【优秀论文】康复医院医用气体系统的设计与常规配置

1.1 国外研究进展供氧系统站房

疫情期间武汉某医院是 700 张床位，每个床位都要 吸氧，危重症患者几乎都要用呼吸机。呼吸机对用氧压 力有要求，一般要在 0.4 Mpa 以上 ^[2-3]。极端使用情况下 （使用量达到日常使用峰值的10 倍）压力上不去，流量跟不上，汽化器已经完全结冰，调节阀组严重结霜，后来通过对医用气体系统进行改造，增加液氧罐、汽化器，提高整个系统的压力到 1.0 Mpa 才解决问题，与此同时，备用汇流排每天使用的氧气瓶高达 400 瓶左右。参考以上数据建议，主供氧源及备用供氧源采用液氧罐供氧，至少设置 2 台5m³ 液氧罐，2 台500 Nm³ /h 汽化器，互为备用 ；同时应急氧源采用2×20瓶汇流排供氧。

1.2 用氧量计算

医院医用氧气用量计算需要参照 GB50751-2012《医用 气体工程技术规范》^[4] 附录 B医用气体气源流量计算表，见表1，表中对各功能区域的各种医用气体用气流量有明确的数量值，利用这些数据结合康复医院各个功能区域的床位分布数，见表 2，再利用公式 (1) 可计算出用氧量^[5]。医用气体系统气源流量计算，见公式 (1)。 

Q=Q_a+Q_b(n-1)η        (1) 式中 ：

Q——气源计算流量，L/min ；Q_a——终端处额定流量，L/min；Q_b——终端处计算平均流量，L/min；n—— 床位或计算单元的数量 ；η——同时使用系数 ；

注：^①表示HDU（high dependency unit）是生命体征稳定的 ICU患者往普通病房过渡的一个桥梁病房，继续按照ICU标准 24 h密切监测患者生命体征，同时积极开展康复类治疗。

其中，Qa、Qb、η 根据 GB50751-2012《医用气体工 程技术规范》附录 B 医用气体气源流量计算表取值（表 1）。 

根据表 2 可以看出，普通护理单元 400 张床位、高压氧舱36人、抢救室4人、手术室5间、苏醒室3张床位、10 张 ICU 床位、32张HDU床位。将这些数据结合医用气体气源流量计算表，利用公式 (1)，计算出各区域具体用气量，如表3所示。

注：手术室标准同时使用系数表1中是75%，考虑余量按 100%计算；氧疗中心、HDU科室床位用氧量参照ICU床位用 氧量计算。

另外，为了应对极端情况，增加考虑呼吸湿化治疗 仪、呼吸机等高流量设备：本项目按每护理单元 2 台、手术室、ICU、HDU 每张床位1台高流量设备计算共计机 64 台，每台设备按照正常使用流量 30 L/min（高流量设备实际峰值可达 60 L/min），按同时使用系数 75% 计算，用氧量 64×30×75%=1440 L/min。因此康复医院整个院区使用氧气总流量为表格中所有区域的流量总和以及额外考虑的高流量设备的流量总和，相加为 2721.1 L/min。

1.3 导管设备 

1.3.1 管道布置 

自液氧供氧站建议设置分气缸，从分气缸至氧疗中心 设置一路专用氧气管道 ；手术室、ICU、HDU 设置一路专 用氧气管道 ；普通护理单元设置一路供氧管道 ；再引出一 路专供手术室、ICU、HDU 的应急氧气管道 ；另外预留一 路备用应急氧源管道。其中手术室、ICU、HDU 氧气管道 在各区域预留阀门。 

1.3.2 管径 

依据管径计算的数学公式，按照已知参数，计算出符 合临床需求压力，流量所需要的管径内径值^[6]。管径计算 见公式 (2)。

式中，d——管道内径，mm ；V——气体在标准状态 下的体积流量，Nm³/h ；T_m——管内气体平均温度，K—— 常温管道可按 40℃计算 ；W_R——气体实际流速，m/s, 常规 气体流速可按照 10~20 m/s 计算 Pm——管内气体的平均压 力，MPa。 

管内气体的平均压力，见公式 (3)。

式中，P1—— 管道始端压力，MPa ；P2——管道末端 压力，MPa。 

气体在标准状态下的体积流量，见公式 (4)。

式中，P₀ =0.1 MPa ；T₀=273 K。 

根据各总管的用气流速和压力等已知数据可计算得出 各个区域的氧气管道内径，结合常用脱脂紫铜管型号 ^[7-8]， 可得出氧疗中心专用氧气管道宜采用 φ42×1.5 脱脂紫铜 管 ；手术室、ICU、HDU 氧气管道采用 φ42×1.5 脱脂紫 铜管 ；普通护理单元氧气管道采用 φ42×1.5 脱脂紫铜管 ；护理单元走廊水平管路全部采用 φ16×1 脱脂紫铜管 ；进 房间管道全部采用 φ8 脱脂紫铜管等。

1.3.2 管道设备

中心供氧系统管道每护理单元设置氧气二级减压箱 1 台，减压箱内置双回路，一路供气、一路备用；氧疗中心、手术室设置大流量二级减压箱。减压箱应设旁通装置，减 压箱更换或维修时不停止供气。

另外建议每个单元安装压力传感器以及报警装置，纳 入医院信息管理系统。有条件可以增设氧气流量计，便于 科室单独计量、成本核算，另外流量计也可以考虑纳入信 息管理系统。

2.1 吸引系统中心站房 

吸引中心站房建议使用油式真空泵、自动控制系统、细菌过滤器、废气处理系统、真空罐等设备构成 ^[9-10]。真空泵建议选用 2~3台，每台泵流量不小于 300m³/h，一用一备或者两用一备。真空罐选用 2 m³ 真空罐2~3台，真空罐符合GB150的标准要求。自动控制系统设置需要既能手动控制每台真空泵的运转，又能通过压力自动控制真空泵的运转，单台泵维修时不影响整个系统的运行。另外条件允许的情况下，可以配置压力传感器等实时监控真空系统设备的运转和压力情况。为保证排气口细菌含量符合要求 不造成环境污染，需要配置细菌过滤器，并增加废气处理系统，消除废气中可能夹带的病毒、细菌等微生物，建议选择的废气处理系统包含废气监测以及对装置灭菌效果监测与报警装置。另外排废气口参照标准要求，需要远离建筑物的门窗等，至少3m以上距离。

如果有感染病房或者发热门诊区域，建议这些区域独 立设置管道，独立设置负压吸引机组。

2.2 用气量计算

床位布置以及用气量计算方法参照医用氧气系统，重 点区域局部放大系数，各区域用气量如表 4 所示。

综合上表中的数据，康复医院整个院区使用负压气体总流量为2813L/min。

2.3 力反馈系统 

2.3.1 管道布置 

自真空罐引出至少3路管道，手术室、ICU、HDU 一路吸引系统管道；普通护理单元一路吸引管道，预留一路备用应急负压吸引管道 ^[11]。手术室、ICU、HDU吸引管道在各区域预留阀门。 

2.3.2 管径 

依据1.3.2部分的数学计算公式，按照已知流量、压力等参数，计算出各个区域需要的管道内径，结合常用脱脂紫铜管型号，可得出手术室、ICU、HDU 一路吸引系统管道宜采用 φ54×2 脱脂紫铜管，普通护理单元一路吸引管道宜采用 φ48×2 脱脂紫铜管，护理单元走廊水平管路全 部采用 φ28×1.5 脱脂紫铜管，进房间管道全部采用 φ10 脱脂紫铜管。

2.3.3 管道设备 

每护理单元设置吸引维修阀门，建议每个单元安装压 力传感器以及报警装置，纳入医院信息管理系统。

3.1 压缩空气站房

压缩空气站房设计采用无油式空压机组 2~3 台，每台流量不低于1.5m³/min ；空气后处理选用无热再生吸附式干燥机，同时设置3级过滤器，过滤精度达到0.01μm。 

3.2 用气量计算 

压缩空气系统仅设计手术室、ICU、HDU 区域。床位 布置以及用气量计算方法参照医用氧气系统，各区域用气 量如表 5 所示。

综合上表中的数据，康复医院整个院区使用医用压缩 空气总流量为1225L/min。

3.3 管道

3.3.1 管道布置 

手术室、ICU、HDU 一路空气管道，预留一路备用应 急医用压缩空气管道。 

3.3.2 管径 

同样依据 1.3.2 部分的数学计算公式，按照已知流量、 压力等参数，计算出需要的管道内径，结合常用脱脂紫铜 管型号，可得出手术空气管道宜采用 φ35×1.5 脱脂紫铜管， 空气管道仅在各区域预留阀门。

每科室需要设置医用气体监控控制箱、实时监视各系统的压力，有异常时能够及时提醒使用以及维护人员。有条件的医疗机构应设置医用气体监控系统，能够实时显示机房以及各病区设备的运行状态^[12-15]，而且可以监控各部 门医用气体系统流量以及压力，在医院信息系统内能够预警以及便于汇总统计。

医用气体系统设计的基本技术要求，主要包括以下 6 项： 

（1）按照医药卫生行业内标准要求，医用氧气、负压、压缩空气系统管道应符合 YS/T650《医用气体和真空无缝钢管》和 GB/T1527-2006《铜和铜合金拉制管》技术要求，并保证医用氧气系统、医用压缩空气系统管道平均每小时泄漏 率不大于0.5% ；医用中心吸引系统管道增压率≤0.18%/h。

（2）医用气体管道必须可靠接地，接地电阻不大于4 Ω。 

（3）医用气体系统管道不允许和燃气管等共架铺设， 必须共架时候要保持至少0.5m的间距，而且共架部分不能有阀门及连接接头等。当然也不允许和强弱电缆共架铺设及交叉，防止漏电火花击穿管道造成事故^[16]。 

（4）医用气体系统管道在穿墙时，应外穿套管，在套管内的管段不得有焊缝及接头等。 

（5）医用气体系统管道不得铺设在建筑物结构内或铺设在没有检查门或检查口的管道井内，不允许与供电线路 铺设在同一管道井内。 

（6）其他未尽事宜请参考 GB50751-2012《医用气体工程技术规范》中的具体要求。

综上所述，本文综合考虑医用气体极端使用情况下，通过计算康复院区的用气量和管道内径等具体数据，深入分析了我院康复院区医用气体系统的设计方案，确定康复院区常规配置及基本技术要求。由于各医院规模和医疗技 术的差异，医用气体系统的具体参数、常规配置要求不尽相同，但需要关注与思考的参数项是一致的，希望在今后医院医用气体系统的设计过程中给大家带来帮助。

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