当前,随着经济的不断发展和人民生活水平的提高,医院的规模不断扩大,病房楼的床位数从以前的几十个床位上升到成百上千个床位,对氧气的需求量随之急剧增大,同时医疗手段和技术的改进,中心分子筛制氧系统在国内已逐步为大中型医院所接受,它克服了瓶装氧及液态氧的缺点与隐患,由气源、控制装置、供氧管道、用氧终端和报警装置等部分组成。其克服了瓶装氧及液态氧的缺点与隐患,具有较好的安全性,正在逐步取代以上两种供氧方式。
(一)瓶装氧供氧。即把氧气瓶运到需要用氧的病房,直接给病人使用。采取这种方式氧气瓶在病房分散布置,往往为便于使用各个楼层都备有多个氧气瓶,不易管理,火灾危险性较大,且只能用于多层病房楼。上世纪七八十年代我国医院基本上都采用这种供气方式,目前仅用于县、乡镇级的部分小型医院。
(二)液态氧供氧。即采用液氧储罐或氧气瓶组集中利用管网供气,较多使用液氧储罐,相对瓶装氧供气,该种方式具有气源稳定集中,病人使用方便,消防安全性也较高等诸多优点,目前被较多医院采用,一些原本使用瓶装氧的病房楼也通过技术改造,改为该种方式供气。
(三)分子筛制氧机供氧。制氧机根据其原理又可分电化学制氧法、低温空气分离法和分子筛变压吸附法。由于低温空气分离法和电化学制氧法工艺较复杂,设备占地面积也较大,目前采用较多的是分子筛吸附法制氧,其工作原理是采用5A沸石分子筛为吸附剂。5A沸石分子筛的晶体是笼型结构,有非常发达的晶穴。在晶穴中具有非常强的阳离子和氧负离子,构成了极性极强的极性分子筛,而氧和氮是非极性分子,当氧氮通过5A极性分子筛时,在极性分子作用下,氧氮产生了诱导偶极,而氧氮的诱导偶极和5A沸石分子筛的极性偶极作用产生一种诱导力,而容易极化的氮产生的诱导力远远大于氧产生的诱导力,因此5A分子筛对氮的吸附容量大于对氧的吸附容量,所以氮被5A沸石分子筛优先吸附而富集于分子筛的固相中,氧富集于非固相中,这就是氧的产品气。5A分子筛还具有加压时对氮的吸附容量增加,减压时吸附容量减少的特性。因此,可采用对5A沸石分子筛加压时吸附氮,减压时,氮从5A分子筛中解吸出来的方法来实现变压吸附制氧。目前该种制氧方式已成为医院中心供氧系统的一个主要形式,其优良的安全性、可靠性、经济性为医院所首肯,并在近几年内很快在全国的大中小型医院普及。
《建筑设计防火规范》对医院等民用建筑供氧系统并未作出相关规定的情况下,目前对多层医院供氧系统只能参照乙类厂房和助燃气体储罐的规定,根据《建筑设计防火规范》第4.5.6条液氧储罐离医院病房楼的防火间距不应小于25m,根据第3.3.8条分子筛制氧系统离医院病房楼的防火间距也不应小于25m。
《高层民用建筑设计防火规范》(以下简称《高规》)仅在第4.2.6条规定:高层医院等的液氧储罐总容量不超过3m³时,储罐间可一面贴邻高层建筑外墙建造,但应采用防火墙隔开,并应直通室外的出口。对超过3m³时,仍按小型甲、乙类液体储罐的要求,离高层病房楼应不小于35m的防火间距。医用制氧系统按乙类厂房的要求,根据《建筑设计防火规范》第3.3.8条的规定离高层病房楼(重要的公共建筑)应不小于50m的防火间距。
三、医用供氧系统的火灾危险性分析
液氧储罐设置的火灾危险性:《高规》规定的3m³的液氧储罐,在上世纪80年代医院病房楼床位数只有100来个时可以用一个星期,而目前新建医院病房楼的床位数大多500个以上,3m3的液氧只能供应1~2天,这必然导致液氧槽车经常要装卸液氧,给医院带来了一定的不安全因素。而增大液氧储罐的容量,与病房楼的防火间距要在25m以上。据调查,一些城市医院修建病房楼,是结合城市改造进行的,-般都是拆迁旧房原地兴建起新高层建筑,用地比较紧张,实际操作中难以做到上述的防火间距。即便是新建的医院,由于城市用地的紧张,也很难做到25m以上的防火间距。
分子筛制氧机设置的火灾危险性:常用的分子筛变压吸附法制氧机,其原料采用取之不尽的空气,在常温低压(最高压力≤0.7mpa)条件下工作,分子筛再生不用加热等其他手段,自动化程度高、操作简单、维护方便,且其氧气是现制现用,一旦发生事故只需停止设备运行即可切断气源,它克服了瓶装氧及液态氧的缺点与隐患,具有较好的安全性,正在逐步取代以上两种供氧方式。由于多种原因,与液储罐相似,制氧机系统很难做到25m以上的防火间距。还有,制氧机系统与燃气锅炉房相比,氧气比可燃气体的火灾危险性要低,制氧机的生产工艺火灾危险性也要比锅炉房低,显然其火灾危险性要小于燃气锅炉房。