醫(yī)院建筑能耗評(píng)價(jià)指標(biāo)及影響因素研究
時(shí)間:2022-05-10 11:39:18
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摘要:結(jié)合當(dāng)前醫(yī)院的發(fā)展,提出了對(duì)上海市《市級(jí)醫(yī)療機(jī)構(gòu)建筑合理用能指南》DB31/T553-2012的修訂思路?;趯?duì)國(guó)內(nèi)外用能指南的調(diào)研和對(duì)2018年全市市級(jí)醫(yī)院用能數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析,得出單位建筑面積能耗仍是最合適的能耗評(píng)價(jià)指標(biāo),該評(píng)價(jià)指標(biāo)與床位數(shù)和門急診人次等業(yè)務(wù)規(guī)模密切相關(guān)。通過相關(guān)性分析,醫(yī)院類型不同,單位面積能耗影響因素有所區(qū)別。綜合醫(yī)院和中醫(yī)醫(yī)院主要受床位數(shù)影響,??漆t(yī)院主要受建筑面積和總醫(yī)療量(當(dāng)量床日)影響。實(shí)地調(diào)研表明手術(shù)量在綜合醫(yī)院和中醫(yī)醫(yī)院具備修正條件。
關(guān)鍵詞:用能指南;修訂思路;能耗評(píng)價(jià)指標(biāo);影響因素
醫(yī)院建筑能耗遠(yuǎn)高于其他公共建筑,通過制定能耗定額,開展能耗對(duì)標(biāo),能幫助醫(yī)院找出差距,發(fā)現(xiàn)用能存在的問題,指導(dǎo)合理用能。上海市2012年頒布實(shí)施的《市級(jí)醫(yī)療機(jī)構(gòu)建筑合理用能指南》DB31/T553-2012(以下簡(jiǎn)稱2012版指南)規(guī)定了不同類型醫(yī)院的能耗對(duì)標(biāo)值,為“十二五”、“十三五”市級(jí)醫(yī)院開展能效對(duì)標(biāo)、挖掘節(jié)能潛力提供了重要支撐。伴隨中國(guó)醫(yī)療衛(wèi)生體制改革的不斷深入,各級(jí)醫(yī)院的基本建設(shè)也進(jìn)入了前所未有的新高潮,大型儀器設(shè)備大量投入使用,診療能力大幅提升,人們的就醫(yī)環(huán)境和醫(yī)療條件有了顯著的改善。但醫(yī)院建筑能耗隨之大幅度地增長(zhǎng)。2018年30家市級(jí)醫(yī)院建筑能耗為27萬tce,較2008年增加了41.3%,同時(shí)在這10年間,建筑面積和門急診人次分別增加了51%和110%。本文根據(jù)近年來醫(yī)院能耗的動(dòng)態(tài)發(fā)展變化,結(jié)合現(xiàn)有能源消耗數(shù)據(jù)顆粒度,在《2012版指南》的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)分析建筑用能評(píng)價(jià)指標(biāo)和影響因素,對(duì)用能指南的修訂提出有關(guān)思路。
1醫(yī)療機(jī)構(gòu)能耗評(píng)價(jià)指標(biāo)研究
1.1國(guó)內(nèi)外能耗指標(biāo)調(diào)研。國(guó)內(nèi)外醫(yī)療機(jī)構(gòu)能耗評(píng)價(jià)指標(biāo)通常采用單位建筑面積能耗指標(biāo),如德國(guó)VDL3807標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)醫(yī)院床位數(shù)區(qū)間給出醫(yī)院供熱能耗和供電能耗指標(biāo)(單位:kWh/(m•a)),在國(guó)內(nèi),浙江、湖南、山東等省2按醫(yī)療機(jī)構(gòu)等級(jí)分類(一級(jí)、二級(jí)、三級(jí))給出能耗定額標(biāo)準(zhǔn),北京、濟(jì)等南市按綜合醫(yī)院和??漆t(yī)院分類給出建筑合理用能指標(biāo)等。1.2市級(jí)醫(yī)院?jiǎn)挝粯I(yè)務(wù)量能耗指標(biāo)研究。與其他建筑不同,醫(yī)院建筑能耗除受到建筑規(guī)模的影響,還與床位數(shù)和門急診人次等業(yè)務(wù)規(guī)模密切相關(guān)。為進(jìn)一步求證是否存在比單位建筑面積能耗更合適的指標(biāo),本文重點(diǎn)分析了單位床位能耗、單位門急診人次能耗、單位醫(yī)療量能耗及單位醫(yī)療業(yè)務(wù)量能耗密度(單位建筑面積能耗/年總醫(yī)療量)等單位業(yè)務(wù)量指標(biāo),數(shù)據(jù)樣本為2018年度全市30家市級(jí)醫(yī)院的建筑面積、門急診人次、床位數(shù)、年總醫(yī)療量(年門急診人次/3+年實(shí)際占用總床日數(shù),單位為當(dāng)量床日)、床日數(shù)、手術(shù)人次、病種難度系數(shù)(CMI)和年總能耗等進(jìn)行分析,結(jié)論如下:1)平均床位能耗為7.33tce/床,最大值(14.23)為最小值的2.09倍;2)平均門急診人次能耗為4.09kgce/人次,最大值(18)是最小值的0.24倍;3)平均單位醫(yī)療量能耗為707.92kgce/百當(dāng)量床日,最大值(2044.24)是最小值的(70.86)的倍;4)單位醫(yī)療業(yè)務(wù)量能耗密度為1.078kgce/m2•萬當(dāng)量床日,但最大值(10.021)是最小值的(0.289)倍??梢?,不同醫(yī)院的單位床位能耗、門急診人次能耗、百當(dāng)量床日能耗、單位醫(yī)療業(yè)務(wù)量能耗密度數(shù)值差異過大,橫向不具有可比性,難以用醫(yī)院建筑用能評(píng)價(jià)指標(biāo)。本文重點(diǎn)說明單位醫(yī)療業(yè)務(wù)量能耗密度比指標(biāo),該指標(biāo)綜合考慮了醫(yī)院建筑面積和醫(yī)療業(yè)務(wù)量?jī)蓚€(gè)因素,此因素能全面反映醫(yī)院的用能水平。前文提及的醫(yī)院之間的數(shù)據(jù)差異性,分析其原理不難發(fā)現(xiàn)其局限性。單位醫(yī)療業(yè)務(wù)量能耗密度計(jì)算公式可表示為:式中:—單位醫(yī)療業(yè)務(wù)量能耗密度,單位:kgce/(m2•萬當(dāng)量床日);E—總能耗,單位:kgce;S—建筑面積,單位:m2;P—綜合業(yè)務(wù)量,單位為當(dāng)量床日。案例分析:假設(shè)醫(yī)院A和醫(yī)院B總能耗(E)相等,醫(yī)院A的E為100m2,P為60當(dāng)量床日;醫(yī)院B的E為300m2,P為20當(dāng)量床日,則醫(yī)院A和醫(yī)院B的皆相等,即兩者單位醫(yī)療業(yè)務(wù)量能耗密度相當(dāng)。但顯然,醫(yī)院A利用較小的建筑面積診治了更多病人,醫(yī)療效率更高,社會(huì)效益更好,如采用該SHANGHAIENERGYCONSERVATION上海節(jié)能評(píng)價(jià)指標(biāo)則對(duì)醫(yī)院A有一定的不公平性。因此,單位醫(yī)療業(yè)務(wù)量能耗密度等更適合于醫(yī)院開展縱向的自我評(píng)價(jià)和比較,其他單位業(yè)務(wù)量能耗指標(biāo)亦是如此。1.3市級(jí)醫(yī)院?jiǎn)挝幻娣e能耗指標(biāo)研究。2018年度全市30家市級(jí)醫(yī)院?jiǎn)挝幻娣e能耗如圖1所示,呈正態(tài)分布。從圖2中的Q-Q圖可以看出,各數(shù)據(jù)點(diǎn)近似在同一條直線上。經(jīng)過Kol-mogorov-Smirnov檢驗(yàn),顯著性水平為0.2,大于0.05[1]。因此,可認(rèn)為樣本建筑的單位面積能耗服從正態(tài)分布。確定研究對(duì)象的概率分布函數(shù)后,可以采用目前使用較多的限額水平法、上下四分位法等對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析后,根據(jù)實(shí)際情況確定合適的用能指標(biāo)水平。1.4醫(yī)院的分類水平研究。醫(yī)院由于類型不同,科室設(shè)置及業(yè)務(wù)特點(diǎn)都存在差異,如果未對(duì)醫(yī)院進(jìn)行分類水平研究,則對(duì)實(shí)際醫(yī)院用能對(duì)標(biāo)缺乏指導(dǎo)性。《2012版指南》考慮到中醫(yī)醫(yī)院數(shù)量較少(4家),且科室設(shè)置與綜合醫(yī)院接近,因此把醫(yī)院機(jī)構(gòu)分為綜合醫(yī)院和??漆t(yī)院兩類。用能評(píng)價(jià)指標(biāo)分為建筑類主要指標(biāo)和業(yè)務(wù)類指標(biāo)輔助評(píng)價(jià)。建筑類指標(biāo)為單位建筑面積能耗(kgce/(m2•a)),業(yè)務(wù)類輔助指標(biāo)為單位床位建筑面積(m2/床)和單位建筑面積門急診人次(人次/m2),兩個(gè)輔助指標(biāo)相互作用形成四種分類(分別對(duì)應(yīng)四個(gè)象限)。其核心是單位面積所承擔(dān)的業(yè)務(wù)量越多,其允許能耗指標(biāo)相應(yīng)提高。兩者關(guān)系如圖3所示:圖3能耗密度與業(yè)務(wù)密度對(duì)應(yīng)關(guān)系根據(jù)《2012版指南》對(duì)2018年綜合醫(yī)院能耗數(shù)據(jù)分析,發(fā)現(xiàn)隨著醫(yī)院近年來業(yè)務(wù)發(fā)展,上述對(duì)應(yīng)關(guān)系發(fā)生了細(xì)微變化,集中體現(xiàn)在中醫(yī)醫(yī)院。中醫(yī)醫(yī)院業(yè)務(wù)密度最大,即單位床位建筑面積密度最高且單位建筑面積門急診人次最多,但能耗水平明顯低于綜合醫(yī)院(如圖4所示),因此中醫(yī)醫(yī)院不適合并入綜合醫(yī)院,能耗指標(biāo)應(yīng)單獨(dú)設(shè)置。此外,分析發(fā)現(xiàn)四象限中,部分象限目前樣本缺失或過少,因此影響因子的設(shè)置也需重新考慮。
2市級(jí)醫(yī)院能耗影響因素研究
2.1定額指標(biāo)主要影響因素分析。采用統(tǒng)計(jì)分析法分析不同類別醫(yī)院年綜合能耗與業(yè)務(wù)量的復(fù)相關(guān)系數(shù)R平方值后,得出結(jié)論見表1。由表1可見:1)綜合醫(yī)院建筑總能耗與總建筑面積、實(shí)有床位數(shù)、實(shí)際占用床日數(shù)由高到低具有較高的相關(guān)性;而建筑面積又與實(shí)有床位數(shù)高度相關(guān),為避免重復(fù),二者選其一,可選擇實(shí)有床位數(shù)作為主影響因子。2)中醫(yī)醫(yī)院建筑總能耗與總建筑面積、實(shí)有床位數(shù)、實(shí)際占用床日數(shù)、手術(shù)人次、病種難度CMI由高到低具有較高的相關(guān)性,而建筑面積又與實(shí)有床位數(shù)高度相關(guān),可選擇實(shí)有床位數(shù)作為主影響因子。3)專科醫(yī)院建筑總能耗與總建筑面積具有較高的相關(guān)性,與各業(yè)務(wù)量參數(shù)相關(guān)性均不高,其中由高到低與總醫(yī)療量、門急診人次、手術(shù)人次相關(guān)性略高,而總醫(yī)療量包含了門急診人次和手術(shù)人次,可選擇建筑面積、總業(yè)務(wù)量作為主影響因子。上述基于統(tǒng)計(jì)學(xué)的分析結(jié)論與醫(yī)院實(shí)際情況基本保持一致。1)綜合醫(yī)院和中醫(yī)醫(yī)院造成能耗差別的重點(diǎn)在于住院區(qū)的大小,住院區(qū)24小時(shí)運(yùn)行,能耗顯著高于門診等間歇運(yùn)行樓宇。而住院區(qū)的大小又和床位數(shù)密切相關(guān),床位數(shù)增加又引起手術(shù)室等能耗增加,因此床位數(shù)是重要影響因子。2)??漆t(yī)院不同于綜合專科醫(yī)院,不同診療病種業(yè)務(wù)類型差異較大。如口腔病防治院床位數(shù)和手術(shù)量都為0,因此影響因子不能單獨(dú)取門急診人次或?qū)嶋H占用總床日數(shù),手術(shù)量也難以作為統(tǒng)一的影響因子,而選擇綜合業(yè)務(wù)量(當(dāng)量床日)較合適。上述影響因素的作用可通過細(xì)化分類后以區(qū)別指標(biāo)值,如綜合醫(yī)院可根據(jù)實(shí)有床位數(shù)分為兩類,如表2所示。2.2其他影響因素。在樣本量有限的情況下,能耗影響因素的設(shè)置不應(yīng)完全依賴于統(tǒng)計(jì)學(xué)的結(jié)果,還需要結(jié)合機(jī)構(gòu)業(yè)務(wù)特點(diǎn)進(jìn)行深化,使其具有公平性、合理性和可操作性。通過和醫(yī)院相關(guān)部門溝通及實(shí)地調(diào)研,手術(shù)量也是影響能耗的重要因素,目前綜合醫(yī)院和中醫(yī)醫(yī)院兩種類別具備修正條件。綜合醫(yī)院?jiǎn)挝幻娣e能耗與年手術(shù)人次的相關(guān)系數(shù)僅為0.2481,因此不能按手術(shù)人次進(jìn)行線性修正,但年手術(shù)人次對(duì)能耗確實(shí)有一定的影響,根據(jù)分析結(jié)論,當(dāng)年手術(shù)人次≥中位值9萬時(shí)修正單位面積能耗,修正因子為0.909。中醫(yī)醫(yī)院?jiǎn)挝幻娣e能耗與年手術(shù)人次病種難度CMI之乘積具有高度相關(guān)性,相關(guān)系數(shù)為0.8186,相關(guān)性極高,同等級(jí)中醫(yī)醫(yī)院之間年手術(shù)人次和病種難度CMI是影響能耗的重要因素。根據(jù)數(shù)據(jù)回歸分析結(jié)論,當(dāng)年手術(shù)人次和病種難度系數(shù)CMI的乘積大于20000時(shí),能耗修正值。如A醫(yī)院129894m2,年手術(shù)量57753人次,單位面積能耗為74.30kgce/(m2•a),B醫(yī)院139130m2,手術(shù)量為23904,單耗58.87kgce/(m2•a)。如不進(jìn)行修正,則A醫(yī)院的能效較差。但事實(shí)上兩家醫(yī)院近幾年都開展了多項(xiàng)節(jié)能技改項(xiàng)目,能效有較大提升且基本相當(dāng)。根據(jù)修正方法,對(duì)A醫(yī)院手術(shù)量等進(jìn)行修正,修正后單位面積能耗調(diào)整為65.39kgce/(m2•a)。
3小結(jié)
1)醫(yī)院建筑能耗除受到建筑規(guī)模的影響,還與床位數(shù)和門急診人次等業(yè)務(wù)規(guī)模密切相關(guān),但單位建筑面積能耗仍然是最合適的能耗評(píng)價(jià)指標(biāo)。2)醫(yī)院由于類型不同,科室設(shè)置及業(yè)務(wù)特點(diǎn)都存在差異,為方便評(píng)價(jià)管理及考慮科學(xué)性、可操作性及公平性原則,醫(yī)院機(jī)構(gòu)用能水平分析可分為綜合醫(yī)院、中醫(yī)醫(yī)院和??漆t(yī)院三類對(duì)象。3)綜合醫(yī)院和中醫(yī)醫(yī)院可將床位數(shù)作為影響因子,專科醫(yī)院可將建筑面積、總醫(yī)療量(當(dāng)量床日)作為影響因子。4)由于全市市級(jí)醫(yī)院樣本量有限,無法開展大數(shù)據(jù)分析,未來可聯(lián)合長(zhǎng)三角區(qū)域醫(yī)院開展用能水平研究,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)對(duì)接,統(tǒng)一區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)。
參考文獻(xiàn)
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作者:何曉燕 單位:上海市建筑科學(xué)研究院有限公司
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