1 工程概况

　　武汉火神山医院是应急工程，项目边设计边施工，平面规划也在不断优化，医院整体分13个病区与ICU和医技楼:1～4号为普通呼吸传染病区，建筑均为2层结构，每栋楼分上下2层;医技楼(5号楼)、ICU楼(6号楼)为单层结构;7,8号病房楼为呼吸传染病重症区，建筑均为单层;9～15号楼为普通呼吸传染病区，均为单层。医院采用集中供氧形式，设计满足整个病区高质量医学用氧需求，氧气纯度达到医学用氧要求，系统运行稳定、故障率低、自动化程度高，同时，系统满足极端情况下的用氧要求。

　　2 氧站建设

　　2.1 氧源确定

　　根据《中国医院建设指南》中《医院建设装备、产品采购与应用》分册，医院病人用氧生命支持区域医用氧纯度≥99.5%，普通病房富氧空气为(93±3)%。而GB 50751—2012《医用气体工程技术规范》将生命支持区域(life support area)定义为病人进行创伤性手术或需要通过在线监护治疗的特定区域，该区域内的病人需要一定时间稳定病情后才能离开，如手术室、复苏室、抢救室、重症监护室、产房等。

　　感染新型冠状病毒肺炎的病人高度依赖高纯度氧治疗，因此，方案确定病区供氧选用纯度≥99.5%的高纯医用氧。

　　针对制氧机方案及氧气低温储槽2种供氧模式，考虑订货周期、用电负荷、氧站占地及高纯氧供应稳定性，选用具有资质的医用氧气公司提供高纯度医用氧，通过槽车充注液氧贮罐，再通过汽化器及减压阀组产生低压气态氧供应病区。

　　2.2 氧站设备的选型及基础建设

　　根据可以调集的资源，考虑现场用地紧张，为节约用地，初步选取8台10m³液氧立式罐。选用2台5 000m³/h汽化器，投入使用时互为备用。选用2套减压阀组，分别对应1台汽化器，一用一备。通过现场实际调研，发现氧站下方原为水塘底部淤泥区，地基条件差、承载力低、土质十分柔软，立式罐基础(见图1)，埋深大，整体稳定性差，在经过挖掘机反复夯实填石后，沉降风险仍较高，故方案由液氧立式罐变更为液氧卧式罐体。相比立式，卧式罐体基础面积大，对地面基础要求更低，在极端风雨天气下更稳定，且施工进度紧张，处理地基时间极短，故选用卧式液氧罐(见图2)。

　　图1 立式氧罐基础  

　　2.3 集中氧站选址

　　GB 50016—2014《建筑设计防火规范》规定，医用液氧储罐气源站中的液氧储罐应符合下列规定:单罐容积不应大于5m³，总容积不宜大于20m³。限于场地，同时又是应急工程，经反复论证，供氧系统设置氧站站点，采用8台10m³液氧罐氧站方案。院区专门在氧站南侧铺设1条道路，用于槽车充氧停放。氧站位置以考虑负荷中心为原则，达到均衡供气及减少投资和施工工作量的目的，同时，考虑供氧系统与负压抽吸系统的相关性，负压抽吸站房和集中供氧站房相对布置，负压外网与供氧外网从各自站房出来直接布设在共用管架上，共同布设至病区，节约投资及工期。

　　2.4 供氧站的布置及系统流程

　　如图3所示，8台10m³液氧卧式氧气罐沿基础方向并列安装，槽车通过氧气充装口40的羊角头对每个罐体依次进行液氧充注。液氧从液氧罐中释放，经管道汽化器后变为气态，减压前设计压力为1.68MPa，经过氧气自力式减压系统后，设计整定压力变为0.6～0.8MPa，再通过分气缸与室外管网送入各病区，满足病区供氧要求。液氧管路及高压气体管路均设置安全阀，整定压力设置为1.68MPa，液氧管路上设置25放空管。

　　图2 卧式氧罐基础  

　　图3 供氧站平面布置  

　　3 供氧系统分区及外管廊建设

　　如图4所示，供氧系统分气缸共分出6路分支系统接入主管廊。1～4号分上下2层，共19个子系统。通过减压阀组分别控制每个区域的压力，同时可单独关闭氧气，避免因个别出现故障的分支系统停气，影响正常子系统病人安危。

　　由于管路内通高纯度医用氧气，故所有不锈钢主管均采用氩弧焊接，确保无漏气现象。铜管采用氧气+丁烷气体焊接，铜管内充氮保护，减少产生氧化物，焊接工艺至关重要。

　　氧气阀门焊接时，由于氩弧焊使焊件产生高温，焊接前，应把阀门阀杆从阀座中取出，避免焊接产生的高温破坏阀座垫圈，造成阀门运行时泄漏。

　　图4 供氧系统外网平面 

　　阀门采用聚四氟密封垫法兰连接，聚四氟低温时具有优良延展性及抗氧化、抗老化特性，保证阀门密封处长期使用不泄漏，保证氧气安全供应。

　　管廊跨度很大，且需要满足可以通过消防车的高度，故支架整体采用方钢搭建焊接而成，在9,11,13号楼外侧房顶上搭建钢制T形支架，满足气体主管路的承载。在工序中，为节约时间、提高效率，外管网、支架、氧站内伸出的主管同时制作和焊接，最后再对接。3d内完成外网管道的所有施工内容，为医院整体投入运行打下基础。

　　4 病房末端施工工艺

　　火神山医院内每个标准间均设置2个病床，每个病床配置标准设备带，带插座、灯、呼叫、德标氧气接头及负压接头。

　　每个供氧系统通过外网进入病区，在病区主走道进入不锈钢管，通过分支铜管进入病房，在病房分为2支，分别接入相对设备带上的氧气接头。在最初进场的几天，病房末端焊接进度十分缓慢，特别是室内铜管接到室外走廊不锈钢支管时，需在现场将铜管与接头焊死，再将接头与不锈钢管上开孔处焊死。后来经过改良工艺，在仓库内大量预制铜管与不锈钢管接头，减少在拥挤狭小现场的焊接工作，大大提高室内管路铺设效率。

　　病房内施工分2个班组，分别为设备带安装，采用流水作业，大大提高效率，缩短工期。

　　5 供氧系统吹扫及保压

　　供氧管路施工完成时，需对管路系统进行吹扫、保压、置换，氮气吹扫保压没有问题后，方可投入置换氧气正常使用。氮气吹扫尤为重要，吹扫程序采用先分段再整体的模式。现场由于时间、空间等各种条件受限，先吹扫氧站管路系统，然后外网、病区不锈钢主管、病房铜管到氧气接头，吹扫病区干管时，一定脱开病区减压装置，避免管内杂质堵塞减压阀组，造成阀组无法使用。分开吹扫内网、外网时，采用完成1套系统吹扫1套系统的原则，分区吹扫每个病区的管路系统时，现场调试人员需分别测试每个氧气接头，避免漏气、堵塞、负压接反现象发生。具体吹扫程序如下:铺设好外管廊后，先冲注氧站1个氧罐液氮，再整体吹扫外管，保证全部排出主管内金属碎屑和灰尘。内网系统则是在每个系统前端支管或干管上开孔，接25不锈钢阀门，再转接氮气钢瓶接口。排气口为病房末端铜接头，吹扫时需打开。每个供氧系统吹扫完毕后按规范要求采用氮气保压，保证未来通上氧气不会发生泄露，完成保压后，进行氧气置换，然后正式向病区供氧。

　　6 系统智能化

　　每个病区子系统干管最前端(病区缓冲区)设有压力变送器，产生4～20mA电流信号。信号送入护士站的医气信号远传箱，本地压力异常可以报警，远端通过手机APP、计算机客户端进行监控。氧罐带有用氧实时监控，可记录每天氧气用量及各罐体实时剩余氧气量，方便预警。集中供氧系统均采用RS485通信口进行计算机网络通信，通过智能卡远传数据，完成监控及报警。

　　7 结语

　　武汉火神山医院集中供氧系统通过设计、施工，已顺利通过验收并投入使用，供氧压力基本稳定在0.4MPa，供氧量满足高峰时期的需求，氧罐储量基本满足1周用氧量要求。

　　由于充分考虑基础设计，氧站交付运行以来，未出现恶劣天气影响氧站设备的情况，系统结构稳定。

　　在应急工程施工过程中，保供和系统稳定性非常关键，特别是供氧系统，项目设计及施工过程中，在保证及时安全供氧的前提下，可适当调整规范限制，通过交工以后的实际运行，系统运行稳定，完全满足救治病人的要求。