医疗建筑相较其它民用建筑具有人员多、设备多、运行时间长、功能复杂等特点，在社会经济中的重要性不言而喻。随着社会和经济的发展，患者对医务工作、就医环境和服务也提出了越来越高的要求。随着卫生部门推动的“金卫”工程建设，通过卫星、有线、无线通讯和利用多媒体技术实现全国卫生机构间的高速信息网络在逐步形成。2013年国办发［2013］1号文件《绿色建筑行动方案》明确要求医院、学校等公共建筑自2014年起全面执行绿色建筑标准。建筑智能化、信息化和数字化始终遵循“以人为本、可持续发展”原则，是实现绿色建筑的重要前提。
一、医疗建筑智能化系统构成及特点
作为医疗建筑电气设计的重点之一，智能化系统设计是医疗建筑得以智能化、信息化运行的基础。医疗建筑智能化系统主要包括信息设施系统、建筑设备及诊疗设备监控系统、公共安全系统、呼叫信号系统、电视系统、公共广播及背景音乐系统等建筑智能化系统。其中医疗信息系统（HIS）、医学影像存档与通讯系统（PACS）和电子病历系统（EMR）等信息子系统是医疗建筑特有的智能化信息系统。
医疗信息系统（HIS）是医院主要业务运行信息系统，涉及诊疗、管理、医疗数据统计、远程会诊等多项医疗业务。系统包括医护对讲系统、分诊叫号排队系统、划价收费系统、信息统计系统、公告显示系统、查询系统及远程会诊系统等多个医务信息子系统。医学影像存档与通讯系统（PACS）主要包括医疗影像采集、存档及数据分析、信息交换共享，系统主要面向PET、DSA、MR等医疗数字影像设备。电子病历系统（EMR）通过计算机网络实现对患者就诊信息的采集、存储，并为医疗信息系统及医学影像存档与通讯系统等医疗系统提供就诊患者的诊疗基础信息。
二、医疗建筑智能化系统设计
下面就结合具体工程项目来分析和总结医疗建筑智能化系统设计的特点及主要弱电系统构成。
1、工程概况
某三甲医院门诊综合楼（以下简称“门诊楼”）由主楼（新建）和裙楼（原建改造）两部分组成，包含医技、门诊、住院、教学等医疗配套设施。新建主楼17层，其中地下1层为核医学科，1层为影像科，2层为急诊科，3~10层为各科诊室及治疗室，11层为弱电机房及办公用房，12~15层为住院部；16、17层为模拟医疗教学及培训。裙楼4层，其中1层为门诊大厅、药房等，2层为急诊、输液，3层为检验科，4层为康复科。
2、系统总体框架及设计原则
为满足本项目医疗相关业务的运行需要，通过与业主沟通、协调，并结合医院弱电系统总体规划，门诊楼内分别设置了信息设施系统、建筑设备及医疗设备监控系统、公共安全系统及呼叫信号系统等智能化弱电系统。
各弱电子系统主服务器采用医院中心机房已有设备，门诊楼各弱电子系统网络交换设备、控制主机通过医院弱电主干网络与医院弱电中心机房联络通信。项目系统设计应可靠、经济、实用，应选用先进、成熟、可靠的技术及产品。各智能化弱电子系统应具备组网及扩展提升能力，并须和院区原有的弱电系统有效完整融合，以便后期院区弱电智能化系统集中管理、高效运行。
3、信息设施系统
信息设施系统包含数据网络系统、电话交换系统、医疗信息系统（HIS）、公共广播系统 、 信息发布系统、有线电视系统、室内移动通信覆盖系统等子系统。信息设施系统各子系统主机、服务器设于医院的弱电中心机房，各子系统通过光纤布线由中心机房接入综合楼弱电机房各交换机柜内。医院计算机网络系统如图1所示。
图 1 医院计算机网络系统示意
信息设施系统各网络子系统以综合布线系统为网络承载平台。综合布线系统主干采用单模光纤布线，由弱电机房放射引至各楼层弱电间网络设备机柜；水平子系统采用6类非屏蔽双绞线布线，各诊室、办公室、医技检验等用房根据医疗工作需求配置相关语音及数据信息点。手术室、示教室、影像科、核医学科等传输信息量大的场所，水平子系统采用光纤到终端的布线方式。走道、大厅等公共区域根据信号覆盖需要设置分布式天线进行移动信号扩展覆盖，其布线采用CAT6单独布线方式。门诊楼综合布线系统如图2所示。
图 2 门诊楼综合布线系统
根据水平布线子系统的布线距离，在部分楼层设置弱电间，内设综合弱电机箱（柜），每个交换机柜所带信息点位不多于200个。
根据院方使用要求，综合布线系统采用内外网合一的共网布线方式，不再设置物理相互独立的内、外网布线系统。数据网络系统在核心层内外网交换机分开设置，并采用1+1冗余配置，接入层内外网合用交换机。医疗信息系统等内网需求和办公管理系统等外网需求数据合用综合布线主干线路， 楼层信息点内外网分开布设。
医疗信息系统可通过设置操作权限分类管理医疗建筑的管理信息和临床医疗信息，分级管理各科室的临床信息。此系统配置具有布线简单、系统维护方便、内外网数据共享便捷、防火墙设备配置少等优点，可实现内外网在数据链路层及以上的安全隔离，保障医疗信息系统（HIS）的运行和信息安全，在满足系统运行可靠、高效、可扩展的前提下，节省了布线及设备投资。
门诊楼有线电视系统规模为C类。在会议室、示教室、候诊区、输液室、病房、主要电梯前厅等处设置有线电视终端。采用独立前端系统基本模式，邻频传输，传输上限频率862MHz，用户分配网络采用分支分配方式，系统出线口电平为64±4dB。前端设备设于建筑的地下1层弱电机房内。有线节目源由医院原有线电视系统机房采用光缆就近引入。
门诊楼广播系统采用公共广播系统和应急广播合用扬声器，广播主机设于1层值班室。系统平时可用于医疗业务及背景音乐广播，消防应急时可强制切换到应急广播状态。广播按防火分区并结合医疗使用功能分区控制，便于日常使用。广播系统采用定压输出，根据医院门诊等相关区域人员较为密集的特点，合理调整布置各区域的终端广播音箱，以达到良好的播出效果。
门诊楼视频示教系统主要设于各示教室、模拟手术室等。系统在相关场所分别配置光纤网络信息点、有线电视点、高清视频摄像点、拾音话筒、大屏幕显示、音视频切换控制、编辑存储等设备。系统水平子系统布线采用光纤布线，以满足大数据传输的需求，系统可实现对医疗教学实况进行场景切换、录制、编辑并提供教学、远程会诊和信号源的远程传输，可通过连接互联网实现远程诊断、专家会诊、信息服务、在线检查等远程交流功能。门诊楼手术示教系统如图3所示。
图 3 门诊楼手术示教系统
门诊楼信息发布系统主要设于1层门诊大厅、住院收费大厅。在大厅的适当位置设置触摸查询装置及LED显示屏。系统独立管理，同步播放，实现医疗信息的查询、发布和引导，如图4所示。
图 4 LED 公告显示及信息查询系统
在门诊挂号、取药、候诊等处设置分诊电子排号系统，系统采用总线方式，如图5所示。
图 5 电子排号系统
4、建筑设备及诊疗设备监控系统
建筑设备及诊疗设备监控系统主机设于1层安防控制室，系统通过网络可与医院监控中心联网。建筑设备监控系统主要包括配电自动化测控系统、照明智能控制系统、空调机水泵动力控制系统、电梯检测系统等。系统采用总线方式，在主要设备机房、控制箱（柜）设置现场总线控制器（DDC），可完成测控设备的工况检测、记录、控制及故障报警。
诊疗设备监控系统主要实现对门诊楼内地下室核医学科PET - CT、回旋加速器及1层影像科CT、MR、DR等重要医疗设备的运行状态监测和工作状态信息采集。系统以综合布线为数据传输平台，系统专用主服务器设于医院中心机房，在放射科、核医学科等主要设备科室配置管理控制器，管理控制器可通过信息核对、身份确认等手段将诊疗设备采集到的信息传送到主服务器。
5、公共安全系统
公共安全系统包括视频安防监控系统、出入口控制系统等子系统。系统主机设于1层安防控制室，系统通过网络可与医院监控中心联网。门诊楼安防系统如图6所示。
图 6 门诊楼安防系统示意
视频监控系统：根据医院的视频监控系统扩展及控制要求，本项目采用全数字视频监控系统。数字监控主机设于1层监控室。采用集中供电方式为摄像机供电。摄像机采用高清数字摄像机，视频传输线采用CAT6，各楼层设置视频网络交换机。监控范围主要包括建筑各主要出入口室外公共场所、各楼层出入口、走道、电梯厅、电梯轿厢、配电室、弱电机房、收费处、药房、病案室以及抢救室等，根据安装和使用要求分别采用半球摄像机、高速快球摄像机、枪式摄像机等终端设备，电梯则采用电梯专用摄像机。
出入口控制系统：采用总线控制方式，主机设于1层监控室。在产房、手术室、 药房、血库、收费、重要设备机房等处设置出入口控制装置，通过权限管理实现相关场所的出入控制。
6、呼叫信号系统
呼叫信号系统包括候诊呼叫系统、护理呼叫系统等子系统。
候诊呼叫系统：在地下1层核医学科，1层收费、取药、候药大厅等处及1~10层门诊各科室设置候诊呼叫系统。系统由触摸屏排号机、挂号收费主机、分诊台主机、诊室分机、信息显示屏等组成。分诊台主机设于各科室护士站（或服务台），各诊室设置诊室分机，诊室外候诊区设置呼叫扬声器和呼叫显示屏。各诊区可直接控制本诊区的叫号、显示系统，并控制语音叫号及号票打印。系统采用总线方式，可以实现挂号、分诊、排队、就诊、化验检查、划价收费、取药等环节的一体化管理和信息统计及数据分析，并通过综合布线网络与医疗信息系统（HIS）相连。
护理呼叫系统：在13~15层住院层设置护理呼叫系统，每个护理区域单独设置病房护理呼叫系统，系统采用总线方式。系统由呼叫对讲主机、分机、显示屏、显示灯、紧急呼叫分机等组成。 护理呼叫主机按护理单元分设于各楼层护理单元护士站，在各病房设备带设置对讲分机，病房卫生间设置防水性紧急呼叫分机，病房室外门上设置呼叫显示灯，在护理单元走道设置双面呼叫显示屏。呼叫对讲主机和分机之间可以实现双工对讲。门诊楼护理呼叫系统如图7所示。
图7 门诊楼护理呼叫系统示意
7、智能化系统集成
各智能化弱电子系统均可独立自成系统。系统集成遵循集中管理、分散控制的原则，采用满足医院现有网络标准规定的接口和通信协议，通过综合布线系统实现相互间的通信和数据交换，最终实现全院的智能化网络集成。
8、管线敷设
本项目外部弱电网络主干由医院中心弱电机房引出，埋地引入地下室，并接入电气间后通过金属线槽引上至设于11层的弱电机房。弱电机房至各楼层干线系统通过交换设备及配线设备沿弱电线槽引至各层弱电间综合弱电机箱（柜）。弱电系统各楼层水平线路均通过线槽由楼层弱电间引出，再穿钢管通过吊顶接入各弱电信息点。
9、机房及电气管井建设
机房选址应便于管理和布线。本项目结合建筑规划将弱电机房设于11层，各楼层根据网络布线服务范围设置强电间及弱电间。为便于后期安装维护，将各楼层弱电间楼面抬高100mm，各层预留系统竖向管线的安装孔洞，设备安装就位后各层孔洞均做防火封堵。
机房照明采用T5管3×28W格栅荧光灯，机房照度不低于500lx，部分灯具设置自充式蓄电池作为备用照明电源，保证应急备用照明照度不低于50lx。机房配电由低压配电室两路电源放射引入，机房内设置双电源切换箱。机房内照明、设备配电、空调配电均分项配置。机房弱电系统设备配电按系统容量单独配置在线式UPS。UPS容量按系统实际安装容量的1.5倍配置，并具备旁路强制切换功能。
弱电机房接地采用单点接地和多点接地相结合的S型与M型混合式接地方式。机房内设置接地端子箱，端子箱采用BVR-1×50-SC25穿管埋设引下和基础接地网连接。在机房架空地板下按设备布置设置600×600的接地网格形成一个等电位接地平面，接地网格采用100×0.5的铜箔，网格连结点采用铜栓挤压连接以保证可靠性。机房弱电设备信号接地均采用柔性扁铜编织带和接地网格单独就近连接。
各弱电系统进出建筑物及在建筑物雷击防护区交界处的传输线路均设置SPD，各弱电系统配电设备根据场所设置相应等级的SPD。
弱电系统接地采用联合接地，强弱电共用接地装置。各楼层弱电间内设置LEB端子箱，采用垂直敷设的40×4热镀锌扁钢作为电气间内弱电设备专用接地线，连接各LEB端子箱并引下与基础接地网连接。
弱电机房设置防静电架空地板，机房土建结构降板300mm，地面刷防尘漆，以满足架空地板安装及后期空调系统使用要求。机房墙面、顶棚需按运行电磁环境要求做好电磁屏蔽处理。管线进出机房处均应做好防火封堵。
三、小结
医疗建筑智能化系统设计的要点在于把握项目的医务运作流程，明确系统的规模、构成及扩展预期。在系统机房及弱电间配置、系统构架、设备及线缆选型等方面应依据医院的类别、等级及使用要求，结合系统的运行、使用特点优化设置智能化弱电系统，以满足系统安全、可靠、高速、经济、合理并具可扩展性的特性要求。
医疗建筑智能化系统涉及的各专业系统分类多，管线复杂，对土建及机电施工的配合度要求高，需特别注意机房、弱电间及管线路由的设计，专业间需积极协调配合。对管线交叉密集、层高有明确要求的地方，各专业要配合做管线碰撞设计测试，并对存在的问题及时作出适度调整，以满足后期设备管线的安装及施工配合，提高设计完成度和工程建设水平。
完善的弱电系统配置，可为医疗建筑的信息化、智能化提供可靠的硬件系统保证。随着科技发展，工业4.0、互联网+、视联网等新技术不断出现，相信医疗建筑必将随着新技术、新产品的应用而变得更加智能、更加人性，从而更好地服务大众。
来源：建筑智能化、建筑科技、网络
作者：吴校军，广东省城乡规划设计研究院
筑医台资讯编辑出品
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