單志勇

醫(yī)院建筑設備自動化的設計

單志勇①

根據(jù)醫(yī)院智能化工程的要求，提出對醫(yī)院大樓建筑設備的自動化控制的設計。該設計方案能實現(xiàn)對醫(yī)院建筑設備分散控制集中管理，提高現(xiàn)代化管理水平。

樓宇自動化；智能化；醫(yī)院智能化；BA；BAS

[First-author's address]Department of Medical Equipment Management,Nantong Sixth People’s Hospital,Nantong 226003, China.

隨著醫(yī)院工程行業(yè)的迅速發(fā)展，現(xiàn)代化醫(yī)院建筑對智能化的要求也越來越高，許多醫(yī)院都積極實施智能化系統(tǒng)。同時，隨著信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，整體化的醫(yī)療建筑電氣控制設備吸納了先進的多媒體技術(shù)和計算機網(wǎng)絡技術(shù)，為現(xiàn)實醫(yī)院的建筑智能化提供了必要的軟硬件。目前，我醫(yī)院整體搬遷，對醫(yī)院新建大樓進行了設備自動化設計，介紹如下：

1 系統(tǒng)概述和總體目標

我院樓宇自動化系統(tǒng)(以下簡稱BA系統(tǒng))通過對大樓內(nèi)機電設備進行集中監(jiān)視、遙控、聯(lián)動控制、管理以及IBMS智能化集成平臺，滿足大廈內(nèi)部各個功能單元的舒適和安全的需要。通過合理調(diào)度、節(jié)能措施降低管理費的目的并延長設備使用壽命、提高醫(yī)院大樓安全性。自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

BA系統(tǒng)的設計充分體現(xiàn)了先進性、實用性、開放性和可擴展性、可靠性、安全性、經(jīng)濟性、易維護性．BA系統(tǒng)要求能對樓宇的中央空調(diào)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)、變配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等系統(tǒng)進行監(jiān)測與控制、管理、故障報警、報表報告與記錄顯示。

2 系統(tǒng)功能的實現(xiàn)

2.1 空調(diào)冷源部分的自控系統(tǒng)實現(xiàn)以下功能

冷凍水泵、冷卻水泵、閥門及冷卻塔風機與冷水機組主機的聯(lián)動控制和故障保護。監(jiān)測冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔風機、閥門、冷水機組運行狀態(tài)、過載報警、故障狀態(tài)和手自動開關(guān)狀態(tài)，啟?？刂?。冷凍泵開機次數(shù)和運行時間、耗電量累計；冷卻泵開機次數(shù)和運行時間、耗電量累計。通過通訊接口監(jiān)測冷水機組冷凍、冷卻水流狀態(tài)、蒸發(fā)器進出水口水溫、蒸發(fā)器進出水壓力、壓差；冷凝器進出口水溫、冷凝器進出水壓力、壓差；蒸發(fā)／冷凝器壓力、排汽溫度及壓力、油壓及油溫、電機負載百分比，運行時間累計、啟動次數(shù)累計，小時負荷率記錄累計，故障顯示；電流、電壓及用電量限制設定、用電量（KWH）累計等。根據(jù)事先設定的工作日及節(jié)假日作息時間表，定時啟停機組。

圖1 自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

2.2 新風機組控制系統(tǒng)實現(xiàn)以下功能

大樓室外設置高精度室外溫濕度傳感器若干，24 h收集基本數(shù)據(jù)、為空調(diào)運行提供依據(jù)。實時監(jiān)測各樓層新風機的啟停運行狀態(tài)、故障報警、手自動開關(guān)狀態(tài)、送風溫度。聯(lián)鎖控制：風機、水閥聯(lián)鎖控制，停風機時自動關(guān)閉水閥，風機啟動時，延時自動打開水閥。根據(jù)事先設定的工作日及節(jié)假日作息時間表，定時啟停機組。當新風機出現(xiàn)故障時，能自動報警，提請相關(guān)人員進行維修、開關(guān)。自動監(jiān)視新風機組的過濾網(wǎng)兩端壓差，兩端阻力超出設定值時報警，便于有關(guān)人員及時更換、清洗、保證過濾效果。系統(tǒng)采集室外溫濕度參數(shù)，系統(tǒng)具有最優(yōu)啟?？刂婆c焓值控制及其他的節(jié)能控制功能。各空調(diào)機組的參數(shù)設定值由中央站進行設定，由DDC自動控制。

2.3 空調(diào)機組實現(xiàn)如下的控制功能

自動監(jiān)視風機啟停及工作狀態(tài)、故障報警和手自動開關(guān)狀態(tài)、送風溫度、回風溫度、開啟次數(shù)和運行時間累計。自動監(jiān)視回風溫度，根據(jù)回風溫度，自動比較溫度的設定值，按照PID模式自動調(diào)節(jié)控制冷水或熱水兩通閥的開度，維持回風溫度在設定范圍內(nèi)。系統(tǒng)將采集典型室外溫濕度參數(shù)，供系統(tǒng)作最優(yōu)啟?？刂婆c焓值控制及其他的節(jié)能控制。同時，空氣處理機組風機采用變頻控制器實行季節(jié)性分階段調(diào)節(jié)風量。聯(lián)鎖控制：風閥與風機、水閥聯(lián)鎖控制，停風機時自動關(guān)閉新風閥及水閥，風機啟動時，延時自動打開風閥。自動監(jiān)視空調(diào)機組的過濾段濾網(wǎng)兩端壓差，兩端阻力超出設定值時報警，便于有關(guān)人員及時更換，保證過濾效果。

2.4 送排風機控制系統(tǒng)實現(xiàn)以下功能

BAS需對送風機、排風機及排煙兼排風機進行控制，實現(xiàn)以下功能：自動監(jiān)測各個送排風機的運行狀態(tài)、故障報警和手自動開關(guān)狀態(tài)。運行時間累計。應能在火災時由消防控制信號直接啟停風機。

2.5 給排水系統(tǒng)主要實現(xiàn)以下功能：

給排水系統(tǒng)包括生活給水系統(tǒng)、熱水循環(huán)水泵、集水井和污水泵等設備。BAS應實現(xiàn)以下功能：所有生活水池水箱的水位檢測、自控、報警。對所有水泵的開停及運行時間進行統(tǒng)計。所有污水處理設備高低水位檢測、報警。所有集水坑的水位檢測、自控、報警。生活給水采用恒壓供水方式，由廠家成套提供恒壓控制裝置，BAS只監(jiān)不控。BAS自動監(jiān)測生活水池的液位信號、供水壓力、變頻頻率反饋等模擬信號，檢測水泵運行、故障狀態(tài)。

2.6 變配電系統(tǒng)實現(xiàn)的監(jiān)控功能

變配電系統(tǒng)主要對低壓配電柜的重要出線回路電量參數(shù)、變壓器、超溫報警等進行遠程監(jiān)測，BAS只監(jiān)不控。監(jiān)視和報警參數(shù)通過通訊接口進行，即只須從變配電現(xiàn)場監(jiān)控計算機上通過通訊接口方式讀出。接口類型暫定為MODBUS。

2.7 照明系統(tǒng)的控制功能

照明系統(tǒng)包括室內(nèi)公共照明和室外照明。BAS通過時間程序結(jié)合光照度對照明進行控制。按照預先設定的時間表和室外照度，對公共通道實現(xiàn)分區(qū)、分時控制。自動控制環(huán)境照明的開啟和關(guān)閉。系統(tǒng)對各個照明回路的運行狀態(tài)、故障狀態(tài)進行自動監(jiān)視，出現(xiàn)故障自動報警，顯示報警內(nèi)容。顯示各路照明累積運行時間，以便相關(guān)人員及時對系統(tǒng)進行保養(yǎng)和維護。2.8 電梯系統(tǒng)監(jiān)控內(nèi)容

無論是垂直電梯或自動扶梯，監(jiān)視電梯的運行狀態(tài)，包括樓層顯示，上下行狀態(tài)，故障報警。開列歷史記錄及維護保養(yǎng)清單；電梯的累積運行時間由中央站記錄；按時間程序、節(jié)假日可設定電梯運行；同時與火災報警聯(lián)動。

2.9 醫(yī)用氣體監(jiān)測：監(jiān)測醫(yī)用氣體的流量、壓力并對其統(tǒng)計分析

3 設計的應用效果分析

3.1 利用計算機控制技術(shù)組成的高度自動化的綜合管理系統(tǒng)，通過對分散于建筑物內(nèi)外的機電設備進行分散控制、統(tǒng)一管理。

3.2 自動監(jiān)視并控制各種機電設備的啟停顯示并打印當前的運轉(zhuǎn)狀態(tài)，以便于大樓的管理人員對設備進行操作并監(jiān)視設備運行情況，并提高整體管理水平。

3.3 自動檢測、顯示、打印各種機電設備的運行參數(shù)、歷史及趨勢。

3.4 可以根據(jù)環(huán)境因素、負載變化等情況自動調(diào)節(jié)各種設備、使設備保持最佳運行狀態(tài)。

3.5 能源管理：現(xiàn)在各家醫(yī)院都要求成本化管理，通過對設備的科學運行管理，減低能耗，并對水電氣等能自動計量，以實現(xiàn)能源管理自動化。

3.6 設備管理：包括對設備檔案、設備運行報表和設備維修的管理起到非常大的作用。

按該建筑設備自動化的設計方案，已經(jīng)在我院得到實施并啟用，BA系統(tǒng)可以根據(jù)實際的使用情況自動調(diào)節(jié)設備運行，節(jié)約能耗，防患于未然，并減輕醫(yī)院工作者的勞動負擔，設備的維護工作都能自動完成，確保醫(yī)院大樓有一個舒適清潔的生活和工作環(huán)境。

[1]陸偉良.實用醫(yī)院智能化系統(tǒng)工程[M].東南大學出版社,2008:118-146.

[2]許偉明.新編城市智能化建設指南[M].建筑科技電子出版社,2007:56-78.

[3]李康.醫(yī)院信息化建設與應用管理[M].人民軍醫(yī)出版社,2004:32-46.

[4]吳曉林.建筑智能化系統(tǒng)[M].機械工業(yè)出版社,2006:86-112.

[5]潘瑜青.智能建筑計算機網(wǎng)絡[M].中國電力出版,2005:76-102.

Design of automation for hospital buildings

SHAN Zhi-yong

In accordance with the hospital requirement of computerized project, we propose a design for the automatic control of architectual equipment in the hospital. The design can achieve decentralized control and centralized management of hospital architectural equipment and improve the level of modern management. [Key words] Building automation; Inteligence; Intelligent hospital; BA; BAS

1672-8270(2010)09-0045-03

TH 774

B

單志勇,男,(1954- ),本科學歷，高級工程師。青海省人民醫(yī)院設備管理處處長、設備采購中心主任，主要從事醫(yī)療設備維修、計量和管理工作。

2010-05-21

①江蘇省南通市第六人民醫(yī)院設備科 江蘇 南通 226003

China Medical Equipment,2010,7(9):45-47.