绿色医院电气设计指南.pdf

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1、 绿色医院电气设计指南 关于本书 本设计指南从电气设计、生命安全、信息及通信技术(ICT)、安防设计、手术室设计、病房设计和能效管理等多个方面，对绿色医院的电气设计进行了详细阐述，从标准出发到功能实现，以及注意事项等均有涉及，供医院技术人员、管理人员、建筑公司技术人员、医院设计、工程顾问等相关人员参考阅读。希望通过这样的分享，可以起到“抛砖引玉”的作用，带动更多跨领域的创新设计及工程模式的发展，协助中国医疗事业走出一条具有中国特色的道路。本指南意在描述医疗建筑如何基于施耐德电气的EcoStruxureTM 医院解决方案进行设计、建设和运营，并可协助各方带来以下长期收益：通过绿色建筑、用电安全、

2、感染预防、安全审计、能源审计等强弱电一体化的设计架构，为病患、访客、医护人员及医院资产建立一个友好及安全的系统环境。基于数字表计系统的全面集成及最新的电子化设备和系统，改进医院运营效率，降低院内感染几率。全面智能化的系统集成，提升能效，提高患者满意度，同时保证医疗环境的安全及患者需求不被忽视。通过良好的规划及咨询顾问式服务，大幅度提升项目交付及实施水平，并且从医院的长期运维角度出发更好的实现医院可持续发展。目 录 1 前 言.1 1.1 医疗行业的发展和趋势.1 1.2 医院的核心价值体现.2 1.3 医院智能数字化技术基础框架.4 2 医院电气系统设计.6 2.1 设计原则.6 2.2 电力

3、输配.6 2.3 电力系统关键元素.9 2.4 信息及通信技术（ICT）的设计.12 3 医院关键功能区域电气设计.17 3.1 手术室.17 3.2 病房.27 4 医院运维和效率.38 4.1 患者安全.39 4.2 改善医院安全.43 4.3 医护效率提升及安全改善.47 施耐德电气白皮书 绿色医院电气设计指南 1 1 前 言 1.1 医疗行业的发展和趋势 1.1.1 医疗机构的增长 经过长期发展，中国已经建立了由医院、基层医疗卫生机构、专业公共卫生机构等组成的覆盖城乡的医疗卫生服务体系。根据中国政府网统计信息中心提供的数据，截至 2018 年 4 月底，全国医疗卫生机构数达 99.4

4、万个，与 2017 年 4 月底比较，全国医疗卫生机构增加 7345 个，其中：医院增加 1964 个，基层医疗卫生机构增加 10159个，专业公共卫生机构减少 4643 个。虽然我国医疗机构数量增长明显，但是，医疗卫生资源总量不足、质量不高，结构与布局不合理，服务体系碎片化，部分公立医院单体规模不合理扩张等问题依然突出。1.1.2 人口老龄化 到 2025 年，60 岁以上人口的数量较现在将增加 2 倍。随着人口老龄化的进一步加剧，人民群众对医疗的需求将进一步扩大，为了适应今后日益增加的医疗需求，医疗机构的发展也将进一步的提升。1.1.3 业务模式的改变 截至 2018 年 4 月底，全国医

5、院总数超过 3.1 万个，其中：公立医院 12168 个，民营医院 19274 个。与 2017 年 4 月底相比，公立医院减少 434 个，民营医院增加 2398个。越来越多的民营医院的设立，改变了原有的医疗业务模式。预计到 2022 年盈利医院的数量将是非盈利医院数量的 2倍。1.1.4 IoT 的广泛应用 云计算、物联网、移动互联网、大数据等信息化技术的快速发展，为优化医疗卫生业务流程、提高服务效率提供了条件，必将推动医疗卫生服务模式和管理模式的深刻转变。医改的不断深化也对公立医院数量和资源优化配置提出了新的要求。预计到施耐德电气白皮书 绿色医院电气设计指南 2 2022年，使用 IoT

6、 技术的医疗机构占比将到 87%。1.1.5 国家对医疗行业的投资持续增长 经过第三方报告统计，医院建筑市场，从 20102020 年，平均复合增长率将达到15.7%左右，这远远高于 GDP 的增长率。中国卫生总费用占到全国 GDP 的 7%。1.1.6 医疗行业的核心关注内容 需要注意的是，在大量的医院建设的同时，医院建筑的能源消耗非常惊人。如果不进行特别的专业化设计、施工和运营管理，其平均能耗水平是公用建筑（政府、学校、商务办公楼等）的 1.52 倍。而在我国，公用建筑的平均能耗水平已经达到民用建筑的 10 倍左右。目前，这个问题已经得到了充分的重视。在当前提倡绿色 GDP、改变经济增长模

7、式的大背景下，如何建设合格的“绿色医院”，已成为医院建设中的一个重大课题。“绿色医院”，其核心内涵可以概括为以下三个保护：保护医院接触人员的健康 保护周围社区的健康 保护全球环境和自然资源 也就是说，绿色医院必须符合安全、健康、高效、低能耗四大要求。1.2 医院的核心价值体现 绿色医院的核心价值体现在以下四个方面：保障医患安全，这包括很多方面，如安全配电、人身安全、感染控制、医疗安全等 可靠的基础设施，如手术室配电系统可靠性需要达到 99.9999%，完备的应急柴油发电机系统等 舒适的医疗环境，这是提高患者满意度的重要方面 以节能高效出发的能源管理是能源发展方向，是医院运营和社会节能减排的需施

8、耐德电气白皮书 绿色医院电气设计指南 3 要 1.2.1 医患安全 医患安全包括以下几个方面：常规安全系统人身、财产安全及电力供应安全 院内感染控制策略洗手管理及医院空间压力管理 生命安全系统手术室安全管理及应急备用电源 护士呼叫系统数字视频与门禁系统的集成 实时定位系统婴儿与病患管理系统 医院关键电源解决方案 1.2.2 舒适环境 医患环境要重视以下几个方面：医患空间的微环境控制（空气质量、温度、照度、湿度和安全）空气过滤质量管理 噪声管理监控 病患娱乐和通信管理 访客设施和访客管理、远程探病、隔离探视 1.2.3 节能高效 数字化能效管理包括以下几个方面：基于空间占用的服务功能 智能、互动

9、的医患界面 智能表具和能耗监视统计 能耗建模及对标管理 企业级的能源管理和能源基准 IP 集成的技术敏感型护士呼叫系统（施耐德电气称这种结合总线、视频、对讲施耐德电气白皮书 绿色医院电气设计指南 4 及无线定位系统的护士呼叫系统为敏感型护士呼叫系统）和工作流程管理 基于员工的智能、集成系统 人员和资产的实时定位系统 预防性维护保养技术 提高自动化程度、减少工作量 绿色及安全的工作环境 1.3 医院智能数字化技术基础框架 通过以上基础框架设计将实现一个分布式但各部门同时又一体化集成的智能系统，允许隶属于不同部门的系统通过不同方式统一合作。这包括能源中心内改进能效的能耗监控系统，精神科、心理诊所及

10、科室内员工的保护和门禁系统等以实现医患安全保护的应用，装配有先进护士呼叫服务/温度控制和空气环境控制的病房环境控制系统等。这个框架设计旨在实现医疗建筑内各个领域所有服务之间的信息流交互，如图 1-1所示。此框架设计为患者、医护人员、访客、医疗建筑和医疗机构提供了优良的医患环境。基于智能数字技术基础框架配置需求的设计，将协助医院以最有效的方法及最好的服务满足患者、员工、医疗机构当下和长期的环境需要。此基础框架的设计实现了施耐德电气白皮书 绿色医院电气设计指南 5 高度弹性集成和分布式智能双重式构架，提高了系统正常运行时间的(Up-Time)最大化能力。此设计提供了比传统分散独立系统构架更好的服务

11、及系统可用性，允许所有医院的子系统可以协同工作以形成一个完整的绿色数字智能医疗建筑体系。各个系统和服务通过智能数字基础框架集成，将提供一个额外的智能和自动化技术层，该层将提供改进患者安全、能效、员工生产率以及患者满意度的实现空间，并在医院建筑的全生命周期内，为引入新型技术设置了建设基础。施耐德电气白皮书 绿色医院电气设计指南 6 2 医院电气系统设计 2.1 设计原则 绿色智能建筑基础框架的拓扑结构设计对医疗建筑中的机电设备的实施和维护都很重要。机电服务的设计对于建筑的安全和有效运行至关重要。系统架构、机电服务和相应的设备与软件构成了理想化的平衡金三角，只有金三角中各个因素平衡、统一合作，才能

12、实现最大的作用力，如图 2-1 所示。在建筑物内需达到这种平衡的最主要设备及服务包括电力传输系统，暖通空调及水系统和集成控制系统。2.2 电力输配 2.2.1 电力输配基本原则 医疗建筑通常都很复杂，从结构到功能上，需要集成并满足多种不同的工作应用，如临床系统、运营系统、安防系统、财务系统、政府系统等。这其中包含有：关键医疗工作区：手术室、重症监护病房、实验室、心理看护中心等。关键非医疗工作区：患者数据系统（如医院机房和医院数据中心）。施耐德电气白皮书 绿色医院电气设计指南 7 重要医疗区：病房、常规治疗和放射治疗病房、隔离病房、手术室等。非关键医疗区：走廊、护士站、病患娱乐区。非关键且非医疗

13、区：停车场、室外空间、商店、餐厅和消毒处。因此，医疗建筑不仅须依赖于商业负荷（如计算机、服务器和照明系统）及工业负荷（如视频设备、干洗设备和医用气体系统），而且还依赖于电力医疗负荷（即医疗设备、手术室、隔离病）来提供病患医疗服务。2.2.2 医院关键负载 医院的关键活动及关键服务部门是不允许电力中断的，如手术室、血透室、重症监护室和数据中心等。这些关键电力的供应是攸关生死的。但事实上，由供电可靠性和电能质量引发的问题经常被低估，进而会在未来可能对生命、财产、技术运营、环境和医院声誉造成严重的后果。世界上没有零风险的事情，但是可以通过采用“有效的集成”来避免失误。总的来说，这个策略由医院管理层认

14、定的关键行为和服务需求所构成，采用经由验证和确认的架构技术解决方案，并在不同阶段（建筑设计阶段及建设阶段）中得以实现。主要目的是保证电力供应的可靠性和适用性，保证医院所有工作和系统在任何情况下都能维持正常运行。2.2.3 电力输配系统 安全可靠的电力系统对医院日常运行的各方面都很重要。电力基础设备的主要设计考虑包括以下几方面。2.2.3.1 电力输配和电力监视架构 根据建筑内电力设备的不同负荷等级设计电力传输构架：设计规划冗余量大小及选型。电力风险分析。可靠性、协调、避雷和电力谐波的研究。施耐德电气白皮书 绿色医院电气设计指南 8 监控。备用电源可用性的确保。2.2.3.2 设备和软件 为实现

15、高适用性的医院智能系统基础设施通信，下述关键因素必须根据标准选择及安装。中压网络、中压回路的负荷分配 发电机组的选用 自动负荷卸载系统 低压开关柜 手术室配电柜 电力监视系统 不间断电源的 UPS和静态转换开关 2.2.4 典型构架 典型的医院构架由多建筑群组成，超过 500 个病床和超过 10 个手术室，电力需求大于 2000kVA 以上。按照上述原则设计的一个典型大医院的电力构架，如图 2-2 所示,为一典型医疗建筑的电气供应系统图。施耐德电气白皮书 绿色医院电气设计指南 9 2.3 电力系统关键元素 2.3.1 电力进线和备用电源 电力进线包括两路来自于公共电网不同配电站的中压进线。每路

16、进线都承担着单个建筑或建筑群的中压环网配电任务。中压环网配电的优势在于，如果有一条供电链路出现故障，可从另一条链路进行切换供电，如图 2-2 中的 1 号及 2 号进线及中间母联。这种切换可以通过手动或自动方式实现。如果电力供应在市电源头、变压器或中压开关柜母线处出现故障，发电机将启动并接管医院中压回路供电。两路市电须位于不同配电网间，并采用防火墙保护隔离。2.3.2 中压变电站和中压环网配电 中压变电站构架一般为单回路配电网络，带自动回路配置和三路进线：两路市电和一路后备发电机。这个配置适合于大医院，可以保证电源的安全可靠。如果一路市电出现故障，回路可以在 3s 内切换到另一回路。作为可选项

17、，单线系统中具有较高优先级的变电站应配有冗余变压器并对高优先级低压柜供电。2.3.3 备用电源 施耐德电气白皮书 绿色医院电气设计指南 10 医院关键负荷的备用电源可以由一至两台冗余发电机供电。发电机要根据实际需求选型以确保供应所有不可卸载的关键负荷。发电机采用 N+1 配置，这意味着 N 台发电机就足够可以承担所有负荷，另外增加一台作为备用。备用发电机连接到主低压开关柜，故障发生后 15s 内启用。电力中断时，中央集中式 UPS 将承担一级负荷，直到发电机起动并可正常供电。2.3.4 高供电质量低压柜 主低压开关柜需设计为由两个成对的开关柜对同一个负载供电，由一个双电源切换开关进行切换取电。

18、这种电力系统的设计改善了系统的适用性，并允许系统在进行维护保养或应急管理时需要关停所有的开关柜。当中压开关柜发生故障而关停时，负载可连接至移动发电机。同时，其他低压柜根据需求优先等级的划分，由移动发电机进行电源备用。2.3.5 安全开关柜 安全开关柜从两个高供电质量低压柜接入进线。安全开关柜负责承担一级负荷，如排烟机、火灾侦测及灭火系统、安全电梯等。应采用移动发电机作为后备电源。2.3.6 UPS不间断电源 集中式 UPS 承担重要的关键负荷，如手术室、数据中心、生命维持设备。UPS 配置必须始终在线的，考虑故障和维护保养状态下的旁通回路需配置静态转换开关（STS）。2.3.7 在线运行和维护

19、保养 如果系统设计采用两个互联的开关柜或设计成如上文 2.3.4 提及的失电或断电设计方案，低压开关柜就可实现在线维护保养。2.3.8 电力监控系统 一个强弱电一体化集成的电力监控系统给建筑设施管理人员提供了必要的管理工具，用于管理和控制电力网络，特别是管理中压系统和低压系统的电源切换、市电断施耐德电气白皮书 绿色医院电气设计指南 11 电重启（Power Failure Restart）及精密型的电力需量控制（Power Demand Control）及负荷卸载。同时强弱电一体化电力监控系统可在不影响医院运营安全的情况下提供以下功能。中压回路监视和配电。设备状态监视。电力传输系统配电状态监视

20、。报警监视，包括通过报警短消息发送到维护保养人员的手机或移动设备。发电机测试信息，包括运行时间和后续跟踪等。应急管理工具和修复支持。能耗数据。维护保养信息。时间和报警的可追溯性。数字信息的录像管理及联动事件。数字门禁系统及联动设备管理。ISO50001 合规管理系统。能耗实体建模与对标。绿色医院认证记录。智能数据提供及管理。自动的电力系统故障分析专家系统等。2.3.9 电力系统要求 在基础设施高度适用性的保证下，电力系统需满足以下基本需求。2.3.9.1 中压部分 国标重要电力用户供电电源及自备应急电源配置技术规范GB/Z 29328-2012 要求：施耐德电气白皮书 绿色医院电气设计指南 1

21、2 一级重要电力用户宜采用双电源供电。2.3.9.2 低压部分 国标重要电力用户供电电源及自备应急电源配置技术规范GB/Z 29328-2012 要求:重要电力用户的供电电源应采用多电源、双电源或双回路供电。当任何一路或一路以上电源发生故障时，至少仍有一路电源应能满足关键负荷的不间断供电。重要电力用户的供电系统应当简单可靠，简化电压层级。如果用户对电能质量有特殊需求，应当自行加装电能质量控制装置。2.4 信息及通信技术（ICT）的设计 2.4.1 一体式信息及通信网路 一个集成的系统需要各个系统在不同层面上实现通信才能给用户带来增值。在医院内部需要搭建一个统一的信息通信技术（ICT）网络实现系

22、统间通信，并允许不同用户随时获取所需且得到授权的目标信息。整个建筑系统采用集成化网络，从而带来在投资成本（CAPEX）和运营成（OPEX）上的双重收益。2.4.2 投资成本（CAPEX）的收益 一体化布线、建筑和网络设备带来如下收益。采用同一个网络基础可大大减少布线工作及相应成本。线缆的总长和平均长度均得到节约。采用标准线缆（CAT6 双绞线等）和通用网口（RJ-45 等）相比于采用特殊线缆和不同应用端口将带来更多益处。当采用较少的线缆和可复制的标准施工方式时，布线的人工成本也将得到相应减少。采用一个集成的信息通信技术网络可减少系统间验收的时间，从而节省建设工时，降低成本。信息通信技术网络（I

23、CT）中主干网络设备的使用数量也将减少。每个独立系统不需要专用的交换机和网络设备。交换机容量可大幅优化，节约成本。施耐德电气白皮书 绿色医院电气设计指南 13 2.4.3 运营成本（OPEX）的收益 2.4.3.1 提升网络运行恢复能力 单个集成网络相比于多个独立网络有更好的弹性和高可用性。高可用性可改善网络运行时间（Up-Time）和整个系统的适应性。单个网络的网管和诊断可集成到一个系统内，当单点故障发生时可比较快速地确定是网络节点的问题还是设备本身的故障。例如一个网络交换机端口故障可导致网络摄像机图像丢失，对此现象的第一反应往往是先检查摄像机，此时如果系统带有网络诊断功能，则可通过网络交换

24、机检测轻松定位此故障而无需浪费做检查摄影机的无用功。设计网络防火墙可阻挡未授权的登录及网络资源的使用。远程登录可通过安全的方式（如 VPN 和一次性密码 One TimePassword），允许远程按密码授权登录到网络。比如，维护保养人员可远程登录建筑管理系统（BMS）实现建筑设备维护保养，但不允许远程登录到视频监控（Video Surveillance）或门禁系统（Access Control）。开放性和灵活性允许未来科技发展（如 ZigBee 和 RTLS 电子标签可轻松运用于标准以太网/IP 通信），采用标准统一的 IP 通信定位比混合多种技术来定位会更方便及有效。在设施管理方面，无线连

25、接允许移动设备持续连接到集成系统。比如，设施维护保养可通过连接到 WLAN 远程检测系统运行，或者在设备就地使用管理系统来了解系统的运行状况。以太网供电技术（POE）减少了维护保养和重新配电的成本。以太网供电的设备可重新安装于任何网口，而不需要排布新的电源线。远程登录系统减少了呼叫值班人员的费用，亦可更快解决问题。比如，当报警发生时，可透过智能楼宇监控及视频监控来远程查看是否需要立刻到现场处理施耐德电气白皮书 绿色医院电气设计指南 14 问题。可对应不同的管理工作，有针对性地提供监视及控制界面。比如：HVAC、摄像机、门禁、电力、能耗、数据中心和网络。可以采用一个综合的信息看板来提供建筑整体设

26、备信息及设施管理信息。2.4.3.2 改善员工生产率 智能员工信息系统允许员工对事件更快速地进行反应。比如，当危及安全和生命的紧急事件发生时，相应的应急程序可通过护士站的智能触摸屏发布显示。改进的信息传输速度，可节省员工在提出设施相关申请时的时间。2.4.3.3 提升患者满意度和安全水平 当患者可以通过信息显示终端直接与护士沟通，而不是通过护士呼叫的按钮把护士叫过来说话时，员工的通信和反应速度改进了。登录到英特网可通过 Web 与朋友家人聊天、发邮件或进行其他社交服务，可提升客户体验及满意度。火灾或其他紧急事件时，信息可发送到患者界面。比如，逃生路线可以 3D 的形式在患者界面和逃生信息屏显示

27、。2.4.4 信息及通信技术（ICT）网络 信息通信技术网络是智能建筑系统的中枢。设计网络时需考虑众多因素，如功能、逻辑和物理需求等。其中功能需求是最重要的，因为信息通信技术网络必须满足所有终端用户的需求和各子系统应用的需求，同时还要满足所有在网络上运行的技术系统及各种的应用程序。一旦终端用户、系统和应用的需求明确了，功能设计必须考虑网络的逻辑和物理需求。逻辑和物理需求就是要考虑网络的安全需求、适用性需求、建筑布局需求、布线需求等各种需求。只有采用这种设计方式才能被认为是一种严谨的网络设计。无论从顶层的管理层到底层的现场设备，医院网络的功能需求设计需根据系统集施耐德电气白皮书 绿色医院电气设计

28、指南 15 成功能需求而设计，图 2-3 展示了集成通信技术（ICT）网络的需求，在网络设计中应充分考虑所有的集成功能需求。集成的信息通信技术=网络包括技术系统，如 BMS、安防系统、消防系统和电力监视系统等，临床医疗的网络还须考虑到患者隐私问题。这两个网络可采用同样的光纤骨干，但是还是须使用不同的光缆芯数，以便符合医用系统要有专用信息通信技术网络的要求。逻辑设计源自于功能设计，逻辑设计包含协议设计、拓扑设计、网络安全设计及安装设计。尽管物理设计是设计阶段的最后一步，但是安装环境的物理事实必须被考虑在逻辑设计中。物理设计包括网络设备、布线、设备安装、能耗、散热和建筑布局等。一个简单的逻辑设计如

29、图 2-4所示,为一典型网络架构系统图。施耐德电气白皮书 绿色医院电气设计指南 16 图 2-4 中的设计显示了网络设备、网络拓扑和安全元素等。以太网交换机用于引导网络数据从配线间到医院的数据中心。POE 交换机用于向 IP 摄像机和其他 POE 产品供电。网络适应及可靠性通过在数据中心增加后备交换机、环路连接服务器和环路布线间而得到提升。网络适应及可靠性也通过在布线间、路径和路径之间增加额外的光纤实现通信线路冗余得到提升。同时还有很多其他技术，如虚拟局域网、负载均衡、服务质量（QoS），都可在设计时统筹考虑以用于搭建一个安全实用可靠的网络。施耐德电气白皮书 绿色医院电气设计指南 17 3 医

30、院关键功能区域电气设计 3.1 手术室 绿色智能数字基础设施骨干网汇集了多个系统，确保为手术室提供最高运作效率的高品质服务，比如：高质量的机电工程服务。最大的机电工程服务适用性。改善能源效率。提高员工的生产效率和满意度。改善患者满意度。绿色智能数字基础设施骨干网增强了各种手术室的机电服务性能，并通过智能触摸屏呈现，如图 3-1 所展示的信息,为一 般手术室内部的布局及安排示意图。3.1.1 电力 供电适用性和供电质量对手术中患者的安全至关重要。手术室的电气装置必须满施耐德电气白皮书 绿色医院电气设计指南 18 足手术连续性的需要，并对各种情况下可能出现的触电事故提供保护。因此电气系统设计必须满

31、足以下条件：设计需符合最严格要求的可靠性（可靠的产品和被核准的变配电系统）。增强设备的可维护性以减少停机时间（更易于排除故障，设备标准化、自动报警、远程诊断工具）。系统监测各个手术房间，协助医疗团队在发生重大故障时作出相关决定（显示重要信息）。完整追踪报警事件，协助维护团队作出分析。实现维护人员对关键信息的访问。配电盘连接到绿色智能数字基础设施骨干网，并与其他管理系统（包括暖通空调、电气分布、安全性和门禁控制等）具有全面的交互操作性。电气安装标准遵守或高于国家标准或行业标准，无国家标准或行业标准可依时，需根据国际标准进行。配电及监控解决方案的组成包括：在每个手术室的周边安装配电盘柜。在每个手术

32、室的内部安装信息交互和监测的触摸屏面板。在手术监管人员(比如护士长)使用的计算机上安装有又软件程序组成的手术室监测软件，显示每个手术室的电气状况和环境状况。在维护人员的办公区域通过其自己的计算机也显示相同的信息。当手术室电气设备发生故障时，及时发布故障信息。维护人员可以通过监视系统查看每一手术室内的电气和环境状况。如果需要安装一台 UPS，应将其连接于手术室电气柜的电源上游。所有手术室智能电气盘柜进行数据网络连接（数据采集、处理和通信模块）。同时，电气盘柜与智能化系统连接，供监管和设备维护人员进行数据访问，并施耐德电气白皮书 绿色医院电气设计指南 19 与暖通空调系统进行数据共享。3.1.2

33、系统描述 手术室的电气装置需要保证医疗供电的持续性，并且在各种情况下保证手术室不发生触电风险，手术室必须符合下列标准规定：遵循 GB规定的 1 级负荷切换时间0.5s。触电风险控制遵循 GB第 2 类医疗场所的规定。手术室电力系统及其监视控制的主要架构如图 3-2 所示。手术室配电盘柜安装于每间手术室的走廊或手术室外围区域。盘柜的保护装置由设备维护人员控制，并且没有直接接触的风险。为确保高水平的故障辨别水平和提高配电系统的适用性，需要提供大量的断路器用于各个回路中，尤其要为手术室的电源回路（墙上插座或手术麻醉/吊塔插座）提供单独的供电回路：每个出线回路分配一个断路器。施耐德电气白皮书 绿色医院

34、电气设计指南 20 最多每三个出线回路为一组，分配一个断路器。电气参数 手术室电力系统的电气参数见表 3-2。其中 IT 电源应用于医疗用电，TN-S 电源应用于非医疗用电。3.1.3 主要安装标准 安装须符合下列标准：IEC 61439-1 及-2：低压开关设备和控制设备组合装置 第 1 部分：总则和低压开关设备和控制设备组合装置 第 2 部分：功率开关设备和控制设备组合装置。IEC 60364-7-710：建筑物电气装置 第 7-710 部分：特殊装置或场所的要求 医疗场所。IEC 61557-8：1000V 交流和 1500V 直流的低压分配系统的电气安全-防护测量的试验、测量和监测设备

35、 第 8 部分：IT 系统中的绝缘监测设备。IEC 61558-2-15：电力变压器、电源装置及类似设备的安全 第 2-15 部分 医疗场所供电用隔离变压器的特殊要求。IEC 60364-4-44：低压电气装置 第 4-44 部分：安全防护-电压骚扰和电磁骚扰防护。IEC 61000-6-2：电磁兼容(EMC)通用标准 工业环境的抗扰度试验。IEC 61000-6-3：电磁兼容(EMC)通用标准 居住、商业和轻工业环境中的发射施耐德电气白皮书 绿色医院电气设计指南 21 标准。国内主要标准：GB 51039-2014 综合医院建筑设计规范 GB 50333-2013 医院洁净手术部建筑设计规范

36、 GB 16895.24-2005 建筑物电气装置 第七部分 特殊装置或场所的要求-医疗场所 JGJ/T 16-2008 民用建筑电气设计规范 3.1.4 通风系统 医院内没有其他区域会对无菌无尘条件的环境要求比手术室更高。服务于手术室的暖通空调系统需要精心设计，以保证把空气中的细菌生物浓度减至最低。系统的设计和运作，应确保系统的适用性和最优化的新风质量。该系统中设计上应提供以下功能：稀释空气传播的污染 控制房间中的空气流动，以尽量减少空气污染物的传播和转移 把污染带菌的空气转化为干净空气 控制房间的温湿度 3.1.5 空气传播污染控制 在手术室内，空气传播污染物有四种方法可以进入：通过供应空

37、气 通过手术人员 通过手术活动 从相邻的空间转入 通过绿色智能数字基础设施骨干网的控制，系统可以减少空气污染物转移的可能路线。施耐德电气白皮书 绿色医院电气设计指南 22 3.1.5.1 过滤 为满足新风换气次数的严格要求，主通风系统需要按照定值向手术室提供新风。新风需要经过通风系统中的一系列过滤器，这些过滤器用来降低空气中污染物，实现净化空气的要求。过滤器按照以下阶段进行过滤：第一级过滤为初级板式过滤器，过滤等级不低于 G4。初级过滤用于去除室外空气中的大颗粒分子。去除这些大颗粒分子减少微粒对于换热器的妨碍或进入供风管路内。第二级过滤采用袋式过滤器，过滤等级不低于 F7。袋式过滤器用于去除空

38、气中的细微颗粒，满足手术室的应用需求。通风管路末端根据手术性质的需求增加额外的栅型过滤器。排风管安装过滤等级不低于 G4 板式过滤器，去除空气中颗粒，然后排放到室外。如果采用热回收装置，排风过滤器是必须的。高洁净等级区域可相应增加安装高效微粒空气过滤器（HEPA）所有的过滤器都须进行监测，一旦过滤器变脏，维护人员需要及时获得报警并更换过滤器。一旦过滤器变脏，风机变频器将自动调整至高速运行，以达到风量设置值。一旦脏过滤器更换完成，风机变频器将自动调整到低速运行，直至传感器检测到实现设定值的风量。3.1.5.2 风量控制 对通风系统应进行监测和控制，以尽量减少受污染的空气流动到清洁空气供应系统。对

39、于中央通风系统，供风量和回风量应保持在设计值，以达到空气流量的需要。风量检测器安装于适当的位置，放置在供风电源和干净的回风管道，远离干扰。一旦风机启动，智能显示面板将显示气体流量状态，提示医护人员系统正在设定值下运行。施耐德电气白皮书 绿色医院电气设计指南 23 由于风机在选型时存在一定的预留量，在正常运行时，通过变频器调节风量在设计值，从而进行节能；或者当风量由于过滤器堵塞而降低时，变频器自动提高运行频率使风量恢复至设定值。3.1.6 气流控制 系统应尽量减少受污染的空气混入到清洁空气的供应系统中。对于中央空调通风系统，应以一定的设置点来控制气流总量。任何偏离设计值的情况都可能导致手术室内空

40、气质量的变化。通风系统的气流量应由主管道中的传感器监测，风机的速度采用变频控制，维持设计的气流量。另外，在室内安装压差传感器来确定维持的压力梯度，同时亦须具备就地显示设备来显示当前压力状态信息。3.1.7 温湿度控制 所设计的通风系统需要确保满足医护人员和患者的舒适水平。应密切监测和控制温度和湿度参数，保证其满足 GB503332013医疗洁净手术部建筑技术规范标准的设定细目条件，以确保手术安全。系统应该提供给医务人员能够调整医疗区域温度和湿度的条件，以提高工作人员和患者的舒适度等级，并且满足具有执行如心脏外科、治疗烧伤患者等手术时的环境条件。当手术室需要执行特殊的手术时，主通风系统将启用额外

41、的加热和冷却系统来达到手术所需的环境条件。传感器须安装在位于手术室主动式通风区域管道的易于维修的位置（例如采样管道），以便可以轻松地进行维护和检查，它不仅持续监测环境数据，而且为主要通风系统提供主动控制的依据。传感器的电流信号除了用于取样控制外，也应同步在智能触摸显示屏幕上，以便医务人员掌控手术室内的环境。所有手术室环境状况信息，同样也会显示在值班人员的工作区域和设施管理工程师的工作站上。3.1.8 手术室预约系统 施耐德电气白皮书 绿色医院电气设计指南 24 手术室通常不会总在使用，一般情况下，其每日最大运行时间在 812 小时的范围内。手术室没有使用的大段时间内，可将手术室的通风系统运行在

42、节能模式下，保持空间空气的压力即可，同时通风量的设定值亦可减少，降低变频风机的电力消耗。还可以放宽环境条件，维持在最低设置数值，降低空调能耗。通过这种方式可有效降低手术室在转台或空置时段内的能耗。3.1.9 监视与显示 3.1.9.1 智能显示面板（手术室内医护人员）在手术室内安装触摸屏进行信息交互，如图 3-3 所示，实现医务人员进行手术室内配电系统状态监视以及 HVAC 系统和环境参数控制。智能显示面板与手术室内使用的洁净工程产品协议兼容。智能显示面板提供给操作者调整手术室环境参数（温度和湿度）的功能，设置数值根据手术性质的需要进行。通风系统根据设置值进行响应。通风系统信息和报警状态显示在

43、触摸屏上。至少如下信息、功能和报警是适用于智能显示屏的：配电系统状态。施耐德电气白皮书 绿色医院电气设计指南 25 配电系统报警。通风运行模式状态（常规模式和回退模式）常规模式或回退模式选择键。通风系统故障。通风系统没有达到设计值警示。温度和湿度值。温度和湿度设定点调整。过滤器变脏报警。低湿度控制。医疗气体报警。室内压力控制。忘记关门报警。发电机报警。变压器绝缘监测。趋势记录。内部通话显示。UPS 剩余电量。所有的数据（包括温度记录、湿度记录、变化趋势、超出阈值报警等）都会分类储存，形成手术室状态报告。智能显示面板提供触摸屏上按键进行变压器绝缘检测，验证实际运行的安全性。友好直接的人机界面使得

44、医务人员快速进入系统监视和操作。3.9.1.2 手术室外部监管监视器（护士长或巡回护士）外部手术室监视适用于护士站，采用智能显示器或工作站。远程监视每间手术室的配电和环境状态，进行实时的信息和数据跟踪，如图 3-4所示。施耐德电气白皮书 绿色医院电气设计指南 26 维护人员也可以通过通信模块连接到任何护士工作站进行数据监视，护士工作站与建筑智能化系统连接。3.1.9.3 远程维护监视器（设备运维人员）当手术室配电盘柜发生故障，设备人员会收到短信提示。短信信息文本包含手术室编号和报警类型。更详细的信息需要从建筑智能化的工作站获取和确认，提供给监管人员。故障指示和处理校正行为将在手术室的触摸屏上显

45、示，可采用一条事件记录进行提示。3.1.11 维护保养的远程登录 手术室的电气柜出现故障时，需立刻通过短信通知维修人员。施耐德电气白皮书 绿色医院电气设计指南 27 报警的文本消息须包含手术室的警报数量和警报类型信息。当手术室内的系统报警触发时，信息须立即同步发送至问题手术室的触摸屏上。更详细的信息可从任何被授权的计算机读取，且须提供给管理层工作人员参考。故障的确认信息和采取的纠正措施也应显示在手术室的屏幕上。同时生成一个事件日志以便后续追踪。3.1.12 医用气体监视 绿色智能数字基础设施骨干网将进行手术室内所有医疗气体使用状况的监测。在手术室和主服务建筑内的医用气体，应由智能建筑管理系统进

46、行监控。当出现任何警报时，需在受影响的手术室触摸屏同步显示报警，并同时通知维修人员。3.2 病房 3.2.1原则 在医院里的绿色智能数字基础设施骨干网的设计是基于实用性的设计理念，是以提供先进的医疗保健和康复环境为原则的。绿色智能数字基础设施骨干网能提高能源效率、提高患者和工作人员安全性、提升患者满意度、协助患者恢复、提高员工的生产效率和降低员工离职率。绿色智能数字技术基础设施骨干网将应用于整个医疗建筑，从能源中心到病房，以确保最高水平的系统性能，并提供给患者最佳的环境舒适度。此种设计基础架构提供了优良的集成平台、可以兼容未来的新技术，当新技术出现时无需花费大量费用进行大规模更新配置。为了实现

47、医疗保健环境的显著改进，集成技术应被采纳实施，并与患者和工作人员在下列关键领域进行交互作用。3.2.1.1 能效 基于现有基础控制的服务。智能化、交互式的患者和工作人员操作界面。能源消费的智能计量和监测。施耐德电气白皮书 绿色医院电气设计指南 28 企业级能源管理和基准对标。3.2.1.2 患者安全 安全防范系统。感染控制措施。生命安全系统。护士呼叫系统。实时定位系统。3.2.1.3 患者环境 为医患提供可控的微环境设定（温度、照度、湿度和安全）。空气的过滤和质量。噪音监测。娱乐和通信。访客管理设施。3.2.1.4 员工生产率的提高和降低员工离职率 技术先进的集成式护士呼叫管理和工作流程管理。

48、智能化集中式的人员操作系统。RFID 定位系统。预防性维修技术。高自动化水平，减少工作量。技术实施的各种不同级别说明详见图 3-7，图 3-7 中表示出了一典型的 ITI 系统架构图的设计。施耐德电气白皮书 绿色医院电气设计指南 29 3.2.2 设备和功能 先进技术在医学领域中实施的关键是将累进的实证设计功能通过开放的、国际认可的通信标准，链接于强健的基础设施，以向患者和工作人员提供智能化的交互式操作系统和高效率服务。3.2.3 患者环境 改善患者环境是提高患者恢复率的关键因素之一。智能数字基础设施骨干网在病患环境控制中起作用的关键方面有：温度环境。照明/采光环境。噪音环境。空气质量/洁净度

49、。感染控制。娱乐和通信。临床服务。智能监控提供了整体环境的控制优化，减轻了患者的焦虑，最大限度地使患者感施耐德电气白皮书 绿色医院电气设计指南 30 到更舒适，减少员工花费在处理上述患者事件上的时间，提高整体护理水平。图 3-8 阐释了整体智能监控的医院系统概念。同时为患者提供触摸界面，提供全面的娱乐、通信和临床功能。该界面具有用户友好的菜单系统，并提供了温度、照度与个人灯光的喜好控制，与自动百叶窗联动，提供最大的自然光照明帮助患者恢复健康和节约能源。场景设置功能和医务人员操作功能，可为任何医疗或检验提供正确的人工照明。表 3-5 是医院建筑照明标准值，供读者参考使用。交互式的用户使用界面将会

50、把因设置值改变造成的环境影响显示出来，如因设定值改变而影响的每日减少或增加的碳排放量等。显示屏幕必须具有 IP67 保护级别，适于清洗和消毒，符合医疗领域的使用标准。施耐德电气白皮书 绿色医院电气设计指南 31 技术先进的智能数字基础设施骨干网可支持如 Android 操作平台的智能电话，以及为使用者与患者开发的环境控制应用程序，能使病患可以通过他们的手机连接到整个建筑物的各项基础设施。根据研究显示，除了访客通过个人计算机等通信设备与患者常保持联系外，也须鼓励患者家属参加患者护理，这将有助于患者的身体恢复，提升医疗设施的疗效。为确保提供最优的患者环境，必须安装传感器来集中监视一氧化碳、二氧化碳