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當前醫用氣體建設中的若干問題與建議
2008-12-27 15:41:49

當前醫用氣體建設中的若干問題與建議

 

 2008年03月20日    

Some questions and suggestion about current medical gas installation

Wang Yuhong  Lin Zaihao

(East China Architectural Design and Research institute Co. Ltd. Shanghai Xian Dai Architectural Design Group,Shanghai 200002)

Abstract: In this article, some problems occurring in the medical gas installation are pointed out, and the relevant suggestion, combined hospital dynamic design, is bought forwarded.

Key words: medical gas , design, construction delivery-receiving acceptance ,consumption, air supplier, transportation and distribution system, termination
    醫用氣體的供應情況與病人生命直接相關,具有非常重要的作用。在美、英等國家,對其設計、制造及使用的過程均有嚴格且詳細的規范要求,而我國在該方面落后很多。目前在用的YY/T0186-94[1]及YY/T0187-94[2]規范,由于時間較久,僅針對兩種氣體,已不能適應今日醫院建設的需要。某些相關規范,對醫院設計并不完全適用,各規范之間也存在有矛盾的地方。相關新產品由于缺乏規范指導,無法合理使用或被不恰當地使用的現象較多。

    當前正值我國醫院建設的高峰時期,新建及改擴建醫院大量上馬,就筆者了解的情況,其醫用氣體建設的平均水平不容樂觀。由于缺乏規范指導,醫用氣體從設備及產品制造、設計、施工驗收、管理等方面均存在一系列的問題,建設方的重視程度也普遍不夠,在總投資中的預算比例偏低。以下是筆者在設計工作中遇到的部分問題及設想,與大家商榷。

    1、氣體消耗量

    1.1、氣體消耗量計算指標

    不同種類的醫用設備或氣體用途消耗量也不同,除GB50333-2002[3]對潔凈手術部的規定外,目前缺乏針對醫用氣體系統的較權威、對設計有指導作用的統一規定。

    1.2、同時使用系數

    國內可查的規范中,只有GB50333-2002對潔凈手術部作了規定,也有的手冊就其它使用給出了較粗糙的范圍。對于不同類型的醫院、不同種類的醫療建筑,其醫用氣體的同時使用情況不相同,全天使用狀況分布也不同。

實際中我們采用了一些醫院的統計指標和常用設備的推薦指標來確定計算流量、全天用量和周使用量。缺乏指導性數據容易給氣體用量計算帶來較大的隨意性。

    2、氣體系統

    2.1、麻醉廢氣處理

    針對該氣體系統目前無規定,在建醫院內各種作法都有,非常混亂。缺少該系統的醫院很多。

    建議優選獨立設置的麻醉廢氣處理系統,并參照HTM2022[4] 的有關規定。

    2.2、壓縮空氣、及其它氣體系統的壓力級制

    除真空、氧氣外,其它氣體由于沒有系統的規范,只是某些使用部門有針對性的壓力要求,易造成設計中如壓縮空氣等系統的壓力級制選擇不統一。

    3、氣源及設備

    由于各種醫用氣體純度、雜質含量及污染物濃度沒有被限定,給設計、新設備的使用帶來了困難。

    3.1、氧氣源

    3.1.1、氧氣匯流排

    由于供應能力有限,操作工作量大,目前一般只在小規模醫院或用量少的單體建筑中采用。

    但在使用中,有的匯流排未使用自動切換控制裝置,降低了供氣的可靠性。而在用的具有自動切換能力的匯流排,大部分是使用電力進行自動切換的。若按NFPA99C[5]的規定,匯流排應為具自動切換能力且不使用電的控制裝置。不使用電的原因是防止其用于含氧氣體時,產生意外。

    3.1.2、液氧貯罐

    使用液氧罐氣源品質有保證,供應安全可靠,調峰能力強,使用管理上國內已有長期經驗,應是推薦使用的方案。設計中在對其位置要求的規定中,現行各規范之間有沖突。

    《建筑設計防火規范》[6]中無特殊規定,《高層民用建筑設計防火規范》[7]規定當液氧貯罐<3.0m3時,可以與建筑物貼鄰設置,但對于高層醫療建筑,一般的需求量均超過3.0m3,此時設置距離若按照《氧氣站設計規范》[8]為30m或50m。而參照YY/T0187-94的行業規范,當液氧貯罐>0.5 m3時,安全距離是7.5m。

    3.1.3、變壓吸附式制氧機

    此類設備標稱制氧濃度正常情況下在90-95%之間,制氧機配備后續的壓縮充瓶設備后,通過低負荷時對鋼瓶充氣,高峰時通過氧氣匯流排外供的方法,可具備調峰供應能力。目前國內已有醫院開始使用。優點是使用成本較低。

    筆者認為應用于醫院時,根據負荷調峰及安全的需要,應設置至少兩套機組,并需加上后續的壓縮充瓶設備。因此對設備內部的自動控制功能要求較高,設備運行時的管理維護工作量也較大。

    由于國內沒有用于醫院的該類產品詳細規范,YY/T0298-1998 [9] 僅給出了一個標準限定范圍,其設備生產、應用的范圍無法控制。設備缺乏醫院的長期運營經驗,分子篩制氧機生產的氧氣質量無規定的標準(國食藥監辦[2003]144號 [10] 文)。

    有醫院將分子篩制氧機設于建筑物內部,與現行《氧氣站設計規范》規定不符,也產生了安全隱患。如壓縮充瓶間按GB50030-91規范,不應設于建筑物內部。該類制氧站設計時,因缺乏規范指導,應謹慎處理有關問題。

    筆者的意見是基于國內的現狀,可作為液態氧的替代產品,或在較高等級的醫院中,有限定范圍地使用。

    3.2、真空氣源

    3.2.1、水環式真空泵

    因結構簡單、維護方便等優點成為粗真空供應中大量使用的設備,筆者曾在較多醫院中見到正在服役的該種設備。但由于其密封、冷卻液體直接接觸真空廢氣,廢水的處理相對困難。除非真空泵排水已采用非常可靠的廢水處理措施,否則不應將其用于醫院中,易成為各種傳染病的傳染源。

    3.2.2、滑片、滑閥式真空泵

    若真空系統亦用于麻醉廢氣的處理時,有可能吸入含氧量高的氣體,為安全起見,此種情況下,應按NFPA99C的規定,應使用不用油密封的干式真空泵。設計中建議設獨立的麻醉廢氣處理系統。

    3.2.3、真空泵的排氣處理

    目前一般的作法是直接排放。因為負壓氣體可能與病人直接接觸,若排放位置不當,真空泵的排氣有可能成為SARS、結核等這類可經空氣傳播的傳染性疾病的二次污染源。更有醫院因為真空泵站位置設置的不當,真空泵排氣與空壓機進氣未嚴格區分,致使壓縮空氣氣源有被真空廢氣污染的可能。

    HTM2022(Design considerations)則規定了真空系統應設有細菌過濾器。若按此標準,過濾器產品亦需要有相應標準,如產品正常工作時的指示裝置等,以使其能起到應有作用,并不致對真空泵的正常工況有影響。

    3.2.4、關于真空壓力

    國內現行規范規定的真空壓力為-0.02 - -0.07MPa,這一標準與NFPA99C規定的380-760mmHg(外科手術用真空)范圍有所不同,這一真空度要求有可能不甚合理。

    3.3、壓縮空氣氣源

    醫用壓縮空氣潔凈度要求很高,因為沒有醫療專用空壓機產品或產品規定,設計中只能選用通用工業產品通過后續的干燥過濾設備處理。

    目前新建的醫院設計中都已不再使用活塞式壓縮機而大量使用螺桿式壓縮機。但由于無油螺桿機組或其它無油機組價格很高,致使噴油螺桿式機組在醫院中用量很大。而噴油螺桿式壓縮機的出口空氣仍有一定的含油量,后續的干燥過濾設備負荷也較大。若設計不夠合理或設備選擇不當,壓縮空氣品質仍然達不到規定的要求。

一般壓縮機的出口經冷凍干燥、粗過濾、精細過濾、除味過濾處理或其它等效處理程序,可達到醫用壓縮空氣要求。在設備選用上,以過濾器為例,應使用帶有差壓表或其它能明確指示濾芯壽命的設備。即便如此,因為一般過濾器都不具有濾芯壽命報警能力,故加強機組的運行管理將非常重要。

    4、輸配系統

    4.1、管路壓力損失問題

    醫用氣體管道直徑的選擇應以控制管網總阻力損失,保證終端供應要求為前提,由于氣體供應的規模、型式、壓力、距離、流量要求等情況各不相同,不能簡單地按經濟流速選擇。真空管路若不按流導計算或考慮,管徑也容易選擇失誤。

    在現有的醫院設計中,醫用氣體管道直徑偏小,致使終端的流量與壓力難以保證的情況時有發生。建議有條件的單位可以針對醫用氣體管路開發專用的水力計算軟件。

    4.2、分級調壓問題

    氧氣、壓縮空氣設計中,國內的一種習慣作法是以高于終端使用壓力供氣,在每個用氣單元層前設置一個二次調壓裝置,降低壓力后供終端使用。

    若管系的流量及總阻力損失控制在允許范圍內時,二次調壓可以不設。

    4.3、管材選用、焊接與保護

    筆者認為醫用氣體管道應首選銅管,除大家公認的優點外,也因不銹鋼管道焊接時更易產生焊渣,若未完全清理,用于氧氣輸送時易引起危險。

    銅管焊接連接時,應遵照銅管的有關規范,規定銅管采用硬釬焊連接,使用含銀釬料。

    NFPA99C有條款規定在管道焊接時,使用氮氣保護焊接,但實際操作時的成本太高。

    4.4、管道著色規定

    目前的情況較混亂,各種著色方法及采用的顏色均有,應盡快作出統一的規定。筆者建議采用ISO的相關規定。

    5、終端裝置

    5.1、終端數量及設備

    針對各種功能、用途、種類的用氣情況,應設置何種種類、數量的終端,目前缺乏規定或指導意見。終端結構無統一規定。

    HTM2022就終端產品的結構與尺寸、性能等都有詳細的規定。

    5.2、終端口徑

    與NFPA99C規定的終端口徑相比,國內有些產品采用的口徑偏小,這也對保證終端用氣壓力及流量不利。

    5.3、氣體泄漏的防止措施

    如NFPA99C規定了終端的保護裝置,在終端內部有兩套自動保護閥,其能保證在較易損傷的第一閥損壞時,第二閥保證氣體不會泄漏。這一規定的優點是在滿足使用性的同時,易于維修,降低了管路壓力損失。

    國內由于沒有相關產品規范,終端內部構造各不相同,一般是只有一個保護閥。設計中因要考慮維修問題,通常采用的一個辦法是在進病房的地方設置切斷保護閥門,維護時不夠方便,影響別的終端的正常使用,也易對終端處的壓力流量產生影響。

    5.4、終端處的壓力要求

    當終端處的壓力波動較大時,至少將影響終端用氣配比,以及氣體計量的準確性。應對此予以規定。如NFPA99C規定了ICU的氧氣供應,應能滿足終端使用至少前3秒時,應能維持170l/min的流量而壓力不降低。當負壓終端以85l/min工作時,相鄰終端的壓力不得高于300mmHg。

    當前國內醫用氣體建設中,存在的問題很多,設計的水平也參差不齊,其根源在于我們沒有一個完善的醫用氣體設計及施工驗收規程的支持指導。

    在發達國家均有這樣的規程,如NFPA99C根據美國國內醫用氣體方面材料、技術等的發展狀況,每三年更新一次,這也給相關設備、產品的制造提供了很有用的指導。英國的HTM2022規范則包含了聲明、習慣作法、設計、運行、管理五個方面的內容,非常詳盡。

    根據當前國內的經濟水平,以及各地區發展不平衡的情況,筆者建議國家規范的制訂應考慮到不同層次的要求(如按照當前醫院分級制來區分等),并根據相關設備、材料的發展情況、國民經濟的發展情況等,定期或不定期更新版本。

本文僅就筆者在設計工作中遇到的典型問題作一介紹,難免管窺蠡測,不當之處與未反映的問題,敬請大家補正并與筆者交流。

    參考文獻:

    1、YY/T 0186-94《醫用中心吸引系統通用技術條件》

    2、YY/T 0187-94《醫用中心供氧系統通用技術條件》

    3、GB50333-2002《醫院潔凈手術部建筑技術規范》

    4、Health Technical Memorandum 2022 Medical gas pipeline system  
       Management policy

       Validation and verification

       Good practice guide

       Design considerations

       Operational management

         (Crown copyright 1994)

    5、NFPA99C Gas and Vacuum Systems (2002 edition)

    6、GBJ16-87《建筑設計防火規范》(2001年版)

    7、GB50045-95《高層民用建筑設計防火規范》(2001年版)

    8、GB50030-91《氧氣站設計規范》

    9、YY/T0298-1998《醫用分子篩制氧設備通用技術規范》

    10、《關于醫用氧氣管理問題的通知》國食藥監辦[2003]144號 2003.07.10

    作者通訊地址:

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