醫(yī)用制氧機系統(tǒng)消防設(shè)計探討

●王學(xué)軍，果永紅，楊 莉

(滄州市消防支隊，河北 滄州 061000)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展進步，醫(yī)院的供氧系統(tǒng)已經(jīng)由最初的移動式氧氣瓶供氧、液氧儲罐集中供氧發(fā)展到了目前的醫(yī)用制氧機集中供氧系統(tǒng)。該系統(tǒng)無論是從經(jīng)濟、實用還是從安全角度均優(yōu)于前兩者，因此，在國內(nèi)已逐步為大中型醫(yī)院所接受。但是，我國現(xiàn)行《建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB50016－2006(以下簡稱《建規(guī)》)和《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB50045－95(2005年版)(以下簡稱《高規(guī)》)對醫(yī)院供氧系統(tǒng)的設(shè)計均未作出明確合理的規(guī)定，這就給消防設(shè)計、審核驗收和監(jiān)管帶來一定的難度。如何合理地解決這一問題，筆者根據(jù)調(diào)研情況作具體論述。

1 消防技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對醫(yī)院供氧系統(tǒng)的規(guī)定

《建規(guī)》和《高規(guī)》對醫(yī)院供氧系統(tǒng)的規(guī)定只停留在液氧儲罐與建筑物的防火間距上。如《建規(guī)》第4.3.4條規(guī)定總?cè)莘e小于等于3m3的液氧儲罐與其使用建筑的防火間距應(yīng)符合下列規(guī)定:當(dāng)設(shè)置在獨立的一、二級耐火等級的專用建筑物內(nèi)時，其防火間距不應(yīng)小于10m;當(dāng)設(shè)置在獨立的一、二級耐火等級的專用建筑物內(nèi)，且面向建筑物一側(cè)采用無門窗洞口的防火墻隔開時，其防火間距不限;當(dāng)?shù)蜏貎Υ娴囊貉鮾薏扇×朔阑鸫胧r，其防火間距不應(yīng)小于5m。當(dāng)液氧儲罐的容量超過3m3時，則應(yīng)按《建規(guī)》第4.3.3條規(guī)定與醫(yī)院病房樓的防火間距至少要達到20m?！陡咭?guī)》第4.2.6條規(guī)定:高層醫(yī)院等的液氧儲罐總?cè)萘坎怀^3m3時，儲罐間可一面貼鄰高層建筑外墻建造，但應(yīng)采用防火墻隔開，并應(yīng)設(shè)直通室外的出口。對超過3m3時，未作出明確規(guī)定，只能參照第4.2.5條規(guī)定，按小型乙類液體儲罐，與高層病房樓的防火間距至少應(yīng)達到35m。

但是，對于醫(yī)用制氧機集中供氧系統(tǒng)，以上兩個規(guī)范均未作出明確規(guī)定。如果單純地從火災(zāi)危險性的界定來看，按照《建規(guī)》第3.1.1條，制氧機系產(chǎn)生助燃氣體的生產(chǎn)，屬于乙類生產(chǎn)，設(shè)置醫(yī)用制氧機的建筑物就應(yīng)當(dāng)按乙類廠房來考慮。從人員的密集程度和發(fā)生火災(zāi)后的人員傷亡、經(jīng)濟損失和影響等角度，醫(yī)院的病房樓(無論是多層還是高層)均符合《建規(guī)》第2.0.13條關(guān)于重要公共建筑的界定。那么，按照《建規(guī)》第3.4.1條注2的規(guī)定，設(shè)置醫(yī)用制氧機的建筑(乙類廠房)與病房樓的防火間距至少要達到50m，而與醫(yī)院內(nèi)其他單層多層民用建筑的防火間距也至少應(yīng)達到25m。在用地日趨緊張的大中城市，單獨為設(shè)置醫(yī)用制氧機的建筑物滿足以上防火間距的要求是難以達到的，也是不切實際的。

2 醫(yī)院制氧機供氧系統(tǒng)簡介

2.1 醫(yī)用制氧機供氧原理

該方法采用較多的是醫(yī)用分子篩吸附法制氧，其工作原理是采用5A沸石分子篩為吸附劑。5A沸石分子篩的晶體是籠型結(jié)構(gòu)，有非常發(fā)達的晶穴。在晶穴中具有非常強的陽離子和氧負離子，構(gòu)成了極性極強的極性分子篩，而氧和氮是非極性分子，當(dāng)氧氮通過5A極性分子篩時，在極性分子作用下，氧氮產(chǎn)生了誘導(dǎo)偶極，而氧氮的誘導(dǎo)偶極和5A沸石分子篩的極性偶極作用產(chǎn)生一種誘導(dǎo)力，而容易極化的氮產(chǎn)生的誘導(dǎo)力遠遠大于氧產(chǎn)生的誘導(dǎo)力，因此5A分子篩對氮的吸附容量大于對氧的吸附容量，所以氮被5A沸石分子篩優(yōu)先吸附而富集于分子篩的固相中，氧富集于非固相中，這就是氧的產(chǎn)品氣。5A分子篩還具有加壓時對氮的吸附容量增加，減壓時吸附容量減少的特性。因此，可采用對5A沸石分子篩加壓時吸附氮，減壓時，氮從5A分子篩中解吸出來的方法來實現(xiàn)變壓吸附制氧。目前該種制氧方式已成為醫(yī)院中心供氧系統(tǒng)的一個主要形式，其優(yōu)良的安全性、可靠性、經(jīng)濟性為醫(yī)院所首肯，并在近幾年內(nèi)很快在全國的大中型醫(yī)院普及。

2.2 醫(yī)用制氧機的火災(zāi)危險性

與液氧儲罐集中供氧系統(tǒng)相比，醫(yī)用制氧機供氧系統(tǒng)的火災(zāi)危險性要小得多。首先，液氧儲罐屬于壓力容器，正常情況下，其儲存壓力為1.6MPa，在高溫和熱輻射的作用下有產(chǎn)生物理性爆炸的危險。其次，液氧在管道輸送過程中需采取氣化和降壓等工藝措施，產(chǎn)生泄漏的概率較大，且一旦泄漏極易引起周圍可燃物的強烈燃燒，火災(zāi)危險性較大。因此，《建規(guī)》和《高規(guī)》均對其儲量作出了明確的限制，即只有儲量不超過3m3且采取可靠防火分隔措施時，才可與病房樓貼臨。再次，液氧儲罐需要液氧槽車灌裝，在灌裝過程中因操作不當(dāng)引發(fā)泄漏的概率也較大。如上所述的3m3的液氧儲罐，在20世紀(jì)80年代醫(yī)院病房樓床位數(shù)只有100來張時可以用一個星期，而目前新建醫(yī)院病房樓的床位數(shù)大多在500張以上，3m3的液氧只能供應(yīng)1～2天，這必然導(dǎo)致液氧槽車經(jīng)常進入醫(yī)院為液氧儲罐灌裝液氧，這就從另一方面增大了醫(yī)院的火災(zāi)危險性。

現(xiàn)用的醫(yī)用分子篩變壓吸附法制氧機，其原料為空氣，在常溫低壓(最高壓力≤0.7MPa)條件下工作，分子篩再生不用加熱等其他手段，無需車輛運輸和灌裝，設(shè)備的自動化程度高、操作簡單、維護方便，且其氧氣是現(xiàn)制現(xiàn)用，一旦發(fā)生事故只需停止設(shè)備運行即可切斷氣源。因此，大大降低了以上三個方面的火災(zāi)危險性，其泄漏的危險性主要是設(shè)備故障和管道輸送系統(tǒng)，但因其工作壓力和管道輸送壓差均遠小于液氧儲罐集中供氧系統(tǒng)，更無氣化過程，因此，其發(fā)生泄漏的總概率要遠遠低于前者。

3 醫(yī)院制氧機供氧系統(tǒng)消防設(shè)計

綜上所述，醫(yī)用制氧機供氧系統(tǒng)的火災(zāi)危險性比較小，但就因其屬于乙類生產(chǎn)，按照《建規(guī)》和《高規(guī)》的有關(guān)要求必須與病房樓及其他建筑保持足夠的防火間距，且未作出可以放寬的相關(guān)規(guī)定，而且在2010年7月公布的《建規(guī)》《高規(guī)》整合修訂征求意見稿中也未作出相關(guān)規(guī)定。據(jù)了解，目前在設(shè)置該系統(tǒng)的醫(yī)院中，其與病房樓和其他建筑的防火間距均達不到規(guī)范的要求，有的貼臨病房樓;有的設(shè)在病房樓地下室或屋頂，也有的設(shè)在其他附屬建筑中。這就給消防設(shè)計和監(jiān)督管理造成了無充分依據(jù)的被動局面。為解決這一問題，在保障消防安全的前提下科學(xué)合理地應(yīng)用這一新技術(shù)，使其更好地服務(wù)于廣大患者。筆者建議在修訂規(guī)范或制訂專門用于醫(yī)療系統(tǒng)的防火設(shè)計規(guī)范時，對醫(yī)用供氧系統(tǒng)的設(shè)計提出具體的規(guī)定，且應(yīng)主要考慮以下因素:

3.1 關(guān)于液氧儲罐集中供氧系統(tǒng)的設(shè)計

《建規(guī)》《高規(guī)》整合修訂征求意見稿第4.3.4條對液氧儲罐貼臨病房樓設(shè)置時的總儲量擴大到6m3，且規(guī)定應(yīng)采用不開設(shè)門窗洞口的防火墻將其分隔為儲量不大于3m3的隔間。筆者認(rèn)為該條的修改適應(yīng)了醫(yī)院規(guī)模不斷擴大的現(xiàn)實，通過加強管理是可以保障其安全運行的，且從一定程度上減少了液氧槽車進出醫(yī)院和灌裝的頻率，對醫(yī)院整體的消防安全管理也有一定的有利因素，因此是科學(xué)合理的。

3.2 醫(yī)用制氧機供氧系統(tǒng)的設(shè)計

3.2.1 關(guān)于設(shè)置位置

《建規(guī)》和《高規(guī)》對于丁、戊類廠房中設(shè)置油漆工段和民用及高層民用建筑中設(shè)置燃氣鍋爐房均做出了放寬性的規(guī)定。油漆工段毋容置疑可以界定為甲類生產(chǎn)，而燃氣鍋爐房雖然按《建規(guī)》第3.1.1條應(yīng)界定為丁類生產(chǎn)，但燃氣一旦泄漏有發(fā)生化學(xué)爆炸的危險，且鍋爐還有發(fā)生物理爆炸的危險，其實際的火災(zāi)危險性要遠遠大于醫(yī)用制氧機。因此，在考慮該系統(tǒng)的設(shè)置位置時，我們完全可以參照上述思路對醫(yī)用制氧機的設(shè)置位置做出規(guī)定。筆者認(rèn)為:應(yīng)當(dāng)與民用及高層民用建筑中燃氣鍋爐房的設(shè)置提出同等的要求，即:該設(shè)備宜設(shè)置在病房樓(多層和高層，下同)外的專用房間內(nèi)。當(dāng)其受條件限制需與病房樓貼臨布置時，應(yīng)設(shè)置在耐火等級不低于二級的建筑內(nèi)，并應(yīng)采用防火墻與病房樓隔開，且不應(yīng)貼臨病房和手術(shù)室等房間。

當(dāng)該設(shè)備受條件限制需布置在病房樓中時，不應(yīng)布置在病房、手術(shù)室和其他人員密集的房間的上一層、下一層或貼鄰，并應(yīng)符合下列規(guī)定:(1)應(yīng)布置在建筑物的首層或地下一層靠外墻部位，當(dāng)其距安全出口的距離大于6.00m時，可設(shè)置在屋頂上。(2)該設(shè)備用房的門均應(yīng)直通室外或直通安全出口;外墻上的門、窗等開口部位的上方應(yīng)設(shè)置寬度不小于1.0m的不燃燒體防火挑檐或高度不小于1.20m的窗檻墻。(3)該設(shè)備用房與其他部位之間應(yīng)采用耐火極限不低于2.00h的不燃燒體隔墻和1.50h的樓板隔開。在隔墻和樓板上不應(yīng)開設(shè)洞口;當(dāng)必須在隔墻上開門窗時，應(yīng)設(shè)置耐火極限不低于1.20h的防火門窗。

3.2.2 關(guān)于備用氧氣的儲存

醫(yī)用制氧機供氧系統(tǒng)雖有諸多優(yōu)點，但其設(shè)備一旦故障就會立即停止供氧，因此，設(shè)置該系統(tǒng)時，必須儲存一定量的備用氧氣，才能保證醫(yī)療用氧的不間斷供應(yīng)。具體儲量應(yīng)綜合考慮醫(yī)院在極端情況下的最大單位時間(可以以小時或分鐘計)用氧量和外部供氧源(氧氣鋼瓶或槽車等)能夠接續(xù)供氧的最長時間，并考慮一定的富裕量。對于距外部供氧源比較近，交通比較便捷的醫(yī)院可采用與制氧機連接低壓氧氣儲罐的方法，反之，可采用不超過3m3的液氧儲罐作為備用氧氣。如上所述，此容量的液氧儲罐可供500床位的大型醫(yī)院使用1～2天，足以滿足備用的要求。按照上述所列規(guī)范條文的要求，該液氧儲罐當(dāng)采取有效防火分隔措施時，可與病房樓或醫(yī)用制氧機房貼臨設(shè)置。

3.2.3 關(guān)于控制系統(tǒng)的設(shè)計

為了保證給正在手術(shù)或搶救中的病人不間斷供氧的要求，其控制系統(tǒng)必須做到及時、準(zhǔn)確。應(yīng)達到如下要求:(1)該系統(tǒng)的電源應(yīng)按醫(yī)院中的消防電源和手術(shù)電源的要求設(shè)計，確保不間斷供電。(2)制氧機與備用供氧系統(tǒng)之間的切換應(yīng)有自動、手動和應(yīng)急操作等多種方式，以確保萬無一失。(3)其控制系統(tǒng)不得與火災(zāi)自動報警系統(tǒng)聯(lián)動，因一旦發(fā)生火災(zāi)報警，聯(lián)動關(guān)閉供氧系統(tǒng)會使正在手術(shù)或搶救的病人供氧中斷，造成生命危險。應(yīng)針對火災(zāi)情況，設(shè)計專門的控制程序，確保手術(shù)室、搶救室和ICU等特殊部位的不間斷供氧。普通病房的供氧系統(tǒng)在火災(zāi)情況下也應(yīng)在發(fā)生火災(zāi)時延時20～30min才能關(guān)閉，且應(yīng)當(dāng)配置一定數(shù)量的便攜式吸氧設(shè)施，以備應(yīng)急之需。