醫(yī)院建筑設(shè)備自動(dòng)化的設(shè)計(jì)

單志勇

醫(yī)院建筑設(shè)備自動(dòng)化的設(shè)計(jì)

單志勇①

根據(jù)醫(yī)院智能化工程的要求，提出對(duì)醫(yī)院大樓建筑設(shè)備的自動(dòng)化控制的設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)方案能實(shí)現(xiàn)對(duì)醫(yī)院建筑設(shè)備分散控制集中管理，提高現(xiàn)代化管理水平。

樓宇自動(dòng)化；智能化；醫(yī)院智能化；BA；BAS

[First-author's address]Department of Medical Equipment Management,Nantong Sixth People’s Hospital,Nantong 226003, China.

隨著醫(yī)院工程行業(yè)的迅速發(fā)展，現(xiàn)代化醫(yī)院建筑對(duì)智能化的要求也越來(lái)越高，許多醫(yī)院都積極實(shí)施智能化系統(tǒng)。同時(shí)，隨著信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，整體化的醫(yī)療建筑電氣控制設(shè)備吸納了先進(jìn)的多媒體技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，為現(xiàn)實(shí)醫(yī)院的建筑智能化提供了必要的軟硬件。目前，我醫(yī)院整體搬遷，對(duì)醫(yī)院新建大樓進(jìn)行了設(shè)備自動(dòng)化設(shè)計(jì)，介紹如下：

1 系統(tǒng)概述和總體目標(biāo)

我院樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱BA系統(tǒng))通過(guò)對(duì)大樓內(nèi)機(jī)電設(shè)備進(jìn)行集中監(jiān)視、遙控、聯(lián)動(dòng)控制、管理以及IBMS智能化集成平臺(tái)，滿足大廈內(nèi)部各個(gè)功能單元的舒適和安全的需要。通過(guò)合理調(diào)度、節(jié)能措施降低管理費(fèi)的目的并延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命、提高醫(yī)院大樓安全性。自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

BA系統(tǒng)的設(shè)計(jì)充分體現(xiàn)了先進(jìn)性、實(shí)用性、開(kāi)放性和可擴(kuò)展性、可靠性、安全性、經(jīng)濟(jì)性、易維護(hù)性．BA系統(tǒng)要求能對(duì)樓宇的中央空調(diào)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)、變配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)與控制、管理、故障報(bào)警、報(bào)表報(bào)告與記錄顯示。

2 系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)

2.1 空調(diào)冷源部分的自控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)以下功能

冷凍水泵、冷卻水泵、閥門及冷卻塔風(fēng)機(jī)與冷水機(jī)組主機(jī)的聯(lián)動(dòng)控制和故障保護(hù)。監(jiān)測(cè)冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔風(fēng)機(jī)、閥門、冷水機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)、過(guò)載報(bào)警、故障狀態(tài)和手自動(dòng)開(kāi)關(guān)狀態(tài)，啟?？刂?。冷凍泵開(kāi)機(jī)次數(shù)和運(yùn)行時(shí)間、耗電量累計(jì)；冷卻泵開(kāi)機(jī)次數(shù)和運(yùn)行時(shí)間、耗電量累計(jì)。通過(guò)通訊接口監(jiān)測(cè)冷水機(jī)組冷凍、冷卻水流狀態(tài)、蒸發(fā)器進(jìn)出水口水溫、蒸發(fā)器進(jìn)出水壓力、壓差；冷凝器進(jìn)出口水溫、冷凝器進(jìn)出水壓力、壓差；蒸發(fā)／冷凝器壓力、排汽溫度及壓力、油壓及油溫、電機(jī)負(fù)載百分比，運(yùn)行時(shí)間累計(jì)、啟動(dòng)次數(shù)累計(jì)，小時(shí)負(fù)荷率記錄累計(jì)，故障顯示；電流、電壓及用電量限制設(shè)定、用電量（KWH）累計(jì)等。根據(jù)事先設(shè)定的工作日及節(jié)假日作息時(shí)間表，定時(shí)啟停機(jī)組。

圖1 自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

2.2 新風(fēng)機(jī)組控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)以下功能

大樓室外設(shè)置高精度室外溫濕度傳感器若干，24 h收集基本數(shù)據(jù)、為空調(diào)運(yùn)行提供依據(jù)。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各樓層新風(fēng)機(jī)的啟停運(yùn)行狀態(tài)、故障報(bào)警、手自動(dòng)開(kāi)關(guān)狀態(tài)、送風(fēng)溫度。聯(lián)鎖控制：風(fēng)機(jī)、水閥聯(lián)鎖控制，停風(fēng)機(jī)時(shí)自動(dòng)關(guān)閉水閥，風(fēng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，延時(shí)自動(dòng)打開(kāi)水閥。根據(jù)事先設(shè)定的工作日及節(jié)假日作息時(shí)間表，定時(shí)啟停機(jī)組。當(dāng)新風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，能自動(dòng)報(bào)警，提請(qǐng)相關(guān)人員進(jìn)行維修、開(kāi)關(guān)。自動(dòng)監(jiān)視新風(fēng)機(jī)組的過(guò)濾網(wǎng)兩端壓差，兩端阻力超出設(shè)定值時(shí)報(bào)警，便于有關(guān)人員及時(shí)更換、清洗、保證過(guò)濾效果。系統(tǒng)采集室外溫濕度參數(shù)，系統(tǒng)具有最優(yōu)啟?？刂婆c焓值控制及其他的節(jié)能控制功能。各空調(diào)機(jī)組的參數(shù)設(shè)定值由中央站進(jìn)行設(shè)定，由DDC自動(dòng)控制。

2.3 空調(diào)機(jī)組實(shí)現(xiàn)如下的控制功能

自動(dòng)監(jiān)視風(fēng)機(jī)啟停及工作狀態(tài)、故障報(bào)警和手自動(dòng)開(kāi)關(guān)狀態(tài)、送風(fēng)溫度、回風(fēng)溫度、開(kāi)啟次數(shù)和運(yùn)行時(shí)間累計(jì)。自動(dòng)監(jiān)視回風(fēng)溫度，根據(jù)回風(fēng)溫度，自動(dòng)比較溫度的設(shè)定值，按照PID模式自動(dòng)調(diào)節(jié)控制冷水或熱水兩通閥的開(kāi)度，維持回風(fēng)溫度在設(shè)定范圍內(nèi)。系統(tǒng)將采集典型室外溫濕度參數(shù)，供系統(tǒng)作最優(yōu)啟?？刂婆c焓值控制及其他的節(jié)能控制。同時(shí)，空氣處理機(jī)組風(fēng)機(jī)采用變頻控制器實(shí)行季節(jié)性分階段調(diào)節(jié)風(fēng)量。聯(lián)鎖控制：風(fēng)閥與風(fēng)機(jī)、水閥聯(lián)鎖控制，停風(fēng)機(jī)時(shí)自動(dòng)關(guān)閉新風(fēng)閥及水閥，風(fēng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，延時(shí)自動(dòng)打開(kāi)風(fēng)閥。自動(dòng)監(jiān)視空調(diào)機(jī)組的過(guò)濾段濾網(wǎng)兩端壓差，兩端阻力超出設(shè)定值時(shí)報(bào)警，便于有關(guān)人員及時(shí)更換，保證過(guò)濾效果。

2.4 送排風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)以下功能

BAS需對(duì)送風(fēng)機(jī)、排風(fēng)機(jī)及排煙兼排風(fēng)機(jī)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)以下功能：自動(dòng)監(jiān)測(cè)各個(gè)送排風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)、故障報(bào)警和手自動(dòng)開(kāi)關(guān)狀態(tài)。運(yùn)行時(shí)間累計(jì)。應(yīng)能在火災(zāi)時(shí)由消防控制信號(hào)直接啟停風(fēng)機(jī)。

2.5 給排水系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)以下功能：

給排水系統(tǒng)包括生活給水系統(tǒng)、熱水循環(huán)水泵、集水井和污水泵等設(shè)備。BAS應(yīng)實(shí)現(xiàn)以下功能：所有生活水池水箱的水位檢測(cè)、自控、報(bào)警。對(duì)所有水泵的開(kāi)停及運(yùn)行時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。所有污水處理設(shè)備高低水位檢測(cè)、報(bào)警。所有集水坑的水位檢測(cè)、自控、報(bào)警。生活給水采用恒壓供水方式，由廠家成套提供恒壓控制裝置，BAS只監(jiān)不控。BAS自動(dòng)監(jiān)測(cè)生活水池的液位信號(hào)、供水壓力、變頻頻率反饋等模擬信號(hào)，檢測(cè)水泵運(yùn)行、故障狀態(tài)。

2.6 變配電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的監(jiān)控功能

變配電系統(tǒng)主要對(duì)低壓配電柜的重要出線回路電量參數(shù)、變壓器、超溫報(bào)警等進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，BAS只監(jiān)不控。監(jiān)視和報(bào)警參數(shù)通過(guò)通訊接口進(jìn)行，即只須從變配電現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控計(jì)算機(jī)上通過(guò)通訊接口方式讀出。接口類型暫定為MODBUS。

2.7 照明系統(tǒng)的控制功能

照明系統(tǒng)包括室內(nèi)公共照明和室外照明。BAS通過(guò)時(shí)間程序結(jié)合光照度對(duì)照明進(jìn)行控制。按照預(yù)先設(shè)定的時(shí)間表和室外照度，對(duì)公共通道實(shí)現(xiàn)分區(qū)、分時(shí)控制。自動(dòng)控制環(huán)境照明的開(kāi)啟和關(guān)閉。系統(tǒng)對(duì)各個(gè)照明回路的運(yùn)行狀態(tài)、故障狀態(tài)進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)視，出現(xiàn)故障自動(dòng)報(bào)警，顯示報(bào)警內(nèi)容。顯示各路照明累積運(yùn)行時(shí)間，以便相關(guān)人員及時(shí)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行保養(yǎng)和維護(hù)。2.8 電梯系統(tǒng)監(jiān)控內(nèi)容

無(wú)論是垂直電梯或自動(dòng)扶梯，監(jiān)視電梯的運(yùn)行狀態(tài)，包括樓層顯示，上下行狀態(tài)，故障報(bào)警。開(kāi)列歷史記錄及維護(hù)保養(yǎng)清單；電梯的累積運(yùn)行時(shí)間由中央站記錄；按時(shí)間程序、節(jié)假日可設(shè)定電梯運(yùn)行；同時(shí)與火災(zāi)報(bào)警聯(lián)動(dòng)。

2.9 醫(yī)用氣體監(jiān)測(cè)：監(jiān)測(cè)醫(yī)用氣體的流量、壓力并對(duì)其統(tǒng)計(jì)分析

3 設(shè)計(jì)的應(yīng)用效果分析

3.1 利用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)組成的高度自動(dòng)化的綜合管理系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)分散于建筑物內(nèi)外的機(jī)電設(shè)備進(jìn)行分散控制、統(tǒng)一管理。

3.2 自動(dòng)監(jiān)視并控制各種機(jī)電設(shè)備的啟停顯示并打印當(dāng)前的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，以便于大樓的管理人員對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作并監(jiān)視設(shè)備運(yùn)行情況，并提高整體管理水平。

3.3 自動(dòng)檢測(cè)、顯示、打印各種機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)、歷史及趨勢(shì)。

3.4 可以根據(jù)環(huán)境因素、負(fù)載變化等情況自動(dòng)調(diào)節(jié)各種設(shè)備、使設(shè)備保持最佳運(yùn)行狀態(tài)。

3.5 能源管理：現(xiàn)在各家醫(yī)院都要求成本化管理，通過(guò)對(duì)設(shè)備的科學(xué)運(yùn)行管理，減低能耗，并對(duì)水電氣等能自動(dòng)計(jì)量，以實(shí)現(xiàn)能源管理自動(dòng)化。

3.6 設(shè)備管理：包括對(duì)設(shè)備檔案、設(shè)備運(yùn)行報(bào)表和設(shè)備維修的管理起到非常大的作用。

按該建筑設(shè)備自動(dòng)化的設(shè)計(jì)方案，已經(jīng)在我院得到實(shí)施并啟用，BA系統(tǒng)可以根據(jù)實(shí)際的使用情況自動(dòng)調(diào)節(jié)設(shè)備運(yùn)行，節(jié)約能耗，防患于未然，并減輕醫(yī)院工作者的勞動(dòng)負(fù)擔(dān)，設(shè)備的維護(hù)工作都能自動(dòng)完成，確保醫(yī)院大樓有一個(gè)舒適清潔的生活和工作環(huán)境。

[1]陸偉良.實(shí)用醫(yī)院智能化系統(tǒng)工程[M].東南大學(xué)出版社,2008:118-146.

[2]許偉明.新編城市智能化建設(shè)指南[M].建筑科技電子出版社,2007:56-78.

[3]李康.醫(yī)院信息化建設(shè)與應(yīng)用管理[M].人民軍醫(yī)出版社,2004:32-46.

[4]吳曉林.建筑智能化系統(tǒng)[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2006:86-112.

[5]潘瑜青.智能建筑計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)[M].中國(guó)電力出版,2005:76-102.

Design of automation for hospital buildings

SHAN Zhi-yong

In accordance with the hospital requirement of computerized project, we propose a design for the automatic control of architectual equipment in the hospital. The design can achieve decentralized control and centralized management of hospital architectural equipment and improve the level of modern management. [Key words] Building automation; Inteligence; Intelligent hospital; BA; BAS

1672-8270(2010)09-0045-03

TH 774

B

單志勇,男,(1954- ),本科學(xué)歷，高級(jí)工程師。青海省人民醫(yī)院設(shè)備管理處處長(zhǎng)、設(shè)備采購(gòu)中心主任，主要從事醫(yī)療設(shè)備維修、計(jì)量和管理工作。

2010-05-21

①江蘇省南通市第六人民醫(yī)院設(shè)備科 江蘇 南通 226003

China Medical Equipment,2010,7(9):45-47.