醫(yī)院建筑病房科室能耗影響因素分析

譚子豪 劉澤華 王鳳予 黃玲玲

南華大學(xué)土木工程學(xué)院

0 引言

隨著我國城鎮(zhèn)化建設(shè)進(jìn)入新階段，為改善民生所需要的醫(yī)院建筑成為今后城鎮(zhèn)化建設(shè)的重點(diǎn)之一[1]。由于醫(yī)院的特殊性，其能耗強(qiáng)度較大，相關(guān)數(shù)據(jù)指出：醫(yī)院建筑能耗達(dá)到了一般公共建筑能耗的1.6～2.0倍[2]。抗擊新型冠狀病毒戰(zhàn)役后，為了更好的改善室內(nèi)環(huán)境，眾醫(yī)院必然會(huì)加大投入，醫(yī)院能耗將不斷增長。

在目前的研究的醫(yī)院建筑能耗影響因素研究中主要以多個(gè)醫(yī)院組成的樣本的研究為主，個(gè)體醫(yī)院內(nèi)部部門的影響因素研究較少。本文通過對(duì)湖南省某大中型綜合醫(yī)院能耗占比最大的病房樓的科室能耗進(jìn)行相關(guān)因素研究，使用湖南省地方標(biāo)準(zhǔn)對(duì)該醫(yī)院能耗水平進(jìn)行分析，根據(jù)影響因素分析結(jié)果對(duì)目前能耗指標(biāo)的適應(yīng)性進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1 醫(yī)院概況描述

本文選擇夏熱冬冷湖南地區(qū)的三甲綜合醫(yī)院為研究對(duì)象，通過訪問醫(yī)院用能管理和醫(yī)務(wù)部門收集了大量該醫(yī)院能耗相關(guān)數(shù)據(jù)，包括2017、2018 年各部門、各科室的能耗數(shù)據(jù)，以及建筑面積、門急診人數(shù)、床位數(shù)、手術(shù)次數(shù)等建筑基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和能耗影響因素?cái)?shù)據(jù)。該醫(yī)院是一所集醫(yī)療、教學(xué)、科研、預(yù)防為一體的大型現(xiàn)代化省級(jí)三甲綜合醫(yī)院，現(xiàn)有建筑面積19.14 萬m2，中央空調(diào)覆蓋面積13.50 萬m2，醫(yī)院現(xiàn)有病床約2500余張，設(shè)有60 多個(gè)專業(yè)，員工1 600 多人。該醫(yī)院2017-2018 年醫(yī)療業(yè)務(wù)信息如表1 所示。

表1 2017-2018 年湖南省某醫(yī)院醫(yī)療業(yè)務(wù)信息統(tǒng)計(jì)

2 住院部科室能耗影響因素分析

醫(yī)院住院部是對(duì)各個(gè)病區(qū)進(jìn)行管理，為醫(yī)護(hù)和科研人員提供便利的診療活動(dòng)和科研工作條件，為病人提供有利于治療、恢復(fù)健康、休息環(huán)境的部門，而在住院部建筑全生命周期運(yùn)營過程中能源消耗量較大，對(duì)住院部能耗進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，可以發(fā)現(xiàn)該醫(yī)院住院部樓宇能耗占整個(gè)醫(yī)院能耗的很大比重，達(dá)到了74.9%，住院部科室的能耗相關(guān)性研究對(duì)醫(yī)院的能耗指標(biāo)的評(píng)價(jià)具有意義。

2.1 研究方法

1）皮爾遜（Pearson）相關(guān)分析法

皮爾森相關(guān)系數(shù)是一種線性相關(guān)系數(shù)。用來反映兩個(gè)變量線性相關(guān)程度的統(tǒng)計(jì)量。相關(guān)系數(shù)用r 表示，相關(guān)系數(shù)r 描述的是兩個(gè)變量間線性相關(guān)強(qiáng)弱的程度。r 的取值在-1 與+1 之間，若r＞0，表明兩個(gè)變量是正相關(guān)，即一個(gè)變量的值越大，另一個(gè)變量的值也會(huì)越大。若r＜0，表明兩個(gè)變量是負(fù)相關(guān)，即一個(gè)變量的值越大另一個(gè)變量的值反而會(huì)越小。若r=0，表明兩個(gè)變量間不是線性相關(guān)，但有可能是其他方式的相關(guān)。

2）偏相關(guān)分析

偏相關(guān)分析也稱凈相關(guān)分析，它是在控制其他變量的線性影響的條件下分析兩變量間的線性相關(guān)性。

2.2 數(shù)據(jù)來源

收集了湖南省某大中型綜合醫(yī)院25 個(gè)病房科室2017～2018 年能耗，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和醫(yī)療活動(dòng)數(shù)據(jù)。其中內(nèi)科樓科室12 個(gè)，建筑面積1105～5076 m2，病床數(shù)48～213 張，總年床日數(shù)1834～66748。外科樓科室13個(gè)，建筑面積1079～3668 m2，病床數(shù)26～114 張，總年床日數(shù)7546～39106。

2.3 研究結(jié)果

筆者借助SPSS 統(tǒng)計(jì)分析軟件使用偏相關(guān)分析法和Pearson 相關(guān)分析法對(duì)醫(yī)院病房科室的建筑面積，門急診量，床位數(shù)，住院人數(shù)，出院者平均住院日，病床使用率，病床周轉(zhuǎn)次數(shù)，住院手術(shù)次數(shù)以及年實(shí)際占用床日數(shù)9 種影響因子與科室年能耗進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。影響因素與科室能耗的Pearson 相關(guān)系數(shù)如表2 所示。

表2 影響因素與科室能耗的Pearson 相關(guān)系數(shù)

如表2 所示，可以看出所有科室建筑面積、床位數(shù)、年實(shí)際占用床位數(shù)與科室能耗的Pearson 相關(guān)系數(shù)均大于0.7，說明病房科室的能耗與這3 個(gè)影響因子具有較好的相關(guān)性，在一定程度上證實(shí)了建筑面積、床位數(shù)作為能耗指標(biāo)的意義。Pearson 相關(guān)系數(shù)排列為年實(shí)際占用床日數(shù)＞床位數(shù)＞建筑面積，可見年實(shí)際占用床日數(shù)相關(guān)性最大，作為能耗指標(biāo)將具有更大指導(dǎo)意義。此外，門急診量與能耗的相關(guān)性較小，可能由于某些病房科室病床使用率高，病床飽和或基本飽和，門急診量的變動(dòng)很難影響到這些科室的住院人數(shù)，可見使用門急診量很難準(zhǔn)確的作為能耗指標(biāo)對(duì)病床飽和醫(yī)院進(jìn)行能耗評(píng)價(jià)。病床周轉(zhuǎn)次數(shù)相關(guān)性較好，并呈現(xiàn)出負(fù)相關(guān)。

在科室分類統(tǒng)計(jì)中，外科樓科室能耗與建筑面積，床位數(shù)，年實(shí)際占用床位數(shù)與科室能耗的Pearson 相關(guān)系數(shù)均大于0.8，Pearson 相關(guān)系數(shù)排列為年建筑面積＞床位數(shù)＞實(shí)際占用床日數(shù)，可見建筑面積相關(guān)性最大，對(duì)于以急性病為主的外科科室，病床數(shù)與床日數(shù)情況對(duì)科室能耗的影響較小。

在科室分類統(tǒng)計(jì)中，外科樓科室能耗與建筑面積，床位數(shù)，年實(shí)際占用床位數(shù)與科室能耗的Pearson 相關(guān)系數(shù)均大于0.8，Pearson 相關(guān)系數(shù)排列為年實(shí)際占用床日數(shù)＞建筑面積＞床位數(shù)，可見實(shí)際占用床日數(shù)相關(guān)性最大。

表3 為變量與醫(yī)院病房科室年總能耗的偏相關(guān)分析結(jié)果，可以看出，建筑面積、實(shí)際占用床日數(shù)相關(guān)性較顯著，結(jié)果和pearson 相關(guān)分析的結(jié)果一致，更加驗(yàn)證了這2 個(gè)變量作為能耗指標(biāo)的意義，而床位數(shù)的偏相關(guān)分析相關(guān)性不顯著。

表3 影響因素與科室能耗的偏相關(guān)分析

3 醫(yī)院能耗水平評(píng)價(jià)

3.1 湖南省醫(yī)院能耗指標(biāo)

湖南省地方標(biāo)準(zhǔn)DB43/T 612-2015《醫(yī)療機(jī)構(gòu)能耗限額及計(jì)算方法》[3]給出了醫(yī)療機(jī)構(gòu)計(jì)算方法并提出使用面積、病床、門急診人數(shù)3 個(gè)影響因素計(jì)算的能耗指標(biāo)作為衡量醫(yī)院限額的方法，但沒有對(duì)這三種能耗限額方法進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。

3.2 湖南省某醫(yī)院能耗水平

筆者對(duì)該醫(yī)院2018 年用電量、綜合能耗進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，計(jì)算了單位面積綜合能耗、單位面積電耗、患者人均綜合能耗、患者人均電耗、床均綜合能耗以及床均電耗，以湖南省地方標(biāo)準(zhǔn)《醫(yī)療機(jī)構(gòu)能耗限額及計(jì)算方法》[3]為據(jù)，分析該醫(yī)院能源消耗現(xiàn)狀，該醫(yī)院屬于三甲醫(yī)院，建筑面積超過12 萬m2，年度就診人數(shù)超過60 萬人次，床位數(shù)超過700 床，選擇對(duì)應(yīng)限額值。

通過醫(yī)院能耗限額表（表4[3]）可以發(fā)現(xiàn)：醫(yī)院床均電耗為5 878.51 kWh/床，超過了能耗限額達(dá)標(biāo)值。單位面積綜合能耗、床均綜合能耗、單位面積電耗分別為25.70 kgce/m2、1 904.21 kgce/ 床、79.34 kWh/m2，均超過了限額先進(jìn)值而低于限額達(dá)標(biāo)值?；颊呷司C合能耗、患者人均電耗均低于限額先進(jìn)值。3 種能耗評(píng)價(jià)方法分別表現(xiàn)出了3 個(gè)不同的能耗水平。

表4 2018 年醫(yī)院能耗

聯(lián)系醫(yī)院運(yùn)營實(shí)際，該醫(yī)院很多科室病床基本上處于飽和狀態(tài)，醫(yī)院就診人數(shù)較多，床位供不應(yīng)求，這些就診的患者在醫(yī)院僅有短暫停留，所以門急診人數(shù)作為這種病床飽和或近飽和醫(yī)院的能耗評(píng)價(jià)指標(biāo)不合適。

該醫(yī)院住院部能耗占醫(yī)院總能耗的絕大部分，本文對(duì)病房科室的相關(guān)性分析結(jié)果可以反映整個(gè)醫(yī)院能耗的相關(guān)性。分析結(jié)果顯示年總床日數(shù)與能耗的相關(guān)性優(yōu)于病床的相關(guān)性，建議使用占用床日數(shù)指標(biāo)取代床位數(shù)指標(biāo)。

相關(guān)性分析結(jié)果顯示建筑面積與能耗的相關(guān)性較好，肯定了單位面積能耗指標(biāo)的指導(dǎo)意義。該醫(yī)院單位面積綜合能耗和單位面積電耗均位于先進(jìn)值與限額達(dá)標(biāo)值之間，能耗水平處于中等偏上。

4 結(jié)論

1）對(duì)湖南省某綜合醫(yī)院病房樓25 個(gè)科室的能耗進(jìn)行了影響因素（建筑面積、床位數(shù)、住院人數(shù)等9 種影響因素）分析，相關(guān)性結(jié)果發(fā)現(xiàn)建筑面積、床位數(shù)、年床日數(shù)相關(guān)性較大。偏相關(guān)結(jié)果發(fā)現(xiàn)建筑面積、年床日數(shù)相關(guān)性較顯著，床位數(shù)表現(xiàn)不顯著。

2）按照湖南省地方標(biāo)準(zhǔn)對(duì)該醫(yī)院能耗水平（以2018 年為基準(zhǔn)年）進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)合影響因素分析結(jié)果和醫(yī)院實(shí)際情況對(duì)標(biāo)準(zhǔn)提出的3 個(gè)指標(biāo)（單位患者能耗、單位面積能耗、床均能耗）進(jìn)行闡述，主要結(jié)論為：門急診量作為病床近飽和的醫(yī)院的能耗指標(biāo)不合適；年床日數(shù)指標(biāo)比床位數(shù)量指標(biāo)更合適。

3）相關(guān)性結(jié)果給醫(yī)院能源管理指明了方向。相關(guān)性結(jié)果指出能耗與病床周轉(zhuǎn)次數(shù)呈現(xiàn)出負(fù)相關(guān)關(guān)系，建議醫(yī)院提高管理水平，提高病床周轉(zhuǎn)次數(shù)。