当前医用气体建设中的若干问题与建议_中国卫生工程网中国医院协会医院建筑系统研究分会

当前医用气体建设中的若干问题与建议: 日期：2010-03-09 13:09来源：《中国医院建筑与装备》:王宇虹林在豪:

医用气体的供应情况与病人生命直接相关，具有非常重要的作用。在美、英等国家，对其设计、制造及使用的过程均有严格且详细的规范要求，而我国在该方面落后很多。目前在用的Y

当前医用气体建设中的若干问题与建议

上海现代设计集团 (王宇虹) 华东建筑设计研究院有限公司(林在豪)

    医用气体的供应情况与病人生命直接相关，具有非常重要的作用。在美、英等国家，对其设计、制造及使用的过程均有严格且详细的规范要求，而我国在该方面落后很多。目前在用的YY/T0186-94[1]及YY/T0187-94[2]规范，由于时间较久，仅针对两种气体，已不能适应今日医院建设的需要。某些相关规范，对医院设计并不完全适用，各规范之间也存在有矛盾的地方。相关新产品由于缺乏规范指导，无法合理使用或被不恰当地使用的现象较多。
    当前正值我国医院建设的高峰时期，新建及改扩建医院大量上马，就笔者了解的情况，其医用气体建设的平均水平不容乐观。由于缺乏规范指导，医用气体从设备及产品制造、设计、施工验收、管理等方面均存在一系列的问题，建设方的重视程度也普遍不够，在总投资中的预算比例偏低。以下是笔者在设计工作中遇到的部分问题及设想，与大家商榷。
    1、气体消耗量
    1.1、气体消耗量计算指标
    不同种类的医用设备或气体用途消耗量也不同，除GB50333-2002[3]对洁净手术部的规定外，目前缺乏针对医用气体系统的较权威、对设计有指导作用的统一规定。
    1.2、同时使用系数
    国内可查的规范中，只有GB50333-2002对洁净手术部作了规定，也有的手册就其它使用给出了较粗糙的范围。对于不同类型的医院、不同种类的医疗建筑，其医用气体的同时使用情况不相同，全天使用状况分布也不同。
实际中我们采用了一些医院的统计指标和常用设备的推荐指标来确定计算流量、全天用量和周使用量。缺乏指导性数据容易给气体用量计算带来较大的随意性。
    2、气体系统
    2.1、麻醉废气处理
    针对该气体系统目前无规定，在建医院内各种作法都有，非常混乱。缺少该系统的医院很多。
    建议优选独立设置的麻醉废气处理系统，并参照HTM2022[4] 的有关规定。
    2.2、压缩空气、及其它气体系统的压力级制
    除真空、氧气外，其它气体由于没有系统的规范，只是某些使用部门有针对性的压力要求，易造成设计中如压缩空气等系统的压力级制选择不统一。
    3、气源及设备
    由于各种医用气体纯度、杂质含量及污染物浓度没有被限定，给设计、新设备的使用带来了困难。
    3.1、氧气源
    3.1.1、氧气汇流排
    由于供应能力有限，操作工作量大，目前一般只在小规模医院或用量少的单体建筑中采用。
    但在使用中，有的汇流排未使用自动切换控制装置，降低了供气的可靠性。而在用的具有自动切换能力的汇流排，大部分是使用电力进行自动切换的。若按NFPA99C[5]的规定，汇流排应为具自动切换能力且不使用电的控制装置。不使用电的原因是防止其用于含氧气体时，产生意外。
    3.1.2、液氧贮罐
    使用液氧罐气源品质有保证，供应安全可靠，调峰能力强，使用管理上国内已有长期经验，应是推荐使用的方案。设计中在对其位置要求的规定中，现行各规范之间有冲突。
    《建筑设计防火规范》[6]中无特殊规定，《高层民用建筑设计防火规范》[7]规定当液氧贮罐<3.0m3时，可以与建筑物贴邻设置，但对于高层医疗建筑，一般的需求量均超过3.0m3，此时设置距离若按照《氧气站设计规范》[8]为30m或50m。而参照YY/T0187-94的行业规范，当液氧贮罐>0.5 m3时，安全距离是7.5m。
    3.1.3、变压吸附式制氧机
    此类设备标称制氧浓度正常情况下在90-95%之间，制氧机配备后续的压缩充瓶设备后，通过低负荷时对钢瓶充气，高峰时通过氧气汇流排外供的方法，可具备调峰供应能力。目前国内已有医院开始使用。优点是使用成本较低。
    笔者认为应用于医院时，根据负荷调峰及安全的需要，应设置至少两套机组，并需加上后续的压缩充瓶设备。因此对设备内部的自动控制功能要求较高，设备运行时的管理维护工作量也较大。
    由于国内没有用于医院的该类产品详细规范，YY／T0298-1998 [9] 仅给出了一个标准限定范围，其设备生产、应用的范围无法控制。设备缺乏医院的长期运营经验，分子筛制氧机生产的氧气质量无规定的标准（国食药监办[2003]144号 [10] 文）。
    有医院将分子筛制氧机设于建筑物内部，与现行《氧气站设计规范》规定不符，也产生了安全隐患。如压缩充瓶间按GB50030-91规范，不应设于建筑物内部。该类制氧站设计时，因缺乏规范指导，应谨慎处理有关问题。
    笔者的意见是基于国内的现状，可作为液态氧的替代产品，或在较高等级的医院中，有限定范围地使用。
    3.2、真空气源
    3.2.1、水环式真空泵
    因结构简单、维护方便等优点成为粗真空供应中大量使用的设备，笔者曾在较多医院中见到正在服役的该种设备。但由于其密封、冷却液体直接接触真空废气，废水的处理相对困难。除非真空泵排水已采用非常可靠的废水处理措施，否则不应将其用于医院中，易成为各种传染病的传染源。
    3.2.2、滑片、滑阀式真空泵
    若真空系统亦用于麻醉废气的处理时，有可能吸入含氧量高的气体，为安全起见，此种情况下，应按NFPA99C的规定，应使用不用油密封的干式真空泵。设计中建议设独立的麻醉废气处理系统。
    3.2.3、真空泵的排气处理
    目前一般的作法是直接排放。因为负压气体可能与病人直接接触，若排放位置不当，真空泵的排气有可能成为SARS、结核等这类可经空气传播的传染性疾病的二次污染源。更有医院因为真空泵站位置设置的不当，真空泵排气与空压机进气未严格区分，致使压缩空气气源有被真空废气污染的可能。
    HTM2022(Design considerations)则规定了真空系统应设有细菌过滤器。若按此标准，过滤器产品亦需要有相应标准，如产品正常工作时的指示装置等，以使其能起到应有作用，并不致对真空泵的正常工况有影响。
    3.2.4、关于真空压力
    国内现行规范规定的真空压力为-0.02 － -0.07MPa，这一标准与NFPA99C规定的380-760mmHg（外科手术用真空）范围有所不同，这一真空度要求有可能不甚合理。
    3.3、压缩空气气源
    医用压缩空气洁净度要求很高，因为没有医疗专用空压机产品或产品规定，设计中只能选用通用工业产品通过后续的干燥过滤设备处理。
    目前新建的医院设计中都已不再使用活塞式压缩机而大量使用螺杆式压缩机。但由于无油螺杆机组或其它无油机组价格很高，致使喷油螺杆式机组在医院中用量很大。而喷油螺杆式压缩机的出口空气仍有一定的含油量，后续的干燥过滤设备负荷也较大。若设计不够合理或设备选择不当，压缩空气品质仍然达不到规定的要求。
一般压缩机的出口经冷冻干燥、粗过滤、精细过滤、除味过滤处理或其它等效处理程序，可达到医用压缩空气要求。在设备选用上，以过滤器为例，应使用带有差压表或其它能明确指示滤芯寿命的设备。即便如此，因为一般过滤器都不具有滤芯寿命报警能力，故加强机组的运行管理将非常重要。
    4、输配系统
    4.1、管路压力损失问题
    医用气体管道直径的选择应以控制管网总阻力损失，保证终端供应要求为前提，由于气体供应的规模、型式、压力、距离、流量要求等情况各不相同，不能简单地按经济流速选择。真空管路若不按流导计算或考虑，管径也容易选择失误。
    在现有的医院设计中，医用气体管道直径偏小，致使终端的流量与压力难以保证的情况时有发生。建议有条件的单位可以针对医用气体管路开发专用的水力计算软件。
    4.2、分级调压问题
    氧气、压缩空气设计中，国内的一种习惯作法是以高于终端使用压力供气，在每个用气单元层前设置一个二次调压装置，降低压力后供终端使用。
    若管系的流量及总阻力损失控制在允许范围内时，二次调压可以不设。
    4.3、管材选用、焊接与保护
    笔者认为医用气体管道应首选铜管，除大家公认的优点外，也因不锈钢管道焊接时更易产生焊渣，若未完全清理，用于氧气输送时易引起危险。
    铜管焊接连接时，应遵照铜管的有关规范，规定铜管采用硬钎焊连接，使用含银钎料。
    NFPA99C有条款规定在管道焊接时，使用氮气保护焊接，但实际操作时的成本太高。
    4.4、管道着色规定
    目前的情况较混乱，各种着色方法及采用的颜色均有，应尽快作出统一的规定。笔者建议采用ISO的相关规定。
    5、终端装置
    5.1、终端数量及设备
    针对各种功能、用途、种类的用气情况，应设置何种种类、数量的终端，目前缺乏规定或指导意见。终端结构无统一规定。
    HTM2022就终端产品的结构与尺寸、性能等都有详细的规定。
    5.2、终端口径
    与NFPA99C规定的终端口径相比，国内有些产品采用的口径偏小，这也对保证终端用气压力及流量不利。
    5.3、气体泄漏的防止措施
    如NFPA99C规定了终端的保护装置，在终端内部有两套自动保护阀，其能保证在较易损伤的第一阀损坏时，第二阀保证气体不会泄漏。这一规定的优点是在满足使用性的同时，易于维修，降低了管路压力损失。
    国内由于没有相关产品规范，终端内部构造各不相同，一般是只有一个保护阀。设计中因要考虑维修问题，通常采用的一个办法是在进病房的地方设置切断保护阀门，维护时不够方便，影响别的终端的正常使用，也易对终端处的压力流量产生影响。
    5.4、终端处的压力要求
    当终端处的压力波动较大时，至少将影响终端用气配比，以及气体计量的准确性。应对此予以规定。如NFPA99C规定了ICU的氧气供应，应能满足终端使用至少前3秒时，应能维持170l/min的流量而压力不降低。当负压终端以85l/min工作时，相邻终端的压力不得高于300mmHg。
    当前国内医用气体建设中，存在的问题很多，设计的水平也参差不齐，其根源在于我们没有一个完善的医用气体设计及施工验收规程的支持指导。
    在发达国家均有这样的规程，如NFPA99C根据美国国内医用气体方面材料、技术等的发展状况，每三年更新一次，这也给相关设备、产品的制造提供了很有用的指导。英国的HTM2022规范则包含了声明、习惯作法、设计、运行、管理五个方面的内容，非常详尽。
    根据当前国内的经济水平，以及各地区发展不平衡的情况，笔者建议国家规范的制订应考虑到不同层次的要求（如按照当前医院分级制来区分等），并根据相关设备、材料的发展情况、国民经济的发展情况等，定期或不定期更新版本。
本文仅就笔者在设计工作中遇到的典型问题作一介绍，难免管窥蠡测，不当之处与未反映的问题，敬请大家补正并与笔者交流。
    参考文献：
    1、YY/T 0186-94《医用中心吸引系统通用技术条件》
    2、YY/T 0187-94《医用中心供氧系统通用技术条件》
    3、GB50333-2002《医院洁净手术部建筑技术规范》
    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《建筑设计防火规范》（2001年版）
    7、GB50045-95《高层民用建筑设计防火规范》（2001年版）
    8、GB50030-91《氧气站设计规范》
    9、YY／T0298-1998《医用分子筛制氧设备通用技术规范》
    10、《关于医用氧气管理问题的通知》国食药监办[2003]144号 2003.07.10