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史上最全的医院楼宇自控(BA)系统解决方案

放大字体  缩小字体 发布日期:2020-12-19    浏览次数:72    评论:0
导读

楼宇自控系统就是对建筑物内的各种机电设施进行全面的计算机监控管理,一个高质量的楼宇自控系统是智能化医院建设中必不可少的硬

楼宇自控系统就是对建筑物内的各种机电设施进行全面的计算机监控管理,一个高质量的楼宇自控系统是智能化医院建设中必不可少的硬件设施。随着楼宇自控系统在医疗设备管理中的应用,智能化医院建筑已成为医疗建筑的重要组成部分。

一、智能化医院的概念


所谓智能化医院就是在医院采用智能化系统,对医院结构(包括建筑使用的结构、人流物流的结构、系统设置的结构等)进行优化,合理调配人流、物流和信息流,建立以人为本的智能化医院环境,将高质量的服务与高效的管理有机结合,创造出安全、舒适、温馨的环境,从而节省人力物力、降低运营能耗,最终为患者提供快捷,便利的服务,为医护人员提供良好的工作环境。

医院楼宇智能化系统由临床信息系统(CIS)、管理信息系统(MIS)、医院信息系统(HIS)、建筑信息系统(BIS)三部分组成,如下所示:


其中,建筑信息系统(BIS)即楼宇自控系统在智能化医院中起着关键的作用。


二、楼宇自控系统解决方案应用于智能化医院的必要性

病人的治疗与康复、医护人员的健康对于医疗环境的舒适性要求极高。同时良好的空气品质也是治疗疾病、减少感染、降低死亡率的重要技术保障。因此,对于医疗环境的特殊要求应给予充分的关注。



以下是关于医疗环境的几个特殊要求:

1、极高的空气净化功能

医疗手术室等场所空气洁净程度直接关系到患者生命,另外,医疗是患者集中、空气污染较严重的场所,比较恒定的温度和相对封闭环境会增加感染几率。所以医疗空调必须具备高效率且持久稳定的空气净化功能,以消除空气中的微生物和化学气体污染。

2、极高的设备自身洁净度

为了保证空气洁净度,医疗空调设备内部及通风管道内部必须洁净,否则会导致细菌大量繁殖,造成室内空气的“二次污染”。要解决这个问题必须选择开放式空调设备,便于维护人员定期清洗空调设备及通风管道内部。

3、充足的新风量

病人对空气新鲜度依赖度很高,特别是病房,往往都有多个陪护人员,新风量的不足很容易导致因缺氧而加重病情或引发其它病症。如果要保证充足的新风量,除了设备外还要有专门的仪器来实时检测。

4、有组织的气流流向

气流组织形式直接影响细菌和有害物的扩散,甚至造成交叉感染和化学、放射物污染。新风应从低位进入室内,使房间形成“新风湖”。

5、适宜的温、湿度

温度是治疗疾病的一种手段。不同类型的病人有不同的温度要求,病人的体质较弱对温度非常敏感,轻微的温度波动都会引起病情的加剧。许多医疗设备对温度也有特殊要求。湿度则与病原体密切相关,湿度越大细菌存活时间越长;一些特殊病人如呼吸道疾病患者要求有严格的湿度控制;精密的医疗设备只有在一定湿度下才能正常工作。医疗空调的各个区间应可以独立调控温、湿度。

6、低噪音的医疗环境

噪音不仅影响病人的休息,更影响病人的康复,还会增加医护人员的压力、削弱他们的注意力和思考力。空调系统是医院噪音的主要来源,必须给予高度重视。

7、极高的可靠性

医院是不能停止运行的公共服务机构,这一特点决定了其空调系统不允许出现任何差错。一些重要部门如手术室、分娩室、监护室、早产婴儿室等,如果空调系统突然发生停机故障,可能会危及患者生命,所以医院空调系统的可靠性要求比任何地方都高。

8、必须定期维护保养

空调系统内部灰尘、细菌堆积,温、湿度又非常适宜细菌生长,因而空调系统内部会成为细菌的温床,对室内空气产生严重污染。因此,空调末端和空气净化装置及风管须易于应拆洗,便于定期维护保养。

9、必须定时监测

为了保证医院中央空调系统的正常运行和室内空气品质,必须制定严格的监测制度,对空气质量进行定时监测。尤其是其中的一些重要指标,如空气含尘浓度、含菌量、含氧量需要进行定时检测。

为了满足医疗环境的特殊要求,需要对楼宇内的设备进行监控。因此能够保证医疗环境的舒适性,提高医院内设备的运行效率的楼宇自控系统解决方案对于智能化医院十分重要。


三、医院楼宇自控系统设计原则和设计依据

1.设计原则和设计依据

在医院建筑的楼宇自控系统中,按照“设备先进、技术完备、功能齐全、配置合理、节约资金”的原则进行楼宇自控系统设计。


实用性和先进性

医院楼宇自控系统按照智能建筑设计标准来进行设计,并且参照相关的医院行业设计规范,设备需要采用目前国际上的主流技术和系统产品,保证前期所选型的系统与今后系统性能提升在技术先进性方面的可延续性。

标准化和结构化

医院楼宇自控系统设计除依照国家有关的标准外,还根据系统的功能要求做到系统的标准化和结构化,能综合体现出当今的先进技术。

楼宇集成系统是一个完全开放性的系统,通过编制相关分控制系统的接口软件,将解决不同系统和产品间接口协议的“标准化”,以使它们之间具备“互操作性”。所有接口均基于标准的TCP/IP数据接口协议和内容。

集成性和可扩展性

医院楼宇自控系统设计遵循全面规划的原则,并有充分的余量,以适应将来发展的需要。楼宇自控产品需要集成各种通讯标准协议,包括LON、BACnet、KNX、Modbus、M-BUS等协议,同时主控器内置网关功能,可以通过协议转换接入医疗设备。

所提供的系统应用软件,严格遵循模块化的结构方式进行开发;系统软件功能模块完全根据用户的实际需要和控制逻辑来编制;

可靠性

楼宇自控系统担负着整个医院建筑内的设备正常运行的责任,出现任何故障都会给医院带来严重的损失。

医院楼宇自控系统需要是一个可靠性和容错性极高的系统,使系统能不间断正常运行并且有足够的延时来处理系统出现的故障,以确保在发生意外故障和突发事件时,系统能保持正常运行。

综合节能管理的合理性

在医院应用的楼宇自控系统和能源管理系统,应采用准确的方法来计量、合理的算法来统计及分析楼宇内设备的能源消耗,以达到节能管理的目的。

楼宇自控系统可以对医院内的设备进行合理控制,同时根据能源在线管理系统给出的用能分析数据,做到按需分配能量,提高医院设备的节能性。

四、医院楼宇自控系统方案设计


1.设计目的

1)在医院建筑中,使正在使用的区域和功能房间能达到设计的空调效果,而未使用的区域的功能房间不开通空调系统;其他如通风等消耗能源大的区域按照设定的时间来启动设备,最大限度地节约能耗和运行成本。这样做不但能满足实际的使用效果,也能有效地节省运行成本和节约能耗。同时楼宇自控系统可以对各分路做好时间及运行状态的记录,便于统一管理。使医院大楼内的机电设备通过计算机技术进行全面有效的监控和管理,以确保建筑物内舒适和安全的办公环境,同时实现高效节能的要求。

2)从现代化管理来考虑,楼宇自控系统可以采集很多的数据,如医院内的用水、电、燃气数据、冷热量计量及各种传感器所采集的数据,这些数据为医院管理者分析设备运行状况、维修时间、能源状况、费用计算都提供了依据,医院管理者根据采集的数据可以进行各种分析与处理,可以指导制定维护计划、备品备件的库存量设置、成本核算、各类的收费依据等等。

3)从医院特殊的功能需求考虑,楼宇自控系统可以满足医院对环境的特殊要求,包括对房间洁净度的控制、房间温湿度的控制、微压差控制、风量控制等,如下所示:

A.洁净度控制——医院洁净手术部的各类用房按细菌浓度划分为百级、千级、万级、十万级四个级别,并以空气洁净度级别作为必要的保障条件。手术部的洁净度是一个综合指标,不仅要在手术部的装饰、选材、施工和净化空调机组的选型上进行综合精心的考虑;同时在楼宇自控系统中通过合理地设置监控点,及时反映手术部智能化系统在医院建筑中的内部环境和工艺设备参数状况。

B.温湿度控制——在洁净手术部温湿度控制中,强调了对湿度的优先控制,这是区别于普通空调自控系统的最重要一点。这是因为,据研究,相对湿度50%时,细菌浮游lO分钟后即可灭除,相对湿度更高或更低时,即使经过2小时,大部分的细菌还活着。楼宇自控系统通过设置合理的室内温湿度参数,及时将手术室内的细菌灭除,保证患者手术过程中环境的安全。

C.微压差控制——为防止非洁净空气的污染,高级别的区域相对低级别的区域需要保持一定的微正压,最大静压差不大于30Pa,不能因压差产生哨音。规范中要求相临两室的静压为5Pa~10Pa,对室外直接相通的区域应保持不小于15Pa的正压。如果某手术室为传染手术室,则需要其保持相对的微负压。楼宇自控系统通过设置合理的室内送风量和回风量的差值,保证手术室的微压差目标。

D.风量控制——手术部的新风量需要满足60m3/h·人、4~6次换气/h,同时补充室内的排风并能保持室内的正压,一般对百级手术室每间不小于1000m3/h,对千级、万级手术室每间不小于800m3/h,对十万级手术室不小于600m3/h。楼宇自控系统通过设置合理的新风量,保证手术室内的风量控制要求。


2.设计范围

针对医院楼宇的特点,为医院的楼宇自控系统提供系统设计、软件和设备供货安装、系统安装调试、系统连动调试、用户培训、验收及售后服务等。主要包括如下子系统:冷热源系统、空调通风系统、送排风系统、智能照明系统、给排水系统、供配电设备监控系统、电梯监视系统、医疗用气系统监控、医疗空气质量监控系统、能源管理系统。

医院楼宇自控系统不仅要对建筑内的制冷、供热、通风和空调系统、给排水系统、变配电系统、电梯系统等设备实现监控管理,同时要对医疗用气设备、医院内的空气质量等进行监控,以保证患者就医环境的舒适性和安全性。


3.优化能源管理

医院建筑中的楼宇自动控制系统通过各现场控制器对楼宇内的各类机电设备进行监视和控制,统一调配所有设备用电量,可以实现用电负荷的最优控制,有效节省电能,减少不必要的浪费。

通过分析目前有关医院建筑的工程案例,并结合在楼宇自动控制领域多年的行业经验,对医院的主要能耗进行了一个整体的预测分析:

空调:占总耗能的60%左右(或更高),至少为50%

照明:占总耗能的23%-45%

水泵:占总耗能的13%~15%左右

电梯:占总耗能的8%左右

医院拥有庞大的建筑面积,在整个楼宇投入使用后,电力的消耗是非常惊人的,在医院大楼中各种设备都是“耗电大户”。

在医院建筑中配置楼宇自控系统后,可以实时采集医院内用能设备的耗电量、耗水量等,并且通过统一的能源管理平台对医院进行综合管理。

4.楼宇系统网络架构(以台达LOYTEC楼宇自控系统为例)


1)管理层:LWEB-900楼控管理平台。

2)整合层:包括自动化服务器LINX、协议路由器、第三方设备接口。

3)现场控制层:包括现场DDC控制器、第三方控制器等

4)感控层:以现场的设备为主,包括新风机、送风机、冷冻机组等。


 
(文/小编)
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