Energiemanagement van ziekenhuizen en zorginstellingen: operationele continuïteit, comfort en lager energieverbruik

Ziekenhuizen en residentiële zorginstellingen behoren tot de meest energie-intensieve gebouwen in de dienstensector: ze zijn elke dag van het jaar 24 uur per dag in bedrijf, met installaties die niet kunnen worden uitgeschakeld en met strengere comfort- en hygiëne-eisen dan in welke andere sector ook.

Daarom werkt energie-efficiëntie in deze omgevingen ook anders. Het gaat er niet om minder te verbruiken door enig ongemak te accepteren, maar om verbruik dat nergens voor nodig is te elimineren en al het overige ongemoeid te laten.

Kort samengevat:

• Door de continue werking stijgt het basisverbruik: daar ligt het besparingspotentieel.
• Operationele continuïteit en klinisch comfort zijn randvoorwaarden, geen variabelen waarop kan worden bezuinigd.
• Volgens ENEA is verlichting goed voor ongeveer 30% van het energieverbruik van ziekenhuizen en is het verbruik van warm tapwater ongeveer drie keer zo hoog als in woningen.
• Verpleeghuizen hebben op kleinere schaal dezelfde problemen als ziekenhuizen, maar missen de technische organisatie om deze te beheren.

Waar een zorginstelling energie verbruikt

Het verbruiksprofiel verschilt om drie redenen van dat van andere gebouwen in de dienstensector: de activiteiten stoppen nooit, de ventilatie van kritieke zones werkt met hoge luchtdebieten en warm tapwater is nodig voor patiëntenkamers, keukens en wasserijen.
Enkele indicatieve cijfers uit de richtlijnen van ENEA voor ziekenhuizen en overheidsdiensten: verlichting is goed voor ongeveer 30% van het energieverbruik van een ziekenhuis en het warmwaterverbruik is ongeveer drie keer zo hoog als in een woongebouw.
Volgens ENEA kunnen intelligente regelsystemen het verwarmingsverbruik met 7 tot 20% en het koelverbruik met 2 tot 4% verminderen.
Daar komen medische apparatuur, die ook in stand-by energie verbruikt, en noodstroomsystemen (generatoren en UPS-systemen) bij, die altijd gereed moeten zijn.

De dubbele randvoorwaarde: continuïteit en klinisch comfort

In een ziekenhuis is het risico niet een negatieve beoordeling, maar de onderbreking van een zorgdienst. Elke ingreep aan de installaties moet rekening houden met twee niet-onderhandelbare voorwaarden.
Continuïteit. Operatiekamers, intensivecareafdelingen, laboratoria en de opslag van medicijnen en monsters kunnen geen onderbrekingen verdragen. Elke regelstrategie moet de noodzakelijke veiligheidsmarges bevatten en worden afgestemd met de ziekenhuisleiding en de technische teams van de betrokken afdelingen.
Klinisch comfort. Temperatuur, luchtvochtigheid, luchtverversing en drukverschillen in kritieke zones moeten voldoen aan nauwkeurige technische, hygiënische en gezondheidsvoorschriften. Op deze parameters mag niet worden ingeleverd om energie te besparen. Ze moeten juist continu worden gemeten om aan te tonen dat besparingen elders geen invloed op deze parameters hebben gehad.
In verpleeghuizen is de randvoorwaarde anders, maar niet minder belangrijk: bewoners zijn kwetsbaar en gevoelig voor temperatuurschommelingen, en de vereiste temperaturen zijn hoger en stabieler dan in een kantoor.

De vier terugkerende vormen van verspilling

• Ventilatie op volle capaciteit in ongebruikte ruimtes. Operatiekamers, poliklinieken en diagnostische ruimtes buiten de geplande openingstijden: waar interne protocollen en technische normen dit toestaan, is een lagere bedrijfsstand tijdens perioden zonder gebruik een van de belangrijkste besparingsmogelijkheden.
• Recirculatie en productie van warm water zonder vermogensregeling. Deze zijn nodig om aan hygiëne-eisen te voldoen, maar worden vaak met constante instellingen beheerd, zelfs tijdens perioden van minimaal gebruik.
• Continue verlichting in verkeersruimtes. Gangen, trappenhuizen, parkeerterreinen en technische zones zijn 24 uur per dag verlicht. Ledverlichting en sensoren zijn de eenvoudigste ingreep voor een verbruikspost die bijna een derde van het totale verbruik vertegenwoordigt.
• Lokale regeling uitgeschakeld of omzeild. Vastzittende kleppen, afgedekte fancoilunits en open ramen terwijl de installatie aanstaat: dit gedrag komt bijna altijd voort uit comfortproblemen die nooit zijn opgelost en wordt pas zichtbaar wanneer verbruiksgegevens worden vergeleken met gemeten temperaturen.

Wat moet worden gemeten

De hulpmiddelen zijn dezelfde als die in de gids over slimme meters en IoT-sensoren, met één extra aandachtspunt: installaties in kritieke zones moeten met de afdelingen worden ingepland, en draadloze sensoren beperken de hinder van installatiewerkzaamheden aanzienlijk.

Maatregelen die het snelst resultaat opleveren

• Verlaagde bedrijfsprofielen tijdens perioden zonder gebruik, waar toegestaan, voor ventilatie en airconditioning in niet-kritieke zones: poliklinieken, administratieve kantoren, vergaderruimtes en geplande diagnostische zones.
• Ledverlichting met sensoren in verkeersruimtes en technische lokalen.
• Regeling van verwarmings- en koelcentrales op basis van de buitentemperatuur en weersomstandigheden, in plaats van vaste regelcurves die nooit worden bijgewerkt.
• Datagestuurd onderhoud. In een instelling die nooit stilstaat, levert voorspellend onderhoud dubbel voordeel op: het detecteert achteruitgang voordat een storing optreedt en voorkomt spoedinterventies aan kritieke installaties.
• Warmteterugwinning op luchtbehandelingsunits, waar hoge luchtdebieten zorgen voor een snellere terugverdientijd dan elders.

Voor het prioriteren van maatregelen blijft de methode uit de gids over energie-efficiëntie van gebouwen van toepassing: eerst het beheer verbeteren, daarna de installaties aanpakken en tot slot de gebouwschil.

Verpleeghuizen: dezelfde problemen, een andere structuur

Een verpleeghuis combineert het verbruiksprofiel van een klein ziekenhuis met dat van een accommodatievoorziening: continue zorg, een aanzienlijke vraag naar warm tapwater, een eigen keuken en wasserij en een hoog, constant thermisch comfort.
Het verschil zit in de organisatie. Een verpleeghuis heeft zelden een eigen technische dienst, bijna nooit een BMS en besteedt het onderhoud vaak uit aan externe leveranciers die op afroep langskomen. Daardoor worden problemen vaak pas ontdekt wanneer ze tot verstoringen leiden.
In deze omgeving maakt een cloudplatform met draadloze sensoren het grootste verschil: automatische waarschuwingen, bediening op afstand en historische gegevens waarmee kan worden vastgesteld of een installatie achteruitgaat. De onderhoudswerkzaamheden blijven zoals beschreven in de inhoud over ziekenhuizen en verpleeghuizen, maar worden gestuurd door gegevens in plaats van door een kalender.

De hulpmiddelen

De energiemanagementsoftware van UTwin is ontworpen voor deze omgevingen: slimme meters en IoT-sensoren voor elektriciteit, water, gas, temperatuur, luchtvochtigheid en CO2. De gegevens worden in de cloud verzameld en weergegeven op de plattegrond of het model van de instelling. Er worden waarschuwingen verstuurd wanneer een parameter de voor die zone ingestelde grenzen overschrijdt. De algemene aanpak, van meting tot verificatie, staat in de gids voor energiemanagement.
De geïntegreerde AI regelt installaties op afstand op basis van het weer buiten en de bezetting van ruimtes, binnen de grenzen van de protocollen van de instelling. De onderhoudssoftware (CMMS) is standaard geïntegreerd, zodat een afwijking wordt omgezet in een toegewezen en traceerbare onderhoudsopdracht. De historie is ook nuttig tijdens audits.
Waar een BMS aanwezig is, integreert het platform daarmee en breidt het de automatisering uit. Waar geen BMS aanwezig is, zoals bij de meeste verpleeghuizen, werkt het als een light-BMS, met CAPEX-kosten die tot 70% lager liggen dan bij een traditioneel systeem.

Veelgestelde vragen

• Kan een ziekenhuis energie besparen zonder kritieke afdelingen te beïnvloeden?

  Ja, en dat is het juiste uitgangspunt. Kantoren, poliklinieken, geplande diagnostische zones, gangen, parkeerterreinen en technische ruimtes vertegenwoordigen een aanzienlijk deel van het verbruik en hebben niet dezelfde beperkingen als operatiekamers of intensivecareafdelingen.

• Welke verbruikspost is het grootst in een zorginstelling?

  Verwarming, ventilatie en airconditioning, gevolgd door verlichting, die volgens ENEA ongeveer 30% van het totale ziekenhuisverbruik vertegenwoordigt, en warm tapwater, waarvan het verbruik ongeveer drie keer zo hoog is als in woongebouwen.

• Hoe kan monitoring worden gecombineerd met de privacy van patiënten?

  Sensoren voor energiemanagement meten fysieke en omgevingsgrootheden (verbruik, temperatuur, luchtvochtigheid, CO2 en geaggregeerde aanwezigheid per zone) en identificeren geen personen. Patiëntenafdelingen worden beheerd met gegevens die per zone zijn samengevoegd, zonder camera's.

• Hebben verpleeghuizen een ander systeem nodig dan ziekenhuizen?

  De technische behoeften zijn vergelijkbaar, maar de schaal en organisatie verschillen. In een verpleeghuis is een cloudoplossing met draadloze sensoren, automatische waarschuwingen en beheer op afstand geschikt, omdat er zelden eigen technisch personeel aanwezig is.

Waar begin je?

In een zorginstelling is de eerste nuttige indicator de vergelijking tussen de bedrijfsuren van installaties en de werkelijke gebruiksuren van de ruimtes die ze bedienen. Het verschil is vrijwel altijd aanzienlijk, betreft niet-kritieke zones en kan worden gecorrigeerd zonder klinisch relevante processen te beïnvloeden.