Flöden på ett krigssjukhus En kartläggning av energi- och vatten- förbrukningen på Akademiska sjukhuset i Uppsala

(1)

Nr. 81 Självständigt arbete i miljö- och vattenteknik 15 hp, 1TV017 Juni 2020

Flöden på ett krigssjukhus

En kartläggning av energi- och vatten- förbrukningen på Akademiska sjukhuset i Uppsala

Josefine Björnsdotter, Andrea Cedergren, Linnea Ekblad, Erica Sigurdsson och Agnes Stenlund

Handledare: Cecilia Johansson

(2)

Självständigt arbete i miljö- och vattenteknik 15 hp

Rapportlogg

Alla rapporter som finns med i denna förteckning ska det finnas ett beslut på från ett projektmöte eller från ett grupp/aktivitets möte.

Projekt: Krigssjukhus

Rapporttyp Dokumentkod Dokumentnamn Datum Ersätter Författare

Ange rapportens kod

Programkod-År- Projektnummer/Rapporttyp- löpnummer

Skriv i text vad rapporten är.

Datum då rapporten blev färdig.

Om rapporten ersätter en tidigare rapport ange dess dokumentkod.

Ange namnet/namnen på den/de som har skrivit rapporten.

Exempel: W-10-01/ L-01 T.ex. Labbrapport, projektgruppsprotokoll, teknisk rapport etc.

S W-20-81/S-1 Slutrapport version 1 2020-05-13 - Josefine, Andrea, Linnea, Erica, Agnes

W-20-81/S-2 Slutrapport version 2 2020-05-19 W-20-81/S-1 Josefine, Andrea, Linnea, Erica, Agnes W-20-81/S-3 Slutrapport version 3 2020-06-02 W-20-81/S-2 Josefine, Andrea, Linnea, Erica, Agnes W-20-81/S-4 Slutrapport version 4 2020-06-04 W-20-81/S-3 Josefine, Andrea, Linnea, Erica, Agnes

A W-20-81/A-1 Projektplan version 1 2020-04-03 - Josefine, Andrea, Linnea, Erica, Agnes

W-20-81/A-2 Projektplan version 2 2020-04-29 W-20-81/A-1 Josefine, Andrea, Linnea, Erica, Agnes

P W-20-81/ P-1 Projektgruppsmöte 1 2020-04-02 - Agnes Stenlund

W-20-81/ P-2 Beställarmöte 1 2020-04-02 - Agnes Stenlund

W-20-81 / P-3 Projektgruppsmöte 2 2020-04-14 - Agnes Stenlund

W-20-81/P-4 Beställarmöte 2 2020-04-14 - Agnes Stenlund

W-20-81/P-5 Projektgruppsmöte 3 2020-04-17 - Agnes Stenlund

W-20-81/P-6 Beställarmöte 3 2020-04-23 - Agnes Stenlund

W-20-81/P-7 Handledarmöte 1 2020-04-27 - Agnes Stenlund

W-20-81/P-9 Projektgruppsmöte 5 2020-05-04 - Erica Sigurdsson

W-20-81/P-10 Beställarmöte 4 2020-05-07 - Josefine Björnsdotter

W-20-81/P-11 Projektgruppsmöte 6 2020-05-13 - Linnea Ekblad

W-20-81/P-12 Beställarmöte 5 2020-05-18 - Andrea Cedergren

W-20-81/P-13 Handledarmöte 2 2020-05-18 - Agnes Stenlund

G W-20-81/G-1 Förstudie version 1 2020-04-24 - Josefine, Andrea, Linnea, Erica, Agnes

W-20-81/G-2 Förstudie version 2 2020-05-05 W-20-81/G-1 Josefine, Andrea, Linnea, Erica, Agnes

L W-20-81/L-1 Mini-litteraturstudie 2020-05-04 - Andrea, Linnea

W-20-81/L-2 Antaganden 2020-05-13 - Josefine, Andrea, Linnea, Erica, Agnes

W-20-81/L-3 Beräkningar energi 2020-05-20 - Josefine, Andrea, Linnea, Erica, Agnes

W-20-81/L-4 Beräkningar VA 2020-05-20 - Josefine, Andrea, Linnea, Erica, Agnes

W-20-81/L-5 Beräkningar ekonomi 2020-05-20 - Josefine, Andrea, Linnea, Erica, Agnes

W-20-81/L-6 Hantering av opponering 2020-06-02 - Josefine, Andrea, Linnea, Erica, Agnes

(3)

Självständigt arbete i miljö- och vattenteknik 15 hp

Ärendelogg

Ärendeloggen är en strukturerad "Att göra lista"

Ärendeloggen innehåller alla arbetsuppgifter som utförs inom projektet.

De ärenden som ni väljer att redovisa med en rapport ska vid inskrivandet i ärendeloggen även föras in med nummer och nman i rapportloggen (andra fliken).

Projekt: Krigssjukhus

Färgmarkeringar När ett ärende är:

Genomfört/klart Under arbete/pågår Försenat/ej genomfört

Nr. Datum Ärende / uppgift Resultat Ansvarig person Övriga medverkande

personer

Planerat slutdatum Ärendet slutfört Kommentarer

Beskrivning Ange datum då ärendet/uppgiften beslutades om.

Skriv i text vad ärendet uppgiften handlar om. T.ex.

beräkna värdet på x, ta kontakt med person NN, göra presentation till ... osv.

Om ärendet/uppgiften är tänkt att resultera i en rapport ange tilltänkt rapportnummer. Annars ange kort resultatet av ärendet/uppgiften.

Ange vem som är ansvarig för att ärendet/uppgiften blir genomfört.

Ange datum då ärendet/uppgiften blev slutfört.

1 2/4 Fylla i preliminärt Gantt-schema Gantt-schema Alla 2/4 2/4

2 2/4 Skaffa konto på Zotero Erica, Agnes, Linnea, Andrea Josefine delar mapp 2/4 2/4

3 2/4 Forumlera frågeställning/målsättning Alla 3/4

4 2/4 Skriva projektplan A-rapport Alla 15/4

5 2/4 Bjuda in Marcus till möte 14/4 Andrea

Alla plus Marcus och

Cecilia 3/4 3/4

6 2/4 Planera möte 14/4 Alla Alla 14/4 14/4

7 2/4 Läsa om hur flöden visualiseras Andrea, Erica 15/4

8 2/4 Leta intressanta källor Josefine, Agnes, Linnea

9 14/4 Läsa på i Marcus Dropbox-dokument Alla Alla

10 14/4 Skicka önskelista till Marcus Alla 14/4 14/4

11 14/4 Läs på om jmfr energiförbrukning (förstud) Erica 24/4

12 14/4 Söka inspo för & börja jobba på metod-delen Agnes 24/4 17/4

13 14/4 Förstudie om fjärrvärme, fjärrkyla och ånga Josefine 24/4 24/4

14 14/4 Kolla på vattenförbrukning till förstudie Andrea, Linnea 24/4

15 15/4 Förstudie om elektricitetsanvändning Erica 24/4

16 21/4 Samla in data från Akademiska Excel-dokument Alla Marcus 22/2 23/2

17 21/4 Bjuda in Cecilia till möte (28/4) Andrea 21/4 21/4

18 23/3 Förbereda handledarmöte 1 27/4 Dagordning Alla 24/4

19 24/4 Färdigställa förstudie + skicka in G-rapport Alla 24/4

20 24/4 Revidera projektplan A-rapport Alla 28/4 29/9

21 24/4 Förbereda mitt-redovisning Power-Point Alla 28/4 29/4

22 24/4 Läsa dokument om water management Andrea 27/4

23 24/4 Färdigställa metod Alla 28/4

24 24/4

Maila önskelista till Marcus med data för medicinsk

utrustning Andrea

25 27/4

Utkast beräkning vattenförbrukning utifrån användning

av artiklar Andrea, Linnea 28/4

26 27/4 Utkast beräkning vattenförbrukning utifrån personal och patienter Agnes, Erica 28/4

27 27/4 Utkast beräkning vattenförbrukning utifrån dimensioner för rör Josefine 28/4

28 29/4 Revidera förstudien Erica, Agnes

Josefine, Andrea,

Linnea 4/5

29 29/4 Skicka in förstudie version 2 G-rapport Linnea 4/5

30 29/4 1:a utkast Antaganden L-rapport Alla 13/5

31 4/5 Minilitteraturstudie om pop sammanfattning L-rapport Andrea, Linnea 7/5

32 4/5 Skicka in mini-litteraturstudie L-rapport Linnea

33 4/5 Utkast beräkning elförbrukning, Marcus data Erica 7/5

34 5/5 Bjud in Marcus möte 7/5 Andrea 7/5

35 6/5 Beräkna vattenförbrukning för kök Andrea 6/5

36 6/5 Beräkna förbrukning för spolning av legionella bakterier Agnes 6/5

37 6/5 Sankey diagram för elektricitet Erica 6/5

38 6/5 Beräkna vattenflöde patient/personal Erica

39 6/5 Sankey för värme och kyla Josefine, Linnea Under arbete/pågår

40 6/5 Sankey för money flow Josefine, Linnea 6/5

41 6/5 Skriva i rapporten om metoden Alla Under arbete/pågår

42 6/5 Hur mycket vatten dialys förbrukar Josefine 6/5

43 6/5 Skriva slutrapport version 1 S-rapport Alla 13/5

44 12/5 Utkast diskussion vatten Agnes 13/5 12/5

45 12/5 Skriva om kritisk verksamhet i bakgrunden Andrea, Linnea 13/5 12/5

46 12/5 Korrekturläsa slutr Josefine, Agnes 13/5

47 13/5 Komma på en titel Erica 13/5 13/5

48 13/5 Uppdatera sektionen inledning Erica 13/5 13/5

49 13/5 Skriva metod övrig vattenförbrukning Agnes 13/5 13/5

50 13/5 Skriva om metod för värme Josefine 13/5 13/5

51 13/5 Fixa enheter i alla ekvationer Agnes 13/5 13/5

52 13/5 Känslighetsanalys elkyla Josefine 13/5 13/5

53 13/5 Skriva stycket Osäkerheter Agnes 13/5 13/5

54 13/5 Hänvisning till data från Marcus i metod Linnea 13/5 13/5

55 13/5 Utveckla diskussion vatten Andrea 13/5 13/5

56 13/5 Kommentera känslighetsanalyser Agnes 13/5 13/5

57 13/5 Hänvisa till data från Marcus konsekvent genom rapporten Linnea 13/5 13/5

58 13/5 Skriva figurtexter/tabelltexter Linnea 13/5 13/5

59 13/5 Göra klart kommentarerna från korr.läsningen Josefine, Linnea 13/5

60 13/5 Skicka slutrapport till Marcus Erica 13/5 13/5

61 13/5 Fixa bilagor elektricitet i slutrapporten Erica 19/5 19/5

62 13/5 Skriva diskussion/slutsats om värme i slutr Josefine 19/5 19/5

63 13/5 Skriva diskussion/slutsats om vatten i slutr Andrea, Linnea 19/5 19/5

64 13/5 Skriva sammanfattning i slutr Agnes 19/5 19/5

65 13/5 Skaffa konto på Prezi Alla 19/5

66 15/5 Åtgärda kommentarer på slutrapporten Alla 19/5 19/5

67 19/5 Beskrivning i figurtext om uppdelning i sankeydiagram Erica 19/5 19/5

68 19/5 skriva i diskussionen för vatten om jämförelse med totala förbrukningen Agnes 19/5 19/5

69 19/5 Förtydliga i metoddelen att beräkningarna gjorts på två olika sätt Andrea 19/5

70 19/5 Nämna restposten för el (metod) Erica 19/5 19/5

71 19/5 Utvidga jämförelse mellan våra resultat och STIL (i diskussionen) Erica 19/5 19/5

72 19/5 Förtydliga vilka elposter som är antagna respektive beräknade från given data (metod) Erica 19/5 19/5

73 19/5 Ändra värdesiffror Agnes 19/5 19/5

74 19/5 Utöka analys av känslighetsanalysen (rimlighet) Josefine 19/5

75 19/5 Lägga in att Ackis får nödvatten från uppsala vatten Andrea 19/5

76 19/5 Kommentera STIL2 summerar 100,4% Linnea 19/5 19/5

77 19/5 Skriva in under metod att antaganden justeras efter totalförbrukningar för att få rimliga värden Andrea 19/5

78 19/5 Flytta beräkningar från resultat till metod Agnes 19/5

79 19/5 Ekvationer på allt vi räknar Agnes 19/5

80 19/5 Referens i diskussionen Linnea 19/5 19/5

81 19/5 Fixa appendix A.7 vatten o känslighet Linnea 19/5 19/5

82 19/5 Metod känslighetsanalys vatten Josefine 19/5 19/5

83 19/5 Motivera anv av data 2019, varför ej 2018 Linnea 19/5 19/5 La till i "avgränsningar"

84 19/5 Fix i beskrivning av reservkraften Josefine 19/5

85 19/5 Skicka figurer till Marcus Josefine 18/8 19/5

86 19/5 Skicka rapport till Marcus innan publicering 19/5

87 19/5 Kolla att alla Cecilias kommentarer är borta Agnes 19/5

(4)

93 19/5 Ta bort \\ Linnea 19/5 19/5

94 20/5 Spela in voice over till STUNS-redovisning Alla

95 20/5 Klippa ihop film till STUNS-redovisning Josefine

96 20/5 Skriva in info till PP-presentation i docs Agnes, Linnea

97 20/5 Överföra info till PP-presentation Alla 28/5

98 20/5 Läsa igenom och lämna kommentarer på Våtmarker Alla 28/5

99 20/5 Förebereda PP till opponering Alla 28/5

100 19/5 Fixa opponeringskritik Alla 2/6

101 1/6 Lämna in omarbetad prelimiär slutrapport Josefine 2/6

102 1/6 Kolla OK med Marcus innan publicering Josefine 4/6

103 1/6 Skriv lista över rapportansvar Alla 2/6

104 1/6 Sammanställ reflektionsdokument Agnes 4/6

105 1/6 Totalrapport på Studport Erica 4/6

106 1/6 Totalrapport i Diva 4/6

107 1/6 Individuell pop sammanfattning Alla 4/6

108 1/6 Individuell abstract Alla 4/6

(5)

Självständigt arbete i miljö- och vattenteknik 15 hp

Dokumenttyp Slutrapport

Dokumentkod W-20-81/S-4 Datum

4/6–2020

Ersätter W-20-81/S-3 Författare

Josefine Björnsdotter, Andrea Cedergren, Linnea Ekblad, Erica Sigurdsson och Agnes Stenlund

Handledare

Cecilia Johansson Rapportnamn

Flöden på̊ ett krigssjukhus – en kartläggning av energi- och vattenförbrukningen på Akademiska sjukhuset i Uppsala

Sammanfattning

Version av slutrapport för projektet ”Flöden på̊ ett krigssjukhus – en kartläggning av energi- och vattenförbrukningen på̊ Akademiska sjukhuset i Uppsala” reviderad efter kritik av handledare

(6)

Självständigt arbete i miljö och vattenteknik

1TV017

Flöden på ett krigssjukhus

En kartläggning av energi- och vattenförbrukningen på Akademiska sjukhuset i Uppsala

Författare:

Josefine Björnsdotter, Andrea Cedergren, Linnea Ekblad, Erica Sigurdsson, Agnes Stenlund

4 juni 2020

(7)

Sammanfattning

Ett säkert samhälle kräver välplanerade strategier för att uppehålla samhällets tjänster, även i situationer då leveranser och tillhandahållning av resurser kan förhindras – som vid kris och krig.

Det är därför viktigt att sjukhus, inte minst sjukhus som går under benämningen krigssjukhus och har extra krav på beredskap, har tillgång till ett överskott av viktiga resurser via tillförlitliga alternativa vägar; redundans.

Syftet med projektet som beskrivs i denna rapport var att kartlägga flöden av värme, kyla, elektricitet och vatten på Akademiska sjukhuset i Uppsala. Detta för att kunna identifiera sårbarheter och beroenden av utomstående faktorer som kan riskera att äventyra sjukhusets funktion. Projektet genomfördes på beställning av Region Uppsala, i samarbete med STUNS Energi.

Med hjälp av mätdata över årsförbrukning av de respektive resurserna gjordes beräkningar över fördelningen till olika användningsområden, i studien kallade poster, inom sjukhuset. Beräkning- arna byggde på information (såsom antal och dagsförbrukning) om stora punktlaster för värme, kyla, elektricitet och vatten. För elektriciteten bestämdes vissa poster även utifrån resultat från liknande studier över resursfördelning på sjukhus. För vattenförbrukning gjordes beräkningar med hjälp av antaganden gällande rutiner för vattenförbrukning hos personal och patienter, bland annat baserade på hur stor andel av personalen som bedriver vårdverksamhet och inte. Slutligen beräknades, från givna data, hur ekonomiska resurser fördelade sig mellan de studerade flödena.

Resultaten presenterades i form av resursflöden i flödesdiagram och visade att den största andelen kyla gick till processkyla, den största andelen värme gick till komfortvärme, den största andelen el gick till icke-kritisk ventilation, den största andelen vatten gick till handtvätt och att den största kostnaden var för resurser till allmän fastighetsanvändning (exempelvis uppvärmning och belysning). I övrigt gick en mindre andel resurser till olika poster som kan betraktas som kritiska, exempelvis operation och dialys, vilka bör prioriteras i krissituation.

Akademiska sjukhuset har pålitliga system för energi- och vattenförsörjning när alla utomstående leveranser fungerar, men då inga reservsystem finns för värme eller kyla kan brister i systemen få negativa konsekvenser för sjukhusets verksamhet. Även vattenförsörjningen saknar redundans på området och är beroende av nödvatten från andra aktörer ifall den kommunala försörjningen skulle brista. Utan Akademiska sjukhusets tillgång till nämnda resurser kan konsekvenserna bli allvarliga, även på samhällsnivå, eftersom vissa av de resurskrävande posterna är livsnödvändiga för de människor som använder dem. Sårbarheten kan minskas med hjälp av återcirkulation av resurser inom sjukhuset och genom planering av resursfördelning till prioriterade poster vid kris.

(8)

Innehåll

1 Inledning 1

1.1 Syfte . . . 1

1.2 Avgränsningar . . . 1

1.3 Frågeställningar . . . 2

1.4 Urskiljning av intressanta delflöden . . . 2

2 Bakgrund 2 2.1 Klassificering av kritisk verksamhet och utrustning . . . 2

2.2 Värme . . . 3

2.2.1 Fjärrvärme . . . 3

2.3 Kyla . . . 5

2.3.1 Fjärrkyla . . . 5

2.3.2 Elkyla . . . 5

2.4 Elektricitet . . . 5

2.4.1 Fördelning av elförbrukning på ett sjukhus enligt Statens energimyndighet 5 2.4.2 Elförsörjning och elförbrukning på Akademiska sjukhuset . . . 6

2.4.3 Rekommenderade säkerhetsåtgärder mot strömbortfall från MSB . . . . 7

2.4.4 Säkerhetsåtgärder mot strömbortfall på Akademiska sjukhuset . . . 7

2.5 Vatten . . . 8

2.5.1 Översiktlig beskrivning av vattenförsörjningen på ett svenskt sjukhus . 8 2.5.2 Redundans av vattenresurser på Akademiska sjukhuset . . . 8

2.5.3 Kartläggning av vattenflöde på sjukhus i andra länder . . . 9

2.5.4 Bakgrund till legionellaspolning . . . 9

2.5.5 Reduktion av vattenförbrukning . . . 10

3 Metod 11 3.1 Värme . . . 11

3.2 Kyla . . . 11

3.3 Elektricitet . . . 13

3.4 Vatten . . . 14

3.4.1 Antaganden . . . 14

3.4.2 Normflöde . . . 16

3.4.3 Vattenförbrukning av legionellaspolning, avdelningskök och personalkök 17 3.4.4 Vattenförbrukning för medicinsk utrustning . . . 18

3.4.5 Övrig vattenförbrukning . . . 19

3.5 Känslighetsanalyser . . . 19

3.6 Ekonomi . . . 20

4 Resultat 21 4.1 Energiförbrukningen för värme och kyla . . . 21

4.2 Känslighetsanalys för värme och kyla . . . 22

4.3 Elförbrukning . . . 23

4.4 Känslighetsanalys för elektricitet . . . 24

4.5 Vattenförbrukning . . . 25

4.5.1 Normflöde . . . 25

(9)

4.5.2 Vattenförbrukning av medicinsk utrustning . . . 26

4.5.3 Vattenförbrukning av legionellaspolning . . . 26

4.5.4 Vattenförbrukning av diskmaskiner i kök . . . 26

4.6 Sammanställning av vattenförbrukningen . . . 26

4.7 Känslighetsanalys för metoden normflöde . . . 27

4.8 Ekonomi . . . 28

5 Diskussion 29 5.1 Analyser . . . 29

5.1.1 Känslighetsanalys för värme och kyla . . . 29

5.1.2 Känslighetsanalys för elektricitet . . . 29

5.1.3 Känslighetsanalys för metoden normflöde . . . 30

5.2 Osäkerheter . . . 30

5.2.1 Osäkerheter i förbrukning av värme och kyla . . . 30

5.2.2 Osäkerheter i förbrukning av elektricitet . . . 30

5.2.3 Osäkerheter i förbrukning av vatten . . . 31

5.3 Sårbarhet i värme- och kylförsörjning . . . 31

5.3.1 Värmesystemets upplägg och sårbarhet . . . 31

5.3.2 Lösningar för minskad sårbarhet för värme . . . 32

5.3.3 Lösningar för minskad sårbarhet för kyla . . . 32

5.4 Sårbarhet i elförsörjning . . . 33

5.4.1 Elsystemets upplägg och resursfördelning . . . 33

5.4.2 Kritiska poster . . . 33

5.5 Sårbarhet i vattenförsörjning . . . 34

5.5.1 Jämförelse med andra studier . . . 34

5.5.2 Möjliga vattenbesparande åtgärder . . . 35

5.5.3 Planering för eventuell vattenstörning . . . 35

5.6 Ekonomi . . . 36

6 Slutsats 36

7 Tackord 37

A Appendix I

A.1 Data värme . . . I A.2 Data kyla . . . II A.3 Data el . . . III A.4 Data vatten . . . IV A.5 Beräkningar förbrukning värme . . . V A.6 Beräkningar känslighetsanalys värme . . . V A.7 Beräkningar förbrukning kyla . . . VI A.8 Beräkningar känslighetsanalys kyla . . . VI A.9 Beräkningar elförbrukning . . . VII A.10 Beräkningar känslighetsanalys elektricitet . . . VIII A.11 Beräkningar vattenförbrukning . . . IX A.12 Beräkningar känslighetsanalys vatten . . . X A.13 Beräkningar ekonomi . . . XI

(10)

Ordförklaring

• Artikel = föremål som förbrukar resurser när den används, exempelvis en diskmaskin eller en vattenkran

• Autoklav = maskin som steriliserar sjukhusinstrument med het vattenånga under övertryck

• Cistern = vattentanken på en WC

• Cyklotron = partikelaccelerator som framställer radioaktiva isotoper som används vid röntgenundersökning med positronemissionstomografi-kamera

• Gråvatten = avloppsvatten från bad, disk och tvätt

• Hemodialys = bloddialys där blodet renas externt vid nedsatt njurfunktion

• MPC = mobil panncentral, extern central för produktion av fjärrvärme

• Post = ett samlingbegrepp för områden som förbrukar någon typ av resurs, exempelvis belysning som förbrukar elektricitet eller operation som förbrukar vatten

• Redundans = överskott. I detta sammanhang ett backup-system för resursförsörjning, alltså överskott av en viss resurs ifall leveransen via de vanliga vägarna skulle begränsas

• Resursflöde = en beskrivning av hur (till vilka olika kategorier/poster) en specifik resurs, såsom vatten eller värme, förbrukas över ett år

• Robust = förmågan att kunna motstå olika typer av störningar och genom detta kunna vara funktionssäker

• Undercentral = utrymme för underhåll och kopplingar av VVS och elektricitet

(11)

1 Inledning

Ett sjukhus med extra krav på säkerhet och beredskap för kris och krig går under beteckningen krigssjukhus. Akademiska sjukhuset i Uppsala ingår i den kategorin. Att verksamheten på ett krigssjukhus fungerar även i krissituationer är fundamentalt för att kunna garantera samhällets säkerhet. Genom att kartlägga stora resursflöden inom Akademiska sjukhuset under normala omständigheter finns möjlighet att identifiera beroenden från externa aktörer och känsliga poster i flödena. På det sättet kan man öka resursernas redundans och minska sjukhusets sårbarhet. Med poster avses områden inom sjukhusets verksamhet som förbrukar resurser i form av värme, kyla, elektricitet eller vatten. Exempel på poster är komfortvärme, processkyla, röntgenapparater och vatten till handtvätt.

På uppdrag av Region Uppsala, i samarbete med STUNS Energi, har detta arbete med syfte att kartlägga resursflöden av värme, kyla, elektricitet och vatten inom Akademiska sjukhuset gjorts. Efter kartläggningen har respektive resursflöde analyserats ur ett sårbarhets- och be- roendeperspektiv och kostnaderna för de olika resurserna har presenterats i ett diagram över ekonomiskt resursflöde. Detta för att se eventuella möjligheter att öka sjukhusets motståndskraft mot förändringar i den omgivande miljön och se över ekonomiska besparingsmöjligheter, till exempel genom att minska resurssvinn.

1.1 Syfte

Syftet för projektet är att studera flödet av värme, kyla, elektricitet och vatten – samt kostnader för dessa – inom Akademiska sjukhuset för att upptäcka sårbarheter och beroenden från omgivningen som skulle kunna bli problematiska under en krissituation. Detta för att även kunna föreslå lösningar som bidrar till minskade beroenden och sårbarheter för särskilt intressanta delflöden till specifika poster.

1.2 Avgränsningar

Då Akademiska sjukhuset till sin storlek kan jämföras med en mindre stad finns i princip en obegränsad mängd del-resursflöden som skulle kunna studeras för att få en helhetsbild av sjukhusets sårbarhet, till exempel varutransporter, medicinska gaser och avfall.1 Med hänsyn till tidshorisonten för studien, tillgängliga data från beställare och eget intresse begränsades denna studie till resursflödet av värme, kyla, elektricitet, vatten och ekonomiska resurser. För alla resursflöden förutom vatten fanns underlag i form av mätdata från olika punkter i sjukhuset, alternativt specifika data över förbrukning per artikel och antal artiklar, som kunde användas för kartläggningen. Tiden tillät beräkning av en resurs helt från grunden, byggd på egna antaganden, vilket gjorde att även vattenförbrukning inkluderades i studien.

För att möjliggöra projektet gavs tillgång till data över månadsförbrukning av värme, kyla, el och vatten under 2018 samt 2019 från Marcus Nystrand, Energisystemingenjör på Region Uppsala.

På grund av att en ny byggnad tagits i bruk, kallat J-huset, på sjukhusområdet beslutades det om att endast använda data från 2019 för att få en rättvis bild av respektive förbrukning.

1Marcus Nystrand, Energisystemingenjör, Region Uppsala, möte 2020-04-02

(12)

1.3 Frågeställningar

• Vilka poster i sjukhusets verksamhet förbrukar mest utav resurserna energi, vatten och ekonomi?

• Vilka delflöden inom vatten och energi är särskilt intressanta ur ett beroende- och sårbarhetsperspektiv?

• Hur kan man göra flödet av energi och vatten inom sjukhuset mindre beroende och sårbart?

1.4 Urskiljning av intressanta delflöden

Delflöden av värme, kyla, elektricitet eller vatten till olika poster på sjukhuset räknas som intressanta utifrån två olika perspektiv.

1. De poster som, i kvantitet, förbrukar stora mängder resurser (det vill säga att andelen förbrukad resurs sticker ut från övriga posters förbrukning på ett betydande sätt) anses vara intressanta. Även om det visar sig vara rimligt att rättfärdiga de posternas stora resursförbrukning, har de förmodligen stor ekonomisk påverkan och bör studeras för att se om de kan effektiviseras. Det är inte heller orimligt att anta att de stora flödena i hög grad styr uppehållandet av sjukhusets verksamhet och att deras bortfall kan få stora konsekvenser.

2. Mindre delflöden till poster som anses vara extra viktiga eller kritiska räknas som intressanta för att kunna se vilka sårbarheter i sjukhusets försörjning som förekommer. Hur klassificeringen av kritiska poster går till beskrivs i sektion 2.1. Posterna kan vara sådana som är avgörande för att sjukhuset ska kunna bedriva vård även under en krissituation, exempelvis operation som kräver vatten och elektricitet.

2 Bakgrund

2.1 Klassificering av kritisk verksamhet och utrustning

Ett sjukhus som bedriver hälso- och sjukvård klassas som en samhällsviktig funktion där ett bortfall av dess verksamhet skulle kunna innebära att det på kort sikt blir en allvarlig kris i samhället (MSB 2019). Hälso- och sjukvården är också nödvändig och högst väsentlig för att hantera redan inträffade kriser i samhället så att skadeverkan blir så liten som möjligt.

I det moderna samhället är sjukhuset en av de mest komplexa byggnaderna och bedriver allt från livsuppehållande vård, avancerade operationer och planerad öppenvård (Uno Dellgar et al. 2008).

Det krävs därför robusta system för att kunna försäkra att sjukvården kan bedrivas säkert på ett sjukhus, trots rådande krissituationer i samhället.

I arbetet för att bygga upp ett robust sjukhus är det nödvändigt att kartlägga och bilda en uppfattning av vad som kan anses vara kritisk verksamhet för att kunna prioritera resurser till dessa verksamheter (ibid.). Denna prioritering kan göras genom att utgå från vilken verksamhet och apparatur som är av störst vikt för att ett sjukhus skall kunna utföra de mest basala och viktiga

(13)

verksamheterna. Följande bedömning av prioriterad verksamhet och utrustning har gjorts i samråd med Marcus Nystrand och Röda korsets guide för att bedriva ett krigssjukhus (Hayward-Karlsson et al. 2001).

Gällande direkt medicinsk verksamhet såsom operationer behövs en hög driftsäkerhet där det krävs vatten, ventilation, kyla och el.2 Ventilationen är nödvändig i en operationssal för att kunna hålla god luftkvalitet och rätt luftfuktighet under en operation. Till operationer, men även andra verksamheter, måste möjligheten till sterilisering av medicinsk utrustning genom autoklavering kunna bedrivas. Detta kräver att vatten och el är i bruk.

Dialysapparater och respiratorer är annan högprioriterad utrustning som kräver vatten och el (Uno Dellgar et al. 2008). De flesta dialyspatienter kommer enligt Riksförbundet för njursjuka in för behandling tre gånger per vecka och för dem med kronisk njursvikt är behandlingen livsnödvändig (Larsson 2000). Även om vattenflödet dit är relativt litet är det väsentligt att systemet är utformat så att delflödet aldrig sinar eftersom konsekvenserna då kan bli dödliga. Röntgenapparater är ytterligare utrustning som är beroende av resurser och då främst el och kyla.3

Intensivvård är högprioriterad och kräver livsuppehållande utrustning och steriliserade verktyg som nämnts ovan. I övrigt för att bedriva vård är det mycket viktigt att kunna täcka de mest basala behoven som att vattnet måste vara drickbart likväl som kunna användas för att hålla en god hygien. Enligt Folkhälsomyndigheten (Folkhälsomyndigheten & Sveriges kommuner och regioner 2012) krävs 30 sekunders handtvätt för att vankomycinresistenta enterokocker, en typ av bakterie, ska elimineras. Ytterligare basalt behov som måste täckas är att de prioriterade verksamheterna har en tillfredsställande belysning och rumstemperatur.

Rörande icke-medicinsk verksamhet prioriteras administration, logistik och transport högt.

Beroende på vilket typ av krisläge som råder, kan dessa kategorier komma att klassas annorlunda, exempelvis blir transport särskilt viktigt för just Akademiska sjukhuset då ingen tvätt eller matlagning sker på området.4 Kök är även det högt prioriterat av uppenbara skäl och drar både vatten, el, kyla samt värme.

2.2 Värme

2.2.1 Fjärrvärme

Fjärrvärme är det system som används för värme på Akademiska sjukhuset och är en metod för att skapa värme, som sedan distribueras ut i rörsystem i samhället. Metoden innebär att vatten värms upp i ett fjärrvärmeverk genom förbränning av olika sorters bränsle och sedan leds via ett nät av ledningar under marken till de hus och byggnader som är uppkopplade på nätet, kallat primärsidan (Energiföretagen 2020a). Det varma vattnet (cirka 75-120 °C) går till en värmeväxlare i varje byggnad som sedan värmer det interna systemet (sekundärsidan) för rumsvärme och tappvarmvatten. Det avkylda fjärrvärmevattnet går sedan tillbaka till fjärrvär- meverket för återuppvärmning och sluter systemet (Vattenfall 2015). Bränslet som används i

2Marcus Nystrand, Energisystemingenjör, Region Uppsala, möte 2020-04-14 3Marcus Nystrand, Energisystemingenjör, Region Uppsala, möte 2020-04-14 4Marcus Nystrand, Energisystemingenjör, Region Uppsala, möte 2020-04-21

(14)

värmeverken har varierat över tiden. Trenden går från fossila bränslen som var vanligt i början av fjärrvärmeverkens bruk, till återvunnen energi som avfall samt förnybara bränslen. Avfall, torv, trä och spillvärme utgör idag största andelen av bränslet Vattenfall använder i sina anläggningar i Uppsala, men där finns även oljepannor kvar som reserver.

Akademiska sjukhuset har 23 knytpunkter för fjärrvärme på området, vilket kan ses i figur 1.

Dessa knytpunkter har en egen undercentral med värmeväxlare som leder värme och varmvatten ut i separata rörsystem. Det finns alltså 23 olika sektioner för fjärrvärmen på Akademiska sjukhuset, vilket gör värmeförsörjningen säker om det blir ett brott på det egna ledningsnätet.5 Det finns även två inmatningsvägar till sjukhuset, en från norra och en från södra sidan (Oliver Christiansson et al. 2019).

För en pålitlig värmeförsörjning krävs ett system som består av olika energikällor. En kombination av olika system ger mindre känslighet mot störningar och minskar sårbarheten, men kan vara kostsamt att installera och underhålla (Den robusta sjukhusbyggnaden - 2020 2020). I och med teknikens utveckling blir sjukhusbyggnaderna allt mer energieffektiva och därmed minskar beroendet av värmeförsörjning. Sedan 2009 fram till idag har den förbrukade värmen på sjukhus minskat med 24 % per m²och utvecklingen fortsätter gå framåt både vad gäller byggmaterial och tekniker samt recirkulering och återvinning av värme (ibid.). Därför bör både kapaciteten på ordinarie värmeförsörjning och reservvärmen dimensioneras därefter.

Figur 1: Karta över undercentraler för fjärrvärme och fjärrkyla på Akademiska sjukhuset.

För att ett sjukhus ska anses ha en bra reservvärmeförsörjning, redundans, ska reservärmen klara av att värma 70 % av det maximala värmebehovet (Uno Dellgar et al. 2008). Det finns i dagsläget inget system för reservvärme på Akademiska sjukhuset vilket innebär att om fjärrvärmen slås ut finns inget backup-system.6 Det är därmed känsligt mot störningar på huvudledningen eller i produktionsanläggningarna, vilket vidare diskuteras under avsnitt 5.

5Marcus Nystrand, Energisystemingenjör, Region Uppsala, möte 2020-04-21 6Marcus Nystrand, Energisystemingenjör, Region Uppsala, möte 2020-04-21

(15)

2.3 Kyla

2.3.1 Fjärrkyla

Fjärrkylan produceras även den likt fjärrvärmen på avstånd och distribueras i ledningar under marken (Energiföretagen 2020b). Vattenfall är producent och ägare av fjärrkylan samt rörled- ningarna i Uppsala. Kylan produceras bland annat i form av så kallad frikyla. Detta innebär att kallt vatten tas från vattendrag som kyler fjärrkylavattnet som sedan pumpas i ledningar och återförs till vattendraget när det tappat sin effekt. Fjärrkylavattnet går precis som fjärrvärmen till en värmeväxlare i byggnaden och går sedan tillbaka till producenten i ett slutet system. Fjärrkyla är effektivt och miljövänligt då det minska utsläpp av kylmedel till atmosfären jämfört med små anläggningar (Vattenfall 2015). Större, centrala anläggningar är även mer energieffektiva än mindre lokala eftersom mindre el förbrukas under produktionen i större anläggningar.

2.3.2 Elkyla

Utöver fjärrkylan använder Akademiska sjukhuset även elkyla i form av kylmaskiner som är utplacerade i fem av byggnaderna i så kallade kylrum.7 Kylmaskinerna liknar ett storskaligt kylskåp som alstrar både kyla och värme. Genom rörförbindelser förses resterande byggnader på sjukhusområdet med kylan. Kylan som produceras från kylmaskinerna förbrukas som allmän processkyla såsom nedkylning av apparater (exempelvis röntgenapparater) och annan medicintek- nisk utrustning.

Under vintermånaderna (fem månader per år) går det att återvinna värmen som bildas då kylmaskinerna är i bruk.8 Under resterande månader är värmeåtervinningen inte lika väsentlig.

Detta är en anledning till att värmen under dessa månader istället ventileras till utomhusluften.

En enhet el in i kylmaskinerna kommer resultera i att tre enheter kyla produceras samt att tre enheter värme produceras som biprodukt.

2.4 Elektricitet

2.4.1 Fördelning av elförbrukning på ett sjukhus enligt Statens energimyndighet

Ett företags elanvändning brukar delas upp i fastighetsel och verksamhetsel. Fastighetsel är den elektricitet som går åt för att driva själva byggnaden som exempelvis ventilation, pumpar, utebelysning och hissar (Energi- & klimatrådgivningen 2019). Verksamhetselen är den del av elförbrukningen som används för att driva företagets verksamhet, som till exempel arbetsbelysning, datorer och köksutrustning.

ÅF Consult AB har utfört ett projekt kallat STIL2 på uppdrag av Statens energimyndighet (Statens energimyndighet 2008). I projektet, som färdigställdes 2008, ingick att ta fram statistik för elanvändning i vårdlokaler. Data från STIL2 (tabell 6 i STIL2-rapporten) över elförbrukningen hos sjukhus, vårdcentraler och stora läkarmottagningar har inhämtats för att ställa upp andra kolumnen (med rubriken ”STIL2”) i tabell 1 nedan. Tabellen förklaras vidare i sektion 2.4.2. I studien räknades belysning som verksamhetsel.

(16)

Tabell 1: Procentuell elförbrukning för sjukhus, vårdcentraler och stora läkarmottagningar enligt STIL2 (Statens energimyndighet 2008) och specifikt för Akademiska sjukhuset.

STIL2 Akademiska sjukhuset

Post Procentuell elförbrukning(%)

Elvärme och värmepumpar 3,8 0,05

Ventilation 36,7 36,7

Kyla 4 10

Övrig fastighetsel 7,4 7,4

Belysning 23,8 20

Storkök 2 0

Kök och pentry 1,6 1,6

Tvättutrustning 0,9 0

Medicinsk verksamhetsel 5,5 8

Övrig verksamhetsel 10,3 10,3

Restpost 4,4 5,95

I STIL2-modellen summerar procentandelarna upp till 100,4 %, medan den justerade modellen för Akademiska sjukhuset summerar till 100 %. Anledningen till att modellen i STIL2 ger ett för högt värde skulle rimligtvis kunna bero på avrundningsfel.

2.4.2 Elförsörjning och elförbrukning på Akademiska sjukhuset

Akademiska sjukhuset i Uppsala är direkt uppkopplat på det regionala elnätet istället för på det lokala elnätet, som andra byggnader är.9 Från det regionala elnätet finns två geografiskt oberoende kopplingspunkter till sjukhuset. Inne i sjukhuset fördelas elektriciteten på tre separata ledningssystem som kallas avbrottsfri kraft, reservkraft och normalkraft.10 Apparater kopplas in på de olika elnäten via tre olika sorters eluttag utefter hur högprioriterade de är. Backup-elkraft på Akademiska sjukhuset beskrivs närmare i sektion 2.4.4. Fördelningen av elförbrukning på olika poster följer i stora drag andra kolumnen i tabell 1, med vissa skillnader.11 Kolumn tre visar fördelningen mer specifikt för Akademiska sjukhuset. Den är baserad på STIL2 men har uppdaterats med hjälp av Marcus Nystrand för ta hänsyn till Akademiska sjukhusets specifika förhållanden. Den viktigaste skillnaden är att andelen elvärme är mindre eftersom sjukhuset använder fjärrvärme. Posten är dock existerande eftersom man har ställt in ett antal elradiatorer på vissa platser efter att personal upplevt att det varit för kallt i deras arbetslokaler.

Posten medicinsk verksamhet på Akademiska sjukhuset förbrukar större andel el än ett genomsnittligt sjukhus då det innehar många energikrävande apparater så som cyklotroner.12 Både tvätt och storkök sköts av externa aktörer, till de posterna går det därför inte åt någon elektricitet.

Andelen elektricitet som går åt till kök och pentry är ungefär lika stora som för ett genomsnittligt sjukhus i STIL2, då mat till både personal och patienter behöver värmas upp. Elförbrukningen som går åt till belysning är mindre än 25 % som i STIL2, eftersom många av lamporna är av LED-typ. Eftersom flera avdelningars verksamhet pågår dygnet runt är skillnaden i elförbrukning

9Marcus Nystrand, Energisystemingenjör, Region Uppsala, möte 2020-04-21 10Marcus Nystrand, Energisystemingenjör, Region Uppsala, möte 2020-05-18 11Marcus Nystrand, Energisystemingenjör, Region Uppsala, möte 2020-04-21 12Marcus Nystrand, Energisystemingenjör, Region Uppsala, möte 2020-04-21

(17)

mellan Akademiska sjukhuset och ett typsjukhus i STIL2 dock inte särskilt stor. Till kylmaskiner går det åt en större andel elektricitet på Akademiska sjukhuset än vad som presenteras i STIL2, bland annat för att det finns ett stort behov av kylmaskiner till brännskadeenheten. Övriga poster kan dock anses vara likvärdiga. Sjukhuset använder numera elektricitet för att omvandla vatten till ånga som behövs i verksamheten, till skillnad från tidigare då ånga köptes in externt. Till poster inom fastighetsel hör också drift av pumpar för försörjning av värme, kyla och vatten.

2.4.3 Rekommenderade säkerhetsåtgärder mot strömbortfall från MSB

Enligt Myndigheten för samhällsskydd och beredskap (MSB) bör el utifrån till ett sjukhus kunna levereras från olika fördelningsstationer till olika mottagningsstationer (Uno Dellgar et al.

2008). Det ska alltså finnas flera leveransvägar till sjukhuset för elektricitet, vars betydelse är viktig även för vatten- och värmeförsörjningen. Detta, eftersom tillgången till varmvatten och värme ofta försvinner inom relativt kort tid efter att elförsörjningen upphör. Enligt MSB bör akutsjukhus utrustas med egen reservkraft motsvarande 100 % eller mer av maximalt effektuttag, exempelvis i form av reservkraftsaggregat. Hänsyn bör också tas till att elberoendet kan öka i framtiden vid planering av reservkraft. Dessutom kan verksamheter inom sjukhuset som är särskilt beroende av elektricitet komma att flyttas till andra lokaler inom sjukhuset i framtiden. En annan säkerhetsåtgärd är därför att se till att det finns uttag för reservkraft över hela sjukhuset. MSB menar vidare att reservkraftskapaciteten utnyttjas bäst om de stationära reservkraftsaggregaten sammankopplas på ett gemensamt nät och dessutom utformas till att kunna drivas kontinuerligt vid långa strömavbrott. Bränslet till reservkraftsaggregaten bör, enligt MSB, räcka till minst en veckas förbrukning vid full belastning.

2.4.4 Säkerhetsåtgärder mot strömbortfall på Akademiska sjukhuset

För att verksamheten ska kunna fortgå även vid strömavbrott på Akademiska sjukhuset finns det ett genomtänkt backup-system. En del av detta är i form av UPS – Uninterupted Power System.13 En UPS består av en tung cylinder, som drivs av el för att rotera och lagrar kinetisk energi när strömmen från det ordinarie elnätet fungerar. Vid strömavbrott fortsätter cylindern att rotera på grund av tröghet och genererar då elektricitet som matas ut inom millisekunder efter att det ordinarie elnätet slagits ut. Strömmen som UPS:en matar ut leds i elnätet för avbrottsfri kraft (se sektion 2.4.2) dit funktioner som är särskilt viktiga att de fungerar utan minsta avbrott är kopplade; till exempel dialysapparater och respiratorer.14

För att sjukhuset aldrig ska vara utan el genereras ström även från dieselmotorer. Motorerna matar UPS:erna med ström som sedan leds ut på reservkraftsnätet. Reservkraftssysstemet startar inom 15 sekunder efter strömbortfall, då en viss tröghet finns innan motorerna kommer upp i tillräcklig effekt för kunna att mata ström ut på nätet. På reservkraftsnätet är exempelvis fläktar i operationssalar uppkopplade och andra funktioner som bedöms vara kritiska men som verksamheten klarar sig utan i 15 sekunder. Då UPS:erna aldrig står still finns redundans även om det skulle bli strömavbrott kort efter att ordinarie system fungerar igen. Som startmotor till dieselmotorn används en tryckluftstank som sätter fart på dieselmotorns kolvar. Det går att jämföra med systemet i en bil där en elektrisk startmotor sätter igång bensin- eller dieselmotorn.

Att startmotorn till backup-systemet på Akademiska sjukhuset inte är eldriven gör att den inte är

(18)

lika känslig för kyla, till skillnad från andra startmotorer. Den fungerar exempelvis bättre än den elektriska startmotorn i en bil, som kan vara svår att få igång när det är kallt ute.15

Även till ledningsnätet för normalkraft skickas ström ut som genereras av dieselmotorerna, oberoende av reserv- och den avbrottsfria kraften. Normalkraftssystemet startar inom 30 sekunder efter att strömbortfall skett, då elmatningen prioriteras till UPS:erna. Till normalkraftsnätet är exempelvis datorer inkopplade. Det totala backup-systemet som nu beskrivits testkörs en gång per månad. Systemet finns i flera uppsättningar; ett antal UPS:er och ett antal dieselmotorer som driver UPS:erna samt genererar el till normalkraftsnätet.16 Det totala systemet har kapacitet att försörja sjukhuset med elektricitet i minst sju dygn vid fullt effektuttag.

2.5 Vatten

2.5.1 Översiktlig beskrivning av vattenförsörjningen på ett svenskt sjukhus

Sjukhusen i Sverige har en yttre dricksvattenförsörjning som distribueras från det kommunala ledningsnätet och har producerats i vattenverk tillhörande ansvarig myndighet för vatten och avlopp (VA) (Uno Dellgar et al. 2008). När vattnet sedan leds in i sjukhusets interna system görs en omfördelning av dricksvattnet i teknikcentraler. Här separeras dricksvatten som ska omvandlas till varmvatten från vatten som ska direkt ut i sjukhusets interna vattenledningssystem. För att bereda varmvatten används i allmänhet hetvatten från fjärrvärmenätet, en egen geoenergianläggning eller egen panncentral. Varmvattnet transporteras därefter från teknikrummet via det interna vattenledningssystemet in till undercentraler på sjukhuset och vattnet transporteras sedan till olika tappställen. Spillvatten, även kallat gråvatten, från sjukhuset (främst från WC, dusch och tvätt) leds sedan till ledningsnät för dag- och/eller avloppsvatten.

2.5.2 Redundans av vattenresurser på Akademiska sjukhuset

Då dricksvatten är väsentligt för ett sjukhus verksamhet måste en robust vattenförsörjning finnas på ett sjukhus. För att minska sårbarheten har Akademiska sjukhuset två separata inlopp till sjukhuset från det kommunala ledningsnätet.17

Alternativ vattenförsörjning av reservvatten och nödvatten måste också finnas om en vattenstörning uppstår (ibid.). Reservvatten är vatten som kommer från en reservtäkt eller ett avbrottsmagasin och nödvatten är vatten som inte kommer från ledningsnät utan levereras exempelvis genom tankbilar eller dunkar.

Gällande reservvatten är en målsättning för sjukhus att ha en robust teknisk försörjningssäkerhet, som innebär att sjukhusen kan vara självförsörjande på vatten (ibid.). Akademiska sjukhuset har en egen vattentäkt på området avsett för att förse sjukhuset med reservvatten. Däremot gjordes det 2011 en provtagningar av Uppsalas dricksvatten som visade på förhöjda halter av PFAS i Uppsalaåsen, vilket även Akademiska sjukhusets vattentäckt utvinner vatten från (Regeringskansliet 2016). PFAS, perflouroktansulfonsyra, är en grupp svårnedbrytbara ämnen som kan orsaka bland annat leverskador (Naturskyddsföreningen 2015). På grund av detta

15Marcus Nystrand, Energisystemingenjör, Region Uppsala, möte 2020-04-14 16Marcus Nystrand, Energisystemingenjör, Region Uppsala, möte 2020-04-14 17Marcus Nystrand, Energisystemingenjör, Region Uppsala, möte 2020-04-14

(19)

krävs det därför att grundvattnet renas på PFAS för att kunna användas. Denna åtgärd har inte Akademiska sjukhuset infört och vattentäkten är därför inte i bruk (Region Uppsala 2020). Detta medför att ingen redundans av reservvatten på sjukhusområdet finns i nuläget om avbrott i det kommunala ledningsnätet skulle uppstå och samtliga inlopp till sjukhuset skulle hindras. Vid avbrott får istället Akademiska sjukhuset nödvatten via tankbilar.18

För en robust vattenförsörjning av nödvatten ska sjukhus göra en planläggning över hur sjukhuset ska tillgodoses med nödvatten (Uno Dellgar et al. 2008). I denna ska det ingå var uppställningsytor samt avtappnings- och inkopplingsmöjligheter finns, se till att eventuell utrustning finns tillgänglig och att en nödvattenplan för verksamhetens finns. I nödvattenplanen ska det ingå vad sjukhuset har för behov av nödvatten, vilka de prioriterade verksamheterna är samt rutiner för inkopplingen av nödvattnet.

2.5.3 Kartläggning av vattenflöde på sjukhus i andra länder

Liknande kartläggning för vattenförbrukningen som gjorts för Akademiska sjukhuset har även gjorts på sjukhus i Massachusetts och New Mexico. I kartläggningen över New Mexico är de största användningsområdena för vatten, toalett- och hygienfaciliteter (35 %), kyla och värme (20

%), samt medicinsk utrustning (15 %). Efterföljande förbrukningar är tvätt (9 %), kök/diskning (7

%), bevattning av grönytor (7 %) och sedan övrigt (7 %) (United States Environmental Protection Agency 2012). Liknande fördelning över hur vattnet fördelas samt dess procentuella fördelning av vattnet kan ses i Massachusetts (U.S. Department Of Energy 2011). Även här är det samma tre användningsområden som vattnet procentuellt sätt har störst fördelning på, där sanitet har störst andel (42 %), sedan värme och kyla (23 %) därefter medicinsk utrustning (14 %). Efterföljande förbrukningar på detta sjukhuset är cafeteria/matservering (9 %), tvätt (5 %) och övrigt/ej beräknat (9 %).

2.5.4 Bakgrund till legionellaspolning

Legionella är en grupp bakterier som vanligen förekommer i jord- och vattensamlingar vilka kan orsaka en typ av lunginflammation, kallad legionärssjuka, och febersjukdomen pontiacfeber (Folkhälsomyndigheten u.å.). Bakterierna växer i temperaturintervallet 20-45°C, vilket gör att de frodas när kallt vatten står stilla i exempelvis vattenledningar och pooler.

Region Uppsala antog i mars 2019 nya rutiner för att motverka tillväxt av legionellabakterier i sjukhusets vatten (Lytsy 2016). Eftersom bakterierna växer i stillastående vatten, och det är svårt att dokumentera alla gånger ett tappställe används, innefattar rutinerna spolning av samtliga tappställen minst en gång i veckan. Sjukhusets alla tappställen (bland annat kranar, spoldesinfektorer, duschar och kaffemaskiner) ska spolas med maximal styrka i cirka fyra minuter;

två minuter med kallt vatten och två minuter med varmt vatten. Vissa specifika tappställen som anses vara mer kritiska, såsom ögonduschar, spolas varje dag.

18Marcus Nystrand, Energisystemingenjör, Region Uppsala, möte 2020-05-18

(20)

2.5.5 Reduktion av vattenförbrukning

Ett enkelt och effektivt sätt att minska vattenförbrukning är genom att installera snålspolande kranar, vilket inte används i någon av byggnaderna på Akademiska sjukhuset.19 Vid bygget av J-huset valdes artiklar enligt rekommendationer från Boverket, eftersom åtgärder för reduktion av vattenförbrukning inte prioriterades.

Ett exempel på snålspolande innovationer från marknaden är ett munstycke, skapat av det svenska företaget Altered, som skruvas på befintlig vattenkran och påstås minska vattenförbrukningen vid handtvätt med upp till 98 % (ALTERED u.å.). Munstycket består av två inre hålrum som ger två olika spollägen; spray- och dimläge (MICROS 2017). Dimläget låter vattnet passera genom ena hålrummet där ett rotationsfilter omvandlar vattnet till dimma innan det släpps upp genom öppningen. Även när sprayläget används omvandlas en andel av vattnet till dimma och även om flödet upplevs som vanligt så minskas vattenförbrukningen med cirka 85 % (ALTERED u.å.).

På Altereds hemsida finns en film, i ljussättning som tydligt visar mängden tvål på händerna, där handtvätt med det snålspolande munstycket jämförs med en handtvätt under en kran utan munstycke. Filmen visar hur mängden vatten som flödar inte har någon större påverkan för mängden tvål som sköljs bort per tidsenhet (ibid.).

Vattenförbrukningen för dusch i ett standardhushåll räknas av exempelvis Miljö och Vatten i Örnsköldsvik AB (Miva 2020) och Uppsala Vatten (Vatten u.å.) vara 120 liter per minut. På samma sätt som för vattenkranar finns verktyg på marknaden för att dra ned på artiklarnas vardera förbrukning. Under år 2020 blir exempelvis ett duschmunstycke från tidigare nämnda företag, Altered, tillgängligt (Altered u.å.). Duschmunstycket bygger på samma teknik som tidigare innovation och menas reducera vattenförbrukningen med upp till 75 %.

Toalettstolar finns också med snålspolande, tekniska lösningar. Hos generella återförsäljare kan hittas ”ekomodeller” med dubbelspolning, där den mindre spolningen är självreglerande och motsvarar cirka 0,25 till 0,3 liter per spolning, medan den större spolningen är justerbar och använder omkring 3 liter vatten per spolning (Avloppscenter u.å.).

Många studier har gjorts tidigare på användning av gråvatten från exempelvis handtvätt till toalettspolning med goda resultat för reducerad vattenförbrukning (Jarmander et al. 2020).

Återcirkulationen har då exempelvis genomförts genom att gråvattnet leds till en specifik tank, till vilken en pump till toalettens cistern är kopplad. En regulator, som mäter vattenvolymen i tanken, aktiverar pumpen när vattnet i gråvattentanken matchar volymen på cisternen. Toaletten fylls då upp från då gråvattentanken istället för den vanliga vattenledningen.

Akademiska sjukhuset följer de krav som gäller från Boverket, och har inte några specifika krav på snål vattenanvändning. 20 De krav som ställs på sanitetsinstallationer är att de skall ha tekniska egenskaper som är väsentliga ifråga om hygien, hälsa och miljö enligt 8 kap. 4 § i plan och bygglagen (Boverket 2017). Det ställs alltså inga specifika krav på vattenförbrukningen.

(21)

3 Metod

I samtliga metoder användes data gällande resursförbrukning för Akademiska sjukhuset erhållen från Marcus Nystrand, se appendix A.1, A.2, A.3, A.4. Den erhållna datan innehåller förbrukning av värme, kyla, elektricitet samt vatten för 2019. Den totala kostnaden för samtliga resursför- brukningar redovisas också. I denna studie används enbart data från 2019 enligt Avgränsningar i sektion 1.2. Metoderna utfördes på olika sätt baserade på olika förutsättningar som fanns för beräkningar av vatten respektive elektricitet, värme och kyla. Resultaten för samtliga metoder sattes i jämförelse mot totalförbrukningen för att validera och justera beräkningarna.

Efter att beräkningar genomförts ritades flödet av värme, kyla, elektricitet och vatten upp i flödesdiagram. Flödesdiagrammen visar flöden med motsvarande storlek jämfört med andel av förbrukning samt resurskrävande poster som lodräta svarta noder. För att rita diagrammen användes i denna studie webbprogrammet RAWGraphs (Calibro 2017).

3.1 Värme

Data för den årliga värmeförbrukningen var fördelad på förbrukning per undercentral på Akademiska sjukhuset, se appendix A.1. Fördelningen årsförbrukningen av fjärrvärme (den energi som förbrukades för uppvärmning i kWh) beräknades för posterna komfortvärme och tappvarmvatten. Den del som användes för att värma upp tappvarmvatten beräknades med hjälp av fjärrvärmeförbrukningen under juni och juli månad 2019 (baslasten). Månadernas medelvärde av fjärrvärmeförbrukning beräknades. Dessa månader användes eftersom all värmeförbrukning då kan antas gå till uppvärmning av tappvarmvatten och ingen förbrukning gå till komfortvärme.

Medelvärdet multiplicerades med antal månader på ett år för att få energiförbrukningen för tappvarmvatten på ett år, se ekvation 1 för beräkning.

𝑉_𝑡 =12 · 𝑉_𝑡

𝑗 𝑢 𝑛𝑖+ 𝑉𝑡_{𝑗 𝑢𝑙𝑖}

2 (1)

𝑉_𝑡 är energiförbrukningen till uppvärmning av tappvarmvatten på ett år, 𝑉^𝑡^{𝑗 𝑢 𝑛𝑖} är fjärrvärmeför- brukningen i juni och 𝑉^𝑡^{𝑗 𝑢𝑙𝑖} är fjärrvärmeförbrukningen i juli. Den energi som användes för att värma tappvarmvattnet subtraherades från den totala fjärrvärmeförbrukningen och därmed hade fördelningen av värmeförbrukningen för tappvarmvatten respektive komfortvärme erhållits, se ekvation 2.

𝑉_𝑘 = 𝑉𝑇 − 𝑉𝑡 (2)

𝑉_𝑘 motsvarar energiförbrukningen till uppvärmning av lokaler (komfortvärme) och 𝑉^𝑇 är den totala fjärrvärmeförbrukningen på ett år.

3.2 Kyla

Kyla delades upp i kategorier så att förbrukningen av energi till processkyla och energi till rumskyla beräknades var för sig. Processkylan innefattar den kyla som krävs för att exempelvis kyla medicinsk utrustning såsom röntgenapparater, men även för datorhallar/serverrum (Region Västerbotten 2019). Rumskylan motsvarar kylning av inomhusluften för ett behagligt klimat.

Kylan på Akademiska sjukhuset produceras på två olika sätt och beräknas därför separat, som

(22)

fjärrkyla och elkyla. För elkylan antogs all energiförbrukning vara processkyla som används till exempelvis kylrum med kylmaskiner.21

I beräkningarna av energiförbrukningsfördelningen av fjärrkyla användes data från 2019. Under sommarmånaderna kommer fjärrkylan att gå till både processkyla och rumskyla i jämförelse med under vintermånaderna då fjärrkylan endast kommer att förbrukas som processkyla eftersom patientrum, kontor och liknande inte behöver kylas.

För att kunna beräkna hur stor andel av fjärrkylan som förbrukas som processkyla användes energiförbrukningen för januari och februari för 2019, då det går att anta att det är dessa månader som är kallast under ett år (SMHI 2018) och att all förbrukad fjärrkyla därav går till processkyla.

Ett medelvärde för energiförbrukningen av fjärrkyla för dessa två månader beräknades och multiplicerades med antal månader på ett år enligt ekvation 3.

𝐾_𝑝=12 · 𝐾_𝑝

𝑗 𝑎 𝑛𝑢 𝑎𝑟 𝑖 + 𝐾𝑝𝑓 𝑒𝑏𝑟 𝑢 𝑎𝑟 𝑖

2 (3)

𝐾_𝑝är energiförbrukningen till processkyla på ett år, 𝐾^𝑝𝑗 𝑎 𝑛𝑢 𝑎𝑟 𝑖 är fjärrkylaförbrukningen i januari och 𝐾^𝑝𝑓 𝑒𝑏𝑟 𝑢 𝑎𝑟 𝑖 är fjärrkylaförbrukningen i februari. Från den totala fjärrkylaförbrukningen beräknas och rumskylan antogs vara det resterande, se ekvation 4.

𝐾_𝑟 = 𝐾𝑇 − 𝐾𝑝 (4)

𝐾_𝑟 är energiförbrukningen som går till rumskyla på ett år och 𝐾^𝑇 är den totala årsförbrukningen av fjärrkyla.

Vid beräkning av processkylan från elkyla beräknades förbrukningen utifrån data givna för vilka hus som innehåller kylmaskiner. Givna data på elektrisk effekt för kylmaskinerna möjliggjorde att förbrukningen för kylrummen för respektive hus beräknas, då en enhet elektrisk effekt ger tre enheter elkyla.22 Detta, genom att multiplicera effektförbrukningen med antalet timmar på ett dygn samt hur många dagar per år de olika kylmaskinerna är aktiva, se ekvation 5.

𝐾_𝑒𝑙 =3 · 𝐴𝑘 𝑚 · 𝐸𝑘 𝑚 · 𝑡𝑑 · 𝑑 (5)

där 𝐾^𝑒𝑙 står för kylmaskinernas producerade kyla i kWh, 𝐴^{𝑘 𝑚} för antal kylmaskiner, 𝐸^{𝑘 𝑚} för maskinernas individuella effekt, 𝑡^𝑑för användningstiden av maskinerna under ett dygn och 𝑑 för antal dagar maskinerna är i bruk under ett år.

Den värme som återvinns från kylmaskinerna beräknades genom att multiplicera effektförbruk- ningen för vardera kylmaskin i de olika husen med antal timmar de är i drift under en dag och antal dagar för de fem månaderna som värmen kan återvinnas, alltså med ekvation 5, men för bara fem månader.

Slutligen ritades ett flödesdiagram i programmet RAWGraphs med för flödet av värme och kyla i samma graf, utifrån uppdelningarna på poster som beskrivits ovan. Flödet anges i enheten kWh.