医用气体管道系统的设计

华东建筑设计研究院有限公司医用天然气管道系统设计毛亚芳，林在浩概述: 医用天然气管道供应系统是现代医院的重要组成部分，包括医用氧气系统和负压系统. 压力吸引力部

医用气体管道系统的设计

概述:

医用燃气管道供应系统是现代医院不可或缺的重要组成部分. 它包括医用氧气系统，负压吸引系统，压缩空气系统，笑气（N2O）中心供氧设备，氮气系统和二氧化碳系统以及中心工作站等. 通过合理设计医用气体中央管道系统工程，医院可以获得一个功能强大，耗资少的气体供应系统，并确保医院医疗系统的有效运行.

首先，医用气体的基本类型和用途

1. 医用气体的基本类型为医用氧气，负压吸入，压缩空气，氮气，一氧化二氮（N2O）和二氧化碳等气体.

氧气主要用于普通患者的氧气吸入，重症患者（呼吸机）的氧气吸入和药物雾化等；

负压吸引主要用于吸痰，脓液和血液；

压缩空气用于口腔设备，并用作呼吸机的动力（用于混合气体）；

氮气被用作外科气动工具的动力

一氧化二氮（N2O）用作手术过程中的麻醉气体.

在实验室中使用二氧化碳气体使腹腔膨胀并培养细菌.

第二，医用气体管道系统和中央工作站（气源）设置

医用气体管道系统是指氧气，负压吸入，压缩空气，笑气，氮气，二氧化碳和其他医用气体的集中供排系统.

安装医用气体的区域包括病房，手术室，重症监护室（1CU），急救室，急诊室，观察室，高压氧舱，妇科流产室，牙科和其他医疗场所. 为了确保医疗气体供应系统的稳定和连续的气体供应，使用集中管理的中央管道系统来建立中央工作站（包括氧气供应站，真空泵房，空气压缩机站等），以及通过管道连接医院的每个加油站.

2. 中央供氧系统

2.1医院的中央供氧系统由中央供氧站，管道，阀门和终端供氧塞组成. 氧气源集中在中央氧气供应站，氧气源通过减压装置和医疗用管道输送到手术室，急救室，治疗室和各个病房的终端.

2.2中央氧气供应站

中央供氧站的供氧方式包括: 氧气瓶组供氧，液氧供气，液氧和瓶组联合供氧，制氧机供氧.

氧气瓶组的氧气供应包括高压氧气瓶，母线，减压装置，管道和警报装置. 氧气瓶组的氧气供应汇流排必须设置两组（或一组）用于备用氧气供应，可以自动或手动切换. 氧气瓶可以散装或盒装形式提供. 使用合流排气缸组时，气瓶总数不应超过20. 瓶装母线之间的地板应与运输工具的高度兼容，并且通常应比室外地板高600mm以上. 箱型瓶组应配备导轨吊车以防止产生火花.

液氧供应装置包括液氧罐，气化器，减压装置，管道和警报装置. 大于500L的液氧罐应放置在室外，室外液氧罐与办公室，病房，公共场所和繁华道路之间的距离应大于7.5m. 液氧罐周围5m内不得有可燃物和沥青路面.

中央制氧机的供氧系统由PSA制氧机，高效空气压缩机，冷却和干燥过滤器系统，细菌过滤器和氧气浓度指示器组成. PSA制氧机采用先进的PSA（变压吸附）技术，采用分子筛压力转换吸附法去除空气中的氮和其他物质，并使用高纯度（93％±3）的氧气供医疗用途（见图）.

储气量的计算取决于每天的用气量和更换储气罐的时间（或注气周期）. 储气罐的更换时间与医院的性质和管理方式有关，一般为3-7天.

2.3中央供氧系统

1）中压传输中心氧气供应站: 二次减压后，氧气以0.3-0.5 MPa（可调）的方式输送到每个医用氧气终端的氧气为0.8-1.0 MPa. 根据病房的要求，可以调节终端压力值，可以在中等压力下输送气体，管径较细.

2）低压传输中心供氧站: 通过气阀箱（包括气压表，气压接触器，气压传感器和报警控制系统）向每种医用氧气供氧0.5?0.6 MPa MPa终端.

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2.4中央供氧系统的技术要求

为确保向系统正常供应氧气，应有一个氧气欠压警报装置. 当氧气供应系统的压力低于警报压力时，应同时发出声光警报；

在55db（A）的噪声环境中，要求在1.5m的距离内听到声音警报；氧气管道必须可靠接地，接地电阻小于100Ω.

所有暴露在氧气中的管道，管道配件，仪器，阀门和所有其他附件必须事先脱脂. 脱脂后，应使用无油气体干燥管道.

3. 负压吸引系统

3.1负压抽吸系统由中央抽吸站，抽吸管道和负压抽吸终端组成. 抽吸系统的负压源是中央抽吸站的真空泵单元. 通过真空泵单元的抽吸，抽吸系统管道达到所需的负压值，并在手术室，急救室，治疗室和每个病房的末端产生抽吸. 提供医疗用途.

3.2中央景点

中央抽吸站由真空泵中心供氧设备，细菌过滤器，控制柜，污物接收器和真空缓冲罐（负压罐）组成. 真空泵必须具有备用泵，并且可以自动切换.

普通医用真空泵包括往复式真空泵，液环（水环）真空泵和油润滑滑片真空泵.

l往复式真空泵: 便宜耐用，但占地大，噪音大，需要冷却水，并且排气管必须装有消音器；

l液环真空泵: 体积小，噪音低，但需要使用补充的循环水. 该系统需要配备一个水分离器，并且地面必须具有排水通道.

l油润滑滑片真空泵: 具有风冷，噪音小，振动少的优点. 内部单向阀可保护吸入系统免受污染，油雾分离器可保护环境并减少油耗. 由于设备是风冷的，因此机房必须通风良好.

负压抽吸系统的附件设备:

l双重细菌过滤器: 防止真空泵和真空箱受到污染.

l可更换的过滤器，不会中断气流: 2个颗粒过滤器可以交替使用.

l污物接收器: 收集受污染的液体，保护真空系统的正常运行，并在不中断气流的情况下清除污染物.

l真空缓冲罐: 防止真空泵频繁启动.

3.3负压抽吸系统的技术要求

在大气环境中，抽吸系统的负压不大于0.02MPa（150mmHg），不小于0.07MPa（525mmHg），并且可以在此范围内任意调节.

医院的每个病房和手术室均应配备精度不低于1.5的真空计.

如果传染病房与普通病房共用一个吸风系统，则应使用真空罐和过滤器隔离传染病房.

中央吸油站应装有警报装置. 当负压值高于0.019MPa（140mmHg）或低于0.073 MPa（550mmHg）时，在55db（A）的噪声环境中，应在1.5m范围内听到声音警报，并参见红灯警报.

从抽吸系统的排气中排出的空气每立方米不得超过500个细菌.

中央景点的室内噪音不超过80db（A），室外噪音不超过60db（A）.

吸引系统应具有可靠的接地装置，接地电阻应小于10Ω.

4. 医用空气系统（压缩空气系统）

4.1医用压缩空气通过压缩空气机房输送到各个医疗部门的终端以供使用.

4.2压缩空气站

压缩空气站由空气压缩机，储气罐，空气干燥器，三级过滤器和控制柜组成.

储气罐: 防止空气压缩机频繁启动.

干燥机: 空气干燥后，空气的压力露点为+ 5℃，即使在低温环境下，空气中也不会有液滴.

过滤器: 符合医用气体使用标准.

4.3输送的压缩空气应无菌，干燥且无油. 吸入的空气是室外清洁空气，吸入口必须远离所有类型的排污口.

5. 其他医用气体（N2O，CO2，N2）系统

5.1其他医疗气体（N2O，CO2，N2）通过双母线从气源站减压，然后供应到医疗终端.

5.2气源站

由于N2O，CO2和N2的气体消耗较小，因此可以通过钢瓶来供气.

气源站由气瓶和汇流排组成. 气瓶分为两组，一组用于准备，另一组用于准备.

小型气体源站的位置可以靠近加油站，例如手术室的技术夹层. 房间应该通风.

3. 医用气体的常用参数

1氧气: 单个喷嘴的计算流量为5 l / min，呼吸机的计算流量为10-20 l / min，氧气终端压力为0.2-0.4MPa.

同时使用系数: 整个病房为0.2-0.4，水平主管为0.4-0.5，每个病房的分支管为1.0.

负压抽吸: 计算出的单喷嘴流量为0.25 l / s，手术台的抽吸流量为0.75?1.0 l / s，抽吸压力为-300mmHg?-600mmHg.

同时使用系数: 整个病房为0.2?0.3，水平主管为0.3?0.4，每个病房的分支管为1.0.

压缩空气: 单个喷嘴的计算流量为20?100 l / min，压力为0.4?0.5 MPa.

一氧化二氮: 单个喷嘴的计算流量≤30l / min，压力≤0.4MPa.

氮气: 单个喷嘴的计算流量为10 l / min，压力为0.8?0.9MPa.

二氧化碳: 单个喷嘴的计算流量≤10l / min，压力为0.4?0.5MPa.

2常用燃气管直径的选择

氧气管直径的计算公式:

在公式中: d = 0.0188

d-管道内径（米）

v-气体速度（m / s）

Q-工作状态下气体的实际体积流量（m3 / h）

Q =

Q2——自由状态下的流量（m3 / h）

t-气体工作时的温度

p-工作状态下气体的绝对压力（MPa）

氧气管道中的最大流速不应超过下表中的值:

氧气工作压力

（MPa）

0?0.1

0.1?0.3

0.3?0.6

0.6?1.6

1.6?3.5

> 10

最大氧气流量

（m / s）

20岁以下

15

12

10

8

4

真空管直径:

由于负压管道不易准确计算，请参考以下经验数据选择:

吸管直径估算表

管道直径

（毫米）

15

20

25

32

40

50

吸嘴数

（a）

12

21

24

62

84

140

注: 表中已考虑了同时使用系数，可以根据设计过程中吸嘴的数量直接从表中找到管径，没有任何折扣. 但是，当机房离使用地点太远时，应适当增大管径.

3种在病房中铺设管道的方法

在医院病房中，医用气体的布局大致可分为两类: 垂直主管输送，水平主管分布和水平主管传输以及垂直主管分布. 垂直主管运输和水平主管分布的优点是，可以在水平主管上安装二级减压箱或燃气阀箱，以确保充足的气体供应和稳定的终端压力. 它可以为护士站各层的医务人员提供供气系统的正常运行或供气压力超限的监测信号，并提供危险报警；维护方便，影响小: 因为中央工作站的终端设备配备了维护开关，所以整个系统都无法维修. 但是初始投资成本会更高.

横向管理和纵向分配系统的初期投资很低，但是不能在不同的层次上进行管理和维护，因此影响很大. 在病房中，可以将天然气管道安装在开放式管道中，而主动沟槽板可以应用在外部. 凹槽板的中心高度为1.45m. 床的气源终端和电源，专用接地，呼叫和通信，照明等在床的顶部集中组合在一起，易于使用. 手术室和急救室的气源终端以悬吊和墙体的组合布置. 垂直燃气主管可以布置在管道井中（不允许与供电管线布置在同一管道井中），水平管道可以布置在活动顶棚中.

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4个管道的选择和连接

管道:

*氧气管道材料是不锈钢管和脱氧铜管（简称铜管）.

*吸管材料可以是镀锌钢管. 病房要求高的支管可以是铜管或不锈钢

钢管.

*压缩空气管材料可以是镀锌钢管. 病房要求高的支管可以是铜管

或不锈钢管.

*氮气，笑气和二氧化碳气体管道材料是不锈钢管或铜管.

连接:

镀锌钢管采用螺纹连接，采用聚四氟乙烯填料.

不锈钢管通过氩焊和焊接连接.

铜管通过钎焊连接；钎焊材料（焊料）可以是低银焊料或铜磷钎焊材料.

麻醉废气回收排放装置的应用与开发技术

作者: 夏季，吴天明

关键词: 麻醉性废气回收和排放装置，一氧化二氮排放系统，麻醉性废气排放系统，麻醉性气体排放系统，AGSS

主要内容: 麻醉气体的来源，麻醉气体在手术室中的应用，麻醉气体的物理特性，我国麻醉气体排放的现状，麻醉气体的危害，发展和技术气体释放的影响

/一氧化二氮（笑气）来自实验室

一氧化二氮（N2O），通常称为笑气，由英国化学家乔斯弗·普里斯特利（Joesph Priestley）于1772年合成. 汉弗莱·戴维（Humphry Davy）于1798年确定了其化学性质. 吸入一氧化二氮后，他本人亲自体验了它可以缓解牙痛. 很明显，它具有镇痛作用. 自从1845年1月Horace Walls在哈佛大学正式将一氧化二氮用于临床麻醉以来，一氧化二氮已成为使用时间最长的吸入麻醉气体. 在目前的国际麻醉学学术会议上，经常可以听到两种截然不同的观点. 一种观点认为，由于一氧化二氮具有非刺激性和易燃性，相对较低的毒性，更快的诱导和恢复以及止痛作用，因此可以继续在临床麻醉中广泛使用. 另一观点是，一氧化二氮存在一些问题，应积极寻求新的吸入麻醉气体，例如氙气，以代替一氧化二氮.

/在手术室中使用一氧化二氮（笑气）

1. 麻醉和镇痛: 由于其镇痛作用，一氧化二氮已被单独用于拔牙，重大换药，脓肿切开术和某些手术

2. 分娩镇痛. 1933年，Minnitt博士发明了一种将一氧化二氮和空气混合并输出的设备. 使用此设备不会使患者麻醉，但可以减轻患者的痛苦. 助产士在分娩时将使用这种镇痛设备.

/一氧化二氮的物理和化学性质

一氧化二氮是一种无色，略带甜味，不可燃，无刺激性的气体，相对分子质量为44.02，熔点为-91°C，沸点为-88.5°C，比重为1.97，蒸气密度为1.53. 在室温下具有稳定的化学性质，不与苏打石灰，金属，橡胶等反应，并且易溶于乙醇，油和乙醚. 一氧化二氮与氧气或可燃麻醉剂混合以支持燃烧.

/麻醉废气对人体健康的影响

1. 心理和行为影响吸入0.001MAC麻醉药是否会使麻醉医生达到轻度的麻醉作用，包括听力，记忆，理解，阅读能力和操作技能的心理和行为影响.

2. 致癌性1968年，布鲁斯等人对ASA成员的死因进行了回顾性调查，表明更多的女性成员死于淋巴瘤，因此，长期接触痕量麻醉性废气的致癌性问题受到了广泛关注.

3. 对生育功能的影响

麻醉气体污染对手术室女职工生殖功能的影响可能是最令人关注的问题，但争议最大，难以获得准确可靠的确认数据. 孕妇是否长时间暴露于痕量的麻醉性废气将导致自然流产，婴儿畸形或非自愿性不育的增加. 仍不清楚.

/我国麻醉麻醉气体排放的现状

目前，中国有几家在手术室中安装了麻醉废气去除系统的医院，但是大多数手术室并未实施用于麻醉机废气排放的简单措施. 国内关注麻醉废气的污染和可用的污水处理设备. 国外远远落后于发达国家. 推广一氧化二氮吸入装置的制造商仅考虑市场收益，并且在使用一氧化二氮时没有介绍去除废气的重要性. 因此，在使用一氧化二氮时，我国大多数妇产科部门都没有排气去除系统，这非常有害. 因此，在设计手术室时，选择有效的麻醉气体排放装置对工程师来说非常重要.

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/醉酒大麻废气回收排放装置的开发与技术

1. 第一代麻醉气体回收与排放装置-负压麻醉气体排放技术

第一代麻醉气体回收和排出装置也称为负压麻醉气体排出. 它最初起源于英国，已有一百多年的历史. 我国的麻醉气体排放系统刚刚开始建立. 低压大流量负压泵的排放装置由于手术室输入的变化以及泵的启动和停止的变化而不稳定，影响使用的安全性，应引起注意. 付给设计. 如果负压过高，则来自麻醉机的混合麻醉气体无法进入患者的口腔，而是直接从排气管排放到外部，这也可能给患者带来危险；如果负压太低，功率将不足. 患者呼出的废气无法排出.

系统的基本配置由六个部分组成: 气体终端，管道系统，真空负压泵，自动切换控制电路，废气收集罐和过滤器.

1. 气体接线端子的选择要求

终端是麻醉气体排放系统的第一环节. 选择气体终端时，必须选择标准端口. 排气端子的直径应大于φ30mm. 这有利于实现低压大流量废气的排放. 通常有两种类型的端子: 电线端口和快速插入型. 目前，国内港口很小，不符合排放标准. 一些医院还使用普通的负压吸引端子来代替放射物，这非常危险.

2，管道系统的选择要求

用于麻醉气体排放的管道的材料要求应根据麻醉气体的物理特性来确定. 通常，高质量的PVC管，铜管和镀锌钢管可用于常规管道系统. 管径为φ15mm，壁厚大于1mm，管内负压流量为5-10mmHg；管道系统的设计应防止排气管弯曲，否则可能会增加呼气阻力并增加呼吸功，从而干扰麻醉通风系统. 气流模式导致PaCO2升高. 废气处理管中的气流阻力应不大于0.049kPa（0.5cmH2O）；警惕靠近患者的排气处理管阻塞. 如果没有发生，可能会导致肺部压力升高，甚至心跳也会意外停止.

3. 选择真空负压泵设备的要求:

真空负压泵是负压麻醉气体排放系统的核心部分. 根据负压泵的不同安装方式，可分为两类: 第一种是单台负压泵，一般可供应1-3个手术室排放的负压泵，应为低压大流量型，性能稳定，单个负压泵的排量应为180L / min. 第二种类型是组合式负压泵，也称为集中排污泵，它将所有手术室的负压功率集中在一起排放. 组合式负压泵的排气量的选择应根据手术室的数量来选择不同类型的排气泵.

家用负压泵性能较差，多数维修率高，容易发生泵烧伤. 考虑到操作的安全性，工程师应选择质量优良，品牌好的制造商. 在中国是否有常用的进口品牌: 英国庞龙，美国比康迈德，德国纳西姆，韩国沃富等.

4. 自动开关电路控制系统

自动开关电路控制系统是麻醉气体排出系统的控制部分. 选择功能要求时，应具备手动切换和自动切换功能，拧紧和停止功能以及自动供电功能. 起停按钮，过压和欠压警报应位于手术室信息面板上. 方便医护人员操作. 操作完成后，及时关闭麻醉废气排放开关. 由于麻醉废气排放系统是负压装置，因此长时间打开泵不仅会耗电，还会缩短泵的使用寿命.

5. 废气收集罐

废气收集箱应具有重量轻，安装和维护方便，操作简单的特点. 通常，国内生产的压力罐均能胜任. 储气罐的尺寸应根据实际情况确定.

6. 过滤器

管道中应安装空气过滤器，过滤效率应为99.999％，一般每六个月更换一次. 同时，管道末端的排风口设计应与风向一致，以防倒流. 排气口应安装金属丝网，以防止灰尘，昆虫等进入排气处理管道并造成堵塞

/第二代麻醉气体回收与排放装置-正压麻醉气体排放技术

第二代麻醉气体回收和排放装置，即正压麻醉气体排放技术，又称为喷射放电技术，喷射麻醉气体排放，最早是在欧洲的斯洛文尼亚首都大学发明的，后来它是由MEDIPCOP生产的. 已注册的国际专利权.

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喷射式麻醉气体的排放技术在根据患者情况进行调整后不会改变，因为每个手术室都是独立的，不会受到其他手术室和系统的干扰，这是一种相对稳定，理想和安全的排气气体回收和排放技术也低于负压排气系统. 因此，受到世界各地医护人员的青睐.

由于这项技术的先进性，德国最大的医疗设备制造公司Derge和法国的自由公司Derge也已开始进行研发和制造.

喷射式麻醉气体回收和排放技术的基本配置: 喷射式排放装置，道路系统和正压电源.

1. 喷射装置

来自手术室的麻醉废气通过该装置排放到室外. 该设备的基本原理是将废气通过由手术室的正压和压缩空气的正压形成的负压区带走. 图为: Medico的麻醉气体排放装置.

2，管道系统

喷射管路系统与负压管路系统相同.

3. 正压电源

正压电源由手术室中的压缩空气提供. 通常，手术室配备有压缩空气，因此可以共享. 压缩空气有技术要求: 压力控制在0.5Mpa，管径为φ4mm.

4. 过滤器

管道中应安装空气过滤器，过滤效率应为99.999％，一般每六个月更换一次. 同时，管道末端的排风口设计应与风向一致，以防倒流. 排气口应安装金属丝网，以防止灰尘和昆虫进入排气处理管道并造成堵塞.