现高标准、多功能、优质量、低成本的要求，包括已楼宇和拟建楼宇的自控系统致力于实现建筑物内的各硬件系统设备管理自动化、智能化、节能化，同时为医院的病人和医务人员提供舒适、便利、高效率的环境。通过对建筑物的4个基本要素进行分析，即结构、系统、服务和管理，以及运行之间的内在联系，以最优化方法对楼宇的各种机电设备的运行及开关状态实行全时间的自动监测或控制，同时收集、记录、保存及管理有关系统的重要信息及数据，达到提高运行效率，节能，节省人力，安全延长设备寿命的目的。
2.5.2.1 系统设计要点
（1）中央控制室选址及室内设备布置
A．中央控制室应离变电所、电梯机房、水泵房等会产生强电磁干扰的场所1m以上。
B．室内控制台前应有1.5m的操作距离，控制台离墙布置时，台后应有大于1m的检修距离。
C．当控制台横向排列总长度超过7m时，应在两端各各留大于1m的通道；
D．中央控制室宜采用抗静电架空活动地板，高度不小于20m。
（2）建筑设备自动化系统的电源要求
A．中央控制室应由变配电所引出专用回路供电，中央控制室内设专用配电盘。负荷等级不低于所处建筑中最高负荷等级（一级）。
B．通常要求系统的供电电源的电压不大于±10%，频率变化不大于±1O%，波形失真率不大于2O%。
C．中央管理计算机应配置UPS不间断供电设备，其容量应包括建筑设备自动化系统内用电设备总和并考虑预计的扩展容量，供电时间不低于30min。
（3）现场控制器设置原则
A．现场控制器的设置应主要考虑系统管理方式、安装调试维护方便和经济性。一般按机电系统平面布置进行划分。
B．现场控制器要远离有输水管道，以免管道、阀门跑水，殃及控制盘。在潮湿、蒸汽场所，应采取防潮、防结露等措施。
C．现场控制器要离电机、大电流母线、电缆1.5m以上，以避免电磁干扰。在无法满足要求时，应采取可靠屏蔽和接地措施。
D．现场控制器位置选择宜相对集中，一般设在机房或弱电小间内，以达到末端元件距离较短为原则（一般不超过50m）。
E．现场控制器一般可选用壁挂式结构，在设备集中的机房控制模块较多时，可选落地柜式结构，柜前操作净距不小于1.5m。
2.5.2.2 系统主要功能
（1）通过对HYAC系统的自动控制，为在楼宇的医务人员及病员提供一个舒适的环境；
（2）通过与楼宇的安全防范系统、火灾报警系统联动，提高建筑物与内部人员整体安全水平和灾害防御能力；
（3）实现最佳的能源控制方案，节省能源消耗并实现能源管理自动化和减轻工作人员的劳动强度。
（4）及时为医院的设备管理人员提供设备运行状态、设备档案、运行历史、数据报表、纪录图表以便进行集中分析，作为设备科学管理决策的依据，实现设备维护工作的自动化和科学化。
2.5.3 系统设计
2.5.3.1 系统硬件结构
本系统结构为两级网四级结构，由两级计算机网络和四级控制设备组成楼宇自动化系统（BAS）。
系统结构图见图4。

NCU
NCU
PC
PC
传感器
执行元件
DDC
传感器
执行元件
DDC
传感器
执行元件
DDC
传感器
执行元件
DDC
设备5
设备6
设备7
设备8
PC
PC
传感器
执行元件
DDC
传感器
执行元件
DDC
传感器
执行元件
DDC
传感器
执行元件
DDC
设备1
设备2
设备3
设备4
自控中心
操作站

图4 楼宇自控系统图

一级网（N1）为ARCNET网，通信速度达2.5Mbit／s；也可采用目前广泛使用的以太网。二级网（N2）采用RS485工业控制总线，通信速度达9600bit／s。
第一级控制设备为操作站，连接在第一级网上，采用PC机（可编程控制器），对系统进行集中监视管理。系统管理人员利用操作站编写程序、制作数据库、记录摘要及进行其它操作。资料通过操作站下传到各现场控制器。而现场数据上传至操作站进行处理。
第二级控制设备为网络控制器（NCU），连接在第一级网与第二级网之间。NCU是一种模块化、智能化的控制器，是METASYS系统的神经中枢。它负责协调第三级控制设备之间的动作，实现一级网与二级网的通讯，储存各现场控制器的数据，并发出报警信息。
第三级控制设备为现场控制器（DDC），连接在第二级网上。本方案选用扩展式Dxg100现场控制器。DX9100对现场信号进行采集、运算、处理、控制、输出执行，并通过NCU同中央操作站进行通讯。当操作站发生故障时，DDC可以独立工作实现集散式控制功能。
第四级控制设备由分布在现场的各种传感器、执行元器件组成。传感器分别通过DI、AO（数字输入、输出）口将被控设备的开关信号、模拟信号传至DDC，DDC通过DO、AO口控制执行元器件实现对现场设备的控制。
JOHNSON公司的Metasys建筑物管理系统代表了楼宇管理与控制的最新潮流，体现了最新的质量、性能、可靠性方式的工业标准。Metasys被全世界数以千计的用户广泛采用，它将空调控制、能量控制、消防管理、出入控制、维修管理、照明控制等整个系统的监控完美地连接起来。该系统使用多层次分布式的系统结构，将操作端（Operator workstation-ows）、网络控制器（Network Control Units-Ncu）、专用控制器（Application Specific Controllers—ASC），以及末端的传感器／执行器紧密地连接起来，充分利用了先进的计算机技术、控制技术、系统理论，结合JOHNSON公司的HVAC控制专利，使设备管理人员的工作变得简单，使设备高效、安全运行，为楼宇提供舒适的工作环境。它是以集散理论为基础的成熟的楼宇自动化系统，具有结构灵活、适应性强、扩展方便、软件优化设备运行、操作简单等特点，METASYS系统软件功能存放在从操作站、网络控制器到现场控制器的每一个装置上，整个系统不存在任何一个“中央”设施。系统软件将系统硬件结合在一起，他们分享信息，当系统的其中的某一设备进行操作时，系统中其它设备立刻对其行动做出反映。它与系统的硬件设备组成了一个完整的BA系统。和其他系统相比，具有以下优点：
（1）动态数据存取
很多系统都只容许有限度的资料分享，Metasys系统却能容许在Nl总线上每个组件与组件间的自由通讯。这便是Metasys系统的一个独特之处——动态数据存取，加快了大量讯息之速度。
（2）动作趋势
Metasys workstation提供给管理人员有关能源管理以及设备诊断的数据分析曲线，如此详细的各点情况都有助于更好地理解相关控制功能的实现过程。楼宇的管理人员可根据这些曲线分析受控设备的保养状况及其是否在最佳的工作状态。
（3）动画介面
操作系统采用全新动画介面，可伴有音乐和旁白，更生动地描述现场情况，同时可将楼宇受控设备的实时图像通过集成系统传到操作站，从而更准确直接地指导操作员应采取的动作。
（4）采用颜色梯度的动态信号
Metasys系统利用图形技术提供完整的动态图形控制，包括显示、消失、闪烁旋转、动画以及彩色梯度。全部通过易于使用和理解的图标控制定义对话，任一标志的功能控制都能直接相关于另一点或由管理人员根据自己需要任意定义单独的设备。
六、工作计划
“十二五”期间节能改造工作计划表
改造项目
主要建设内容
实施时间
热水系统节能改造
用太阳能热水器替代“蒸汽锅炉+开水炉”供应热水。安装供可200人洗浴用的10吨太阳能中央热水系统一套，新购2台电加热压力蒸气消毒锅和10台电加热开水器
2011年
建筑节能改造
对康复楼、CT楼的墙体及外窗进行节能改造。改造墙体面积1000平方米，改造外窗面积250平方米。
2011年
空调系统节能改造
对住院部、康复楼、CT楼的空调系统进行升级改造，用高效节能集中控制VRV空调（变制冷剂流量空调）替换现有普通分体式空调。
2012年
照明系统节能改造
对全院照明系统进行节能改造，用更加高效率的荧光灯替换传统荧光灯，替换数量1320只。
2012年
智能控制系统建设
建设两级计算机网络和四级控制设备，引进楼字自控系统。
2013年
七、项目组织与管理
1、项目建设管理
1.1 成立项目实施管理机构
为合理有效地组织项目建设，在项目建设初期成立项目筹建小组，具体负责工程的各项运作与管理工作。
本工程的建设应严格遵守建设程序，实行项目法人负责制、招投标制、合同制及监理制，严把质量关，保证建设资金合理、高效的使用。工程完成后，严格执行验收标准。
本项目对资金使用和管理严格实行“专帐核算、专项专人管理、专款专用”制度。
1.2 工程设计
在设计工作开展的过程中，先由有资质的设计单位进行必要的现场调研、检测工作，为后期设计提供科学的依据。在施工设计阶段，进一步优化设计成果，对施工存在的问题及时提交设计变更通知，做好设计服务，保证设计质量。
1.3 招投标制度
1.3.1 招投标工作
项目建设全面推行了工程招投标制度，通过公开招标，执行“合理低价中标”的原则。招标前要对欲投标企业进行资格预审，剔除不合格单位。招标条款中不仅制定合理低价的条款，同时也必须要求参与投标的企业提供切实可行的进度网络计划、质量保证措施、主要工程方案，有力地保证工期的质量目标的实现，同时也可减低和控制项目成本。
在监理队伍的选择上也积极推行监理招投标工作，选好队伍、选好总监、选好监理技术人员，形成一支规范的、公正的建设管理队伍，推进项目的顺利实施。
1.3.2 招标内容
根据皖江县发改委《关于办理工程建设项目审批（核准）时核准招标内容的意见的通知》和《安徽省实施<中华人民共和国招标投标法>实施办法》，结合项目单位自身条件，本项目就招标内容等采用下表形式：
拟申请核准招标内容一览表

招标范围
标组织形式
招标方式
不采用招标方式
全部招标
部分招标
自行招标
委托招标
公开招标
邀请招标
设 计
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施 工
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监 理
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重要设备和材料
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1.4 施工阶段管理
施工阶段是项目实施时期的主要阶段，其工期长短和施工质量将直接影响工程质量与项目的投入使用。因此项目单位必须要求施工单位要根据施工图编制详细的施工组织和计划。项目单位应直接在招标文件和施工合同中明确项目工期、质量标准、工程验收形式与方法、违约责任，以及对优质工程的奖励办法等内容。
施工阶段管理要发挥好工程监理的作用，工程监理质量决定工程质量。工程监理的目的是使工程结果符合有关法规、技术标准、规范和工程合同要求，实现预期投资控制，获得合格产品。
工程监理的内容包括工程进度监理、工程质量监理、工程合同监理。
1.5 竣工验收
建设项目按设计文件规定的内容建完，并经检查、试运转合格后，应及时验收。这时，项目单位管理人员进