醫(yī)用供氧裝置建筑防火設(shè)計(jì)的探討

【關(guān)鍵詞】醫(yī)用供氧裝置 建筑防火設(shè)計(jì) 探討 

　　引 言 

　　隨著社會(huì)的日益發(fā)展和人民生活水平的不斷提高,作為民生事業(yè)的醫(yī)療機(jī)構(gòu)無(wú)論是數(shù)量上還是在規(guī)模上都在不斷擴(kuò)大,醫(yī)療保障條件得到了不斷完善,與此同時(shí)醫(yī)用氧氣的需求量也隨之急劇增大。伴隨著醫(yī)療手段和技術(shù)的改進(jìn),促使新型分子篩吸附制氧工藝的出現(xiàn),并逐步取代原有瓶裝供氧及液態(tài)供氧等方式。由于目前國(guó)家消防技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)上述醫(yī)用制氧裝置建筑設(shè)計(jì)無(wú)相關(guān)規(guī)定,在工程的消防設(shè)計(jì)和審核中很難把握,本文對(duì)醫(yī)用供氧裝置建筑的消防設(shè)計(jì)進(jìn)行探討。 

　　一.醫(yī)用供氧方式簡(jiǎn)介  

　　醫(yī)用供氧按其發(fā)展進(jìn)程經(jīng)過(guò)了氧氣瓶直接進(jìn)入病房或手術(shù)室的初級(jí)供氧方式, 

　　到瓶裝(或液氧)集中規(guī)模供氧,到現(xiàn)代的采用變壓吸附技術(shù)制氧并直接連續(xù)供氧的發(fā)展過(guò)程。集中供氧基本可分為如下三種方式: 

　　1、由高壓氧氣瓶組經(jīng)氧氣匯流排減壓集中供氧 (瓶裝氧氣由專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)廠生產(chǎn),經(jīng)運(yùn)輸?shù)结t(yī)院供氧房); 

　　2、由液氧儲(chǔ)槽經(jīng)液氧汽化器氣化、減壓、穩(wěn)壓后集中供氧(液氧由專(zhuān)業(yè)廠生產(chǎn),經(jīng)專(zhuān)業(yè)運(yùn)輸工具運(yùn)到醫(yī)院供氧房); 

　　3、由變壓吸附制氧設(shè)備生產(chǎn)醫(yī)用氧氣,直接連續(xù)供氧; 

　　早期的集中供氧基本上都采用第一種方式。上個(gè)世紀(jì)80年代,隨著大型制氧機(jī)的增多和專(zhuān)業(yè)氣體供應(yīng)站的興建,液氧氣化供氧逐漸成為氧源豐富地區(qū)醫(yī)療機(jī)構(gòu)重要的供氧方式;上個(gè)世紀(jì)90年代以來(lái),隨著變壓吸附技術(shù)的成熟,這種醫(yī)療機(jī)構(gòu)自己擁有制氧設(shè)備的供氧方式馬上得到醫(yī)院的青睞。前兩種供氧方式的氧源主要是利用低溫空氣分離方法由專(zhuān)業(yè)廠房生產(chǎn)(與醫(yī)院非為一體),供醫(yī)療使用。變壓吸附制氧則是利用吸附劑對(duì)同一壓力混合氣體中不同氣體成分的吸附量、吸附速度、吸附力等方面的差異和吸附劑對(duì)不同氣體組成的吸附容量隨壓力而變化的特性,將空氣中的氧、氮分離,提取其中的氧氣,供給醫(yī)療使用。工藝簡(jiǎn)單,設(shè)備先進(jìn),體積小,供給方便,經(jīng)濟(jì)性較高(單位體積成本為瓶裝供氧的1/4,為液氧集中供氧的1/2)。 

　　二.醫(yī)用制氧裝置及建筑的火災(zāi)危險(xiǎn)性 

　　氧氣是助燃?xì)怏w,主要表現(xiàn)是其強(qiáng)氧化性,與氧化劑發(fā)生劇烈的氧化還原反應(yīng),會(huì)使接觸到的可燃物(特別是油脂等碳?xì)浠�合�?自燃,在一定條件下還會(huì)引起金屬的燃燒,因此其生產(chǎn)和儲(chǔ)存的火災(zāi)危險(xiǎn)性類(lèi)別為乙類(lèi)�？梢�(jiàn),其危險(xiǎn)性主要體現(xiàn)在高壓壓縮氣體且具有強(qiáng)氧化性。傳統(tǒng)的低溫制氧法生產(chǎn)流程復(fù)雜,設(shè)備繁多,且在低溫、高壓的狀態(tài)下進(jìn)行,會(huì)放出大量的熱,如冷卻不良即會(huì)形成著火源。也可能在生產(chǎn)過(guò)程中操作不當(dāng)也易因產(chǎn)生的火花或火源遇到氧氣加速燃燒導(dǎo)致火災(zāi)和爆炸事故的發(fā)生。另外,醫(yī)療機(jī)構(gòu)儲(chǔ)存的氧氣鋼瓶,液氧儲(chǔ)罐均為較高壓力的壓力容器,一旦泄露也極易導(dǎo)致爆炸,特別是高壓氧氣流遇到油脂、有機(jī)物等,在運(yùn)輸儲(chǔ)存使用諸多環(huán)節(jié)上存在較大的安全隱患,安全保障條件要求較高。 

　　新型的變壓吸附制氧是在常溫低壓(氧氣緩沖罐壓力0.4―0.45MPA)下運(yùn)行,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(dá)的晶穴。在晶穴中具有非常強(qiáng)的陽(yáng)離子和氧負(fù)離子,構(gòu)成了極性極強(qiáng)的極性分子篩,而氧和氮是非極性分子。當(dāng)氧氮通過(guò)5A極性分子篩時(shí),在極性分子的作用下,氧氮產(chǎn)生了誘導(dǎo)偶極,和沸石分子篩的極性偶極作用產(chǎn)生一種誘導(dǎo)力,容易極化的氮產(chǎn)生的誘導(dǎo)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于氧產(chǎn)生的誘導(dǎo)力,因此5A分子篩對(duì)氮的吸附容量大于對(duì)氧的吸附容量,使氮被5A沸石分子篩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沸石分子篩還具有加壓時(shí)對(duì)氮的吸附容量增加,減壓時(shí)吸附容量減少的特性。因此又采用對(duì)沸石分子篩加壓時(shí)吸附氮,減壓時(shí)氮從分子篩中解吸出來(lái)的方法來(lái)變壓吸附制氧。上述工藝的改進(jìn)大大地降低了供氧的火災(zāi)危險(xiǎn)性。但是因?yàn)檠鯕馐侵�燃�(xì)怏w,生產(chǎn)、儲(chǔ)存中將其確定為乙類(lèi)火災(zāi)危險(xiǎn)性,且有一定的壓力,如操作管理不善,會(huì)導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸的發(fā)生。場(chǎng)所的設(shè)置如不很好地防止火災(zāi)的蔓延及減少火災(zāi)、爆炸造成的危害,也會(huì)不同程度地危及醫(yī)院及醫(yī)務(wù)人員和就醫(yī)者的安全。  

　　三.現(xiàn)行規(guī)范的相關(guān)規(guī)定  

　　目前我國(guó)現(xiàn)行的消防技術(shù)規(guī)范對(duì)醫(yī)用變壓吸附制氧裝置建筑標(biāo)準(zhǔn)尚未做具體規(guī)定,原GB20030―91《氧氣站設(shè)計(jì)規(guī)范》也只是適用于工業(yè)用低溫空氣分離制氧氧氣站的設(shè)計(jì),液氧氣化站房的設(shè)計(jì)和匯流排間的設(shè)計(jì)。對(duì)現(xiàn)有民用醫(yī)療建筑附設(shè)的變壓吸附制氧裝置建筑無(wú)具體規(guī)定;現(xiàn)行GB50045―95(2005年版)《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中第4.2.6條也只是對(duì)液氧儲(chǔ)罐間進(jìn)行了簡(jiǎn)單規(guī)定。即“總?cè)萘坎怀�過(guò)300M3時(shí),儲(chǔ)罐間可一面貼臨所屬高層建筑外墻建造,但應(yīng)采用防火墻隔開(kāi),并應(yīng)設(shè)直通室外的出口”;JGJ49―88《綜合醫(yī)院建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》第4.0.7條規(guī)定,“供氧房宜布置在主體建筑的墻外,并應(yīng)遠(yuǎn)離電源、火源和易燃、易爆源”。此條規(guī)定沒(méi)有明確具體的設(shè)置要求。尤其對(duì)變壓吸附供氧這種新型醫(yī)用供氧裝置的消防安全保障狀態(tài)形成了無(wú)章可循。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)僅BZY高效系列醫(yī)用制氧裝置近三年在北京等全國(guó)各醫(yī)療機(jī)構(gòu)就銷(xiāo)售安裝71處125臺(tái)套。為做到用氧的可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、便捷,消防安全保障標(biāo)準(zhǔn)有待于盡快實(shí)施。  

　　四.醫(yī)用制氧裝置建筑防火設(shè)計(jì)探討  

　　醫(yī)療機(jī)構(gòu)附屬制氧建筑主要包括制氧設(shè)備間、氧氣儲(chǔ)存間等。醫(yī)用供養(yǎng)方式簡(jiǎn)介中前兩種集中供氧方式現(xiàn)行規(guī)范中已有明確規(guī)定。由于制氧工藝的改進(jìn)、醫(yī)療機(jī)構(gòu)中心供氧系統(tǒng)的要求,以及現(xiàn)代城市建筑緊湊的原因,變壓吸附供氧系統(tǒng)設(shè)置的建筑不應(yīng)距醫(yī)療機(jī)構(gòu)主體建筑很遠(yuǎn),完全按照現(xiàn)行規(guī)范相關(guān)條款執(zhí)行是不科學(xué)、不經(jīng)濟(jì)、不合理的,而且現(xiàn)在新式的制氧工藝多為低壓,緩沖罐儲(chǔ)存的氧氣為氣態(tài)且儲(chǔ)量較小(一般緩沖罐容量為5M3左右,壓力一般不大于1Mpa),因此醫(yī)用制氧裝置建筑在現(xiàn)有規(guī)范要求框架下,按照性能化設(shè)計(jì)理念,應(yīng)從以下方面滿足消防安全要求: 

　　1、供氧設(shè)備間易單獨(dú)修建,耐火等級(jí)不應(yīng)低于二級(jí)。如貼鄰其它建筑修建,應(yīng)采用防火墻進(jìn)行分隔,且屋頂構(gòu)件應(yīng)采用耐火極限不低于1.00h的不燃燒體,其與貼鄰建筑相通的門(mén)應(yīng)采用甲級(jí)防火門(mén),貼鄰建筑相鄰房間不應(yīng)設(shè)置經(jīng)常有人房間及儲(chǔ)存油脂、有機(jī)物和大量可燃物的房間;且氧氣緩沖儲(chǔ)罐總?cè)莘e不應(yīng)大于200M3(標(biāo)準(zhǔn)狀況下); 

　　2、供氧設(shè)備間(包括變壓吸附設(shè)備、氧氣緩沖罐)嚴(yán)禁設(shè)在地下或半地下建筑及醫(yī)療建筑的底層;與火源和甲乙類(lèi)爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所的間距應(yīng)不小于場(chǎng)所與醫(yī)院相應(yīng)建筑的間距;單獨(dú)修建時(shí),與其它建筑的防火間距可按現(xiàn)行規(guī)范適當(dāng)放寬,具體可依周邊建筑的結(jié)構(gòu)、功能決定,當(dāng)氧氣緩沖儲(chǔ)罐總?cè)莘e不大于200M3(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)時(shí)間距不限,當(dāng)氧氣緩沖儲(chǔ)罐容積大于200M3時(shí)按乙類(lèi)火災(zāi)危險(xiǎn)性場(chǎng)所確定防火間距;新建醫(yī)院和舊有醫(yī)院改造時(shí)供氧裝置間可設(shè)置在建筑的頂層或屋面上,并應(yīng)設(shè)獨(dú)立的防火分區(qū)。(事實(shí)上變壓吸附制氧裝置氧氣緩沖儲(chǔ)罐的容量一般不超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)狀況下50M3;《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016-2006第3.1.2條條文解釋中對(duì)氧氣的儲(chǔ)量小于50M3時(shí)且存在的濃度小于每立方米5升時(shí),可不按乙類(lèi)場(chǎng)所考慮)。 

　　3、供氧設(shè)備間應(yīng)設(shè)置排風(fēng)系統(tǒng),按每小時(shí)3次換氣量設(shè)計(jì),排風(fēng)口與送風(fēng)口間距不應(yīng)小于5米; 

　　4、儲(chǔ)罐、制氧設(shè)備與輸氧管道之間應(yīng)設(shè)緊急切斷裝置,并與消防報(bào)警控制系統(tǒng)聯(lián)動(dòng),在供氧區(qū)域內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時(shí)停止供氧;

　　5、供氧裝置的供電負(fù)荷按相應(yīng)醫(yī)療機(jī)構(gòu)供電負(fù)荷確定,電氣控制裝置和照明配電線路等按現(xiàn)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定,應(yīng)為22區(qū)火災(zāi)危險(xiǎn)區(qū);設(shè)置防雷防靜電接地裝置; 

　　6、供氧設(shè)備間內(nèi)裝修應(yīng)全部采用A級(jí)裝修材料; 　 

　　結(jié) 語(yǔ) 　　 

　　總之,目前使用分子篩變壓吸附制氧,工藝技術(shù)上已經(jīng)成熟且操作簡(jiǎn)單、維護(hù)方便,如果在建筑設(shè)置上采用文中上述各項(xiàng)消防措施,且在日常應(yīng)用中嚴(yán)格管理,使用中嚴(yán)格操作規(guī)程,應(yīng)能保證消防安全。 

　　GB20030―91《氧氣站設(shè)計(jì)規(guī)范》 

　　GB50045―95(2005年版)《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》 

　　JGJ49―88《綜合醫(yī)院建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》 

　　《爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》