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醫用集中供氧係統防火設計的幾個重點

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   隨著社會的日益發展和人民生活水平的不斷提高,作為民生事業的醫療機構無論是數量上還是在規模上都在不斷擴大,醫療保障條件得到了不斷完善,與此同時醫用氧氣的需求量也隨之急劇增大。伴隨著醫療手段和技術的改進,促使新型分子篩吸附製氧工藝的出現,並逐步取代原有瓶裝供氧及液態供氧等方式。由於目前國家消防技術標準對上述醫用製氧裝置建築設計無相關規定,在工程的消防設計和審核中很難把握,本文對醫用中心供氧係統裝置建築的消防設計進行探討。

醫用集中供氧係統防火設計的幾個重點

   一、醫用供氧方式簡介
   醫用供氧按其發展進程經過了氧氣瓶直接進入病房或手術室的初級供氧方式,到瓶裝(或液氧)集中供氧,到現代的采用變壓吸附技術製氧並直接連續供氧的發展過程。
   集中供氧基本可分為如下三種方式:
   1、由高壓氧氣瓶組經氧氣匯流排減壓集中供氧(瓶裝氧氣由專業生產廠生產,經運輸到醫院供氧房);
   2、由液氧儲槽經液氧汽化器氣化、減壓、穩壓後集中供氧(液氧由專業廠生產,經專業運輸工具運到醫院供氧房);
   3、由變壓吸附製氧設備生產醫用氧氣,直接連續供氧。
   早期的中心供氧基本上都采用第一種方式。上個世紀80年代,隨著大型製氧機的增多和專業氣體供應站的興建,液氧氣化供氧逐漸成為氧源豐富地區醫療機構重要的供氧方式;上個世紀90年代以來,隨著變壓吸附技術的成熟,這種醫療機構自己擁有製氧設備的供氧方式馬上得到醫院的青睞。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業廠房生產(與醫院非為一體),供醫療使用。變壓吸附製氧則是利用吸附劑對同一壓力混合氣體中不同氣體成分的吸附量、吸附速度、吸附力等方麵的差異和吸附劑對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,供給醫療使用。工藝簡單,設備先進,體積小,供給方便,經濟性較高(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、醫用製氧裝置及建築的火災危險性
   氧氣是助燃氣體,主要表現是其強氧化性,與氧化劑發生劇烈的氧化還原反應,會使接觸到的可燃物(特別是油脂等碳氫化合物)自燃,在一定條件下還會引起金屬的燃燒,因此其生產和儲存的火災危險性類別為乙類。可見,其危險性主要體現在高壓壓縮氣體且具有強氧化性。
   傳統的低溫製氧法生產流程複雜,設備繁多,且在低溫、高壓的狀態下進行,會放出大量的熱,如冷卻不良即會形成著火源。也可能在生產過程中操作不當也易因產生的火花或火源遇到氧氣加速燃燒導致火災和爆炸事故的發生。另外,醫療機構儲存的氧氣鋼瓶,液氧儲罐均為較高壓力的壓力容器,一旦泄露也極易導致爆炸,特別是高壓氧氣流遇到油脂、有機物等,在運輸儲存使用諸多環節上存在較大的安全隱患,安全保障條件要求較高。
   新型的變壓吸附製氧是在常溫低壓(氧氣緩衝罐壓力0.4—0.45MPA)下運行,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構,有非常發達的晶穴。在晶穴中具有非常強的陽離子和氧負離子,構成了極性極強的極性分子篩,而氧和氮是非極性分子。當氧氮通過5A極性分子篩時,在極性分子的作用下,氧氮產生了誘導偶極,和沸石分子篩的極性偶極作用產生一種誘導力,容易極化的氮產生的誘導力遠遠大於氧產生的誘導力,因此5A分子篩對氮的吸附容量大於對氧的吸附容量,使氮被5A沸石分子篩先吸附而富集於分子篩的固相中,氧富集於非固相中這就是氧的產品氣。5A沸石分子篩還具有加壓時對氮的吸附容量增加,減壓時吸附容量減少的特性。因此又采用對沸石分子篩加壓時吸附氮,減壓時氮從分子篩中解吸出來的方法來變壓吸附製氧。上述工藝的改進大大地降低了供氧的火災危險性。但是因為氧氣是助燃氣體,生產、儲存中將其確定為乙類火災危險性,且有一定的壓力,如操作管理不善,會導致火災、爆炸的發生。場所的設置如不很好地防止火災的蔓延及減少火災、爆炸造成的危害,也會不同程度地危及醫院及醫務人員和就醫者的安全。
  三、現行規範的相關規定
  目前我國現行的消防技術規範對醫用變壓吸附製氧裝置建築標準尚未做具體規定,原有GB20030—91《氧氣站設計規範》也隻是適用於工業用低溫空氣分離製氧氧氣站的設計,液氧氣化站房的設計和匯流排間的設計。對現有民用醫療建築附設的變壓吸附製氧裝置建築無具體規定;現行GB50045—95(2005年版)《高層民用建築設計防火規範》中第4.2.6條也隻是對液氧儲罐間進行了簡單規定。即“總容量不超過3.00㎡時,儲罐間可一麵貼臨所屬高層建築外牆建造,但應采用防火牆隔開,並應設直通室外的出口”;JGJ49—88《綜合醫院建築設計規範》第4.0.7條規定,“供氧房宜布置在主體建築的牆外,並應遠離電源、火源和易燃、易爆源”。此條規定沒有明確具體的設置要求。尤其對變壓吸附供氧這種新型醫用供氧裝置的消防安全保障狀態形成了無章可循。
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