Sairaaloiden ja hoivakotien energianhallinta: toiminnan jatkuvuus, viihtyvyys ja energiankulutuksen vähentäminen

Sairaalat ja hoiva-asumisen yksiköt kuuluvat palvelusektorin energiaintensiivisimpiin rakennuksiin: ne toimivat ympäri vuorokauden vuoden jokaisena päivänä, niiden järjestelmiä ei voida sammuttaa, ja niiden viihtyvyys- ja hygieniavaatimukset ovat tiukemmat kuin millään muulla sektorilla.

Siksi energiatehokkuutta toteutetaan näissä ympäristöissä eri tavalla. Tavoitteena ei ole kuluttaa vähemmän hyväksymällä tiettyjä haittoja, vaan poistaa tarpeeton kulutus ja pitää kaikki muu ennallaan.

Lyhyesti:

• Ympärivuorokautinen toiminta kasvattaa peruskulutusta: säästöpotentiaali piilee juuri siinä.
• Toiminnan jatkuvuus ja kliininen viihtyvyys ovat ehdottomia vaatimuksia, eivät energiansäästön muuttujia.
• ENEA:n mukaan valaistus vastaa noin 30 prosentista sairaaloiden energiankulutusta, ja lämpimän käyttöveden kulutus on noin kolminkertainen asuinrakennuksiin verrattuna.
• Hoivakodeissa on samat ongelmat kuin sairaaloissa pienemmässä mittakaavassa, mutta niiden ratkaisemiseen tarvittava tekninen organisaatio puuttuu.

Missä terveydenhuollon rakennus kuluttaa energiaa

Kulutusprofiili eroaa muista palvelusektorin rakennuksista kolmesta syystä: toiminta ei koskaan pysähdy, kriittisten alueiden ilmanvaihto toimii suurilla ilmavirroilla ja lämmin käyttövesi palvelee potilashuoneita, keittiöitä ja pesuloita.
ENEA:n sairaaloille ja julkishallinnolle laatimissa hyvien käytäntöjen ohjeissa esitetään seuraavia suuntaa-antavia lukuja: valaistus vastaa noin 30 prosentista sairaalan energiankulutusta, ja lämpimän veden kulutus on noin kolminkertainen asuinrakennukseen verrattuna.
ENEA:n mukaan älykkäät ohjausjärjestelmät voivat vähentää lämmitysenergian kulutusta 7–20 prosenttia ja jäähdytysenergian kulutusta 2–4 prosenttia.
Lisäksi sähköä kuluttavat lääkinnälliset laitteet myös valmiustilassa sekä varavoimajärjestelmät, kuten generaattorit ja UPS-laitteet, joiden on oltava aina käyttövalmiina.

Kaksi ehdotonta vaatimusta: toiminnan jatkuvuus ja kliininen viihtyvyys

Sairaalassa riski ei ole kielteinen arvostelu, vaan terveydenhuoltopalvelun keskeytyminen. Kaikki talotekniikkaan kohdistuvat toimenpiteet on suunniteltava kahden ehdottoman vaatimuksen mukaisesti.
Toiminnan jatkuvuus. Leikkaussalit, teho-osastot, laboratoriot sekä lääkkeiden ja näytteiden säilytys eivät siedä keskeytyksiä. Jokaisessa ohjausratkaisussa on oltava tarvittavat turvamarginaalit, ja ratkaisuista on sovittava sairaalan johdon sekä osastojen teknisten tiimien kanssa.
Kliininen viihtyvyys. Kriittisten alueiden lämpötilan, kosteuden, ilmanvaihtuvuuden ja paine-erojen on täytettävä tarkat tekniset sekä hygienia- ja terveysvaatimukset. Näistä parametreista ei voida tinkiä energiansäästön vuoksi. Sen sijaan niitä on mitattava jatkuvasti, jotta voidaan osoittaa, etteivät muualla saavutetut säästöt ole vaikuttaneet niihin.
Hoivakodeissa vaatimus on erilainen mutta yhtä tärkeä: asukkaat ovat haavoittuvia ja herkkiä lämpötilan vaihteluille, ja tarvittavat lämpötilat ovat korkeampia ja tasaisempia kuin toimistoissa.

Neljä toistuvaa energiahukan lähdettä

• Ilmanvaihto toimii täydellä teholla käyttämättömissä tiloissa. Leikkaussalit, poliklinikat ja diagnostiikkatilat aikataulutettujen käyttöaikojen ulkopuolella: jos sisäiset protokollat ja tekniset standardit sallivat sen, tehon alentaminen käyttämättömiksi ajoiksi on yksi merkittävimmistä säästömahdollisuuksista.
• Lämpimän veden kierrätys ja tuotanto ilman tehon säätöä. Ne ovat hygienian kannalta välttämättömiä, mutta niitä käytetään usein samoilla asetuksilla myös vähäisen käytön aikana.
• Kulkualueiden jatkuva valaistus. Käytävät, portaat, pysäköintialueet ja tekniset tilat ovat valaistuina ympäri vuorokauden. LED-valaistus ja anturit ovat yksinkertaisin ratkaisu kulutuserään, jonka osuus on lähes kolmannes kokonaiskulutuksesta.
• Paikallinen säätö on poistettu käytöstä tai ohitettu. Jumiutuneet venttiilit, peitetyt puhallinkonvektorit ja avoimet ikkunat järjestelmän ollessa päällä johtuvat lähes aina ratkaisemattomista viihtyvyysongelmista. Ne havaitaan vain vertaamalla kulutustietoja mitattuihin lämpötiloihin.

Mitä mitata

Työkalut ovat samat kuin älymittareita ja IoT-antureita käsittelevässä oppaassa, mutta yhdellä lisävarotoimella: asennukset kriittisillä alueilla on aikataulutettava yhdessä osastojen kanssa, ja langattomat anturit vähentävät asennustöistä aiheutuvia häiriöitä huomattavasti.

Toimenpiteet, joilla saavutetaan tuloksia nopeimmin

• Käyttämättömyysajan alennetut käyttöprofiilit, silloin kun se on sallittua, ei-kriittisten alueiden ilmanvaihdossa ja ilmastoinnissa: poliklinikat, hallintotoimistot, kokoushuoneet ja aikataulutetut diagnostiikka-alueet.
• LED-valaistus ja anturit kulkualueilla ja teknisissä tiloissa.
• Lämpö- ja jäähdytyskeskusten säätö ulkosään mukaan sen sijaan, että käytettäisiin kiinteitä, päivittämättömiä säätökäyriä.
• Tietoon perustuva kunnossapito. Rakennuksessa, joka ei koskaan pysähdy, ennakoiva kunnossapito tuottaa kaksinkertaisen hyödyn: se havaitsee heikkenemisen ennen vikaa ja välttää kiireelliset korjaukset kriittisissä järjestelmissä.
• Lämmöntalteenotto ilmanvaihtokoneissa, joissa suuret ilmavirrat mahdollistavat nopeamman takaisinmaksun kuin monissa muissa kohteissa.

Toimenpiteiden priorisoinnissa noudatetaan edelleen rakennusten energiatehokkuutta käsittelevässä oppaassa kuvattua menetelmää: ensin korjataan käytönhallinta, sitten talotekniset järjestelmät ja lopuksi rakennuksen vaippa.

Hoivakodit: samat ongelmat, erilainen rakenne

Hoivakodissa yhdistyvät pienen sairaalan ja majoituslaitoksen kulutusprofiilit: ympärivuorokautinen hoiva, suuri lämpimän käyttöveden tarve, oma keittiö ja pesula sekä korkea ja tasainen lämpöviihtyvyys.
Ero liittyy organisaatioon. Hoivakodissa on harvoin omaa teknistä osastoa, lähes koskaan BMS-järjestelmää, ja kunnossapito on usein ulkoisten palveluntarjoajien vastuulla, jolloin työt tehdään tarpeen mukaan. Tämän seurauksena ongelmat havaitaan vasta, kun ne aiheuttavat palveluhäiriöitä.
Tällaisessa ympäristössä langattomiin antureihin yhdistetty pilvipalvelu voi muuttaa toimintaa eniten: automaattiset hälytykset, etäohjaus ja historiatiedot auttavat havaitsemaan järjestelmien heikkenemisen. Kunnossapitotoimet ovat samoja kuin sairaaloita ja hoivakoteja käsittelevissä sisällöissä, mutta niitä ohjaavat kalenterin sijaan tiedot.

Työkalut

UTwinin energianhallintaohjelmisto on suunniteltu näihin ympäristöihin: älymittarit ja IoT-anturit mittaavat sähköä, vettä, kaasua, lämpötilaa, kosteutta ja CO2-pitoisuutta. Tiedot kerätään pilveen ja sijoitetaan rakennuksen pohjapiirrokseen tai malliin. Hälytys käynnistyy, kun parametri ylittää kyseiselle alueelle asetetut rajat. Menetelmän kokonaiskuva mittauksesta todentamiseen löytyy energianhallinnan oppaasta.
Integroitu tekoäly ohjaa järjestelmiä etänä ulkosään ja tilojen käyttöasteen perusteella rakennuksen toimintaprotokollien sallimissa rajoissa. Kunnossapito-ohjelmisto (CMMS) on integroitu natiivisti, joten poikkeamasta syntyy osoitettu ja seurattava huoltotoimenpide. Historiatiedot ovat hyödyllisiä myös auditoinneissa.
Jos rakennuksessa on BMS-järjestelmä, alusta integroituu siihen ja tehostaa sen automaatiota. Jos järjestelmää ei ole, kuten useimmissa hoivakodeissa, alusta toimii kevyenä BMS-ratkaisuna, jonka CAPEX-investointikustannukset ovat jopa 70 prosenttia perinteistä järjestelmää pienemmät.

Usein kysytyt kysymykset

• Voidaanko sairaalassa säästää energiaa vaikuttamatta kriittisiin osastoihin?

  Kyllä, ja siitä on oikea aloittaa. Toimistot, poliklinikat, aikataulutetut diagnostiikka-alueet, käytävät, pysäköintialueet ja tekniset tilat muodostavat merkittävän osan kulutuksesta, eikä niihin kohdistu samoja rajoituksia kuin leikkaussaleihin tai teho-osastoihin.

• Mikä kulutuserä on suurin terveydenhuollon rakennuksessa?

  Lämmitys, ilmanvaihto ja ilmastointi, seuraavaksi valaistus, jonka osuus on ENEA:n mukaan noin 30 prosenttia sairaalan kokonaiskulutuksesta, sekä lämmin käyttövesi, jonka kulutus on noin kolminkertainen asuinrakennuksiin verrattuna.

• Miten seuranta voidaan sovittaa yhteen potilaiden yksityisyyden suojan kanssa?

  Energiankäytön seurantaan tarkoitetut anturit mittaavat fyysisiä ja ympäristöön liittyviä suureita (kulutus, lämpötila, kosteus, CO2 ja aluekohtainen koottu läsnäolotieto) eivätkä tunnista henkilöitä. Potilastiloja hallitaan alueittain koottujen tietojen avulla ilman kameroita.

• Tarvitsevatko hoivakodit erilaisen järjestelmän kuin sairaalat?

  Tekniset tarpeet ovat samankaltaisia, mutta mittakaava ja organisaatio eroavat. Hoivakodissa pilvipohjainen ratkaisu, jossa on langattomat anturit, automaattiset hälytykset ja etähallinta, on yleensä tarkoituksenmukainen, koska omaa teknistä henkilöstöä on harvoin.

Mistä kannattaa aloittaa

Terveydenhuollon rakennuksessa ensimmäinen hyödyllinen mittari on järjestelmien käyttötuntien vertaaminen niiden palvelemien tilojen todellisiin käyttöaikoihin. Ero on lähes aina suuri, koskee ei-kriittisiä alueita ja voidaan korjata vaikuttamatta kliinisesti merkittäviin toimintoihin.