建筑條件受限情況下ICU功能氧艙群籌建探討

管亞東，賈 萍，王 玲，陳 濤，繆元益

（1.東部戰區總醫院高壓氧科，南京 210002；2.南京明基醫院高壓氧科，南京 210019）

0 引言

新建氧艙技術性能對醫院高壓氧學科發展方向和水平具有關鍵性影響[1]。2015年南京明基醫院擬組建“神經重癥病程早期神經康復”醫療特色的高壓氧科室，計劃建設滿足高壓氧科40張專科床位及門診病員的大型三艙七門式ICU功能空氣加壓氧艙群。醫院唯一備選建艙地址為設置有籃球場的室內體育館，原氧艙安裝部位負一樓地下室多數空間已被放療科占用，不具備地坪開孔下沉安裝圓體型或方體型氧艙的基建改造條件，醫院因此放棄了高壓氧科組建及氧艙建設計劃。2017年大割圓柱體、平封頭、平移門、平底型結構氧艙技術發展成熟并投放市場，該型氧艙無需地坪開孔及下沉安裝艙體，南京明基醫院再次啟動氧艙建設計劃，筆者根據該建筑條件進行氧艙技術參數及基建設計，在不影響負一樓的原有結構及功能的前提下完成大型三艙七門式ICU功能氧艙群籌建。現將該氧艙主要籌建過程介紹如下。

1 醫院高壓氧學科發展目標

神經重癥病程早期綜合運用高壓氧、康復、藥物綜合治療可取得顯著療效[2-3]。基于南京明基醫院床位數超過1 000的三級大型綜合醫院條件，醫院確定新成立的高壓氧學科特色為“神經重癥病程早期神經康復”，科室開展神經重癥專科ICU、神經康復、藥物、高壓氧等綜合治療。高壓氧科室規劃床位為：神經損傷重癥監護病床16張、普通床位24張。科室發展目標為江蘇省重點“神經重癥高壓氧康復”科室。病員收容對象：顱腦外傷、腦出血術后患者，有害氣體中毒患者，缺血、缺氧性腦病患者，脊髓外傷手術后或保守治療患者，腦梗塞恢復期患者等。

2 新建氧艙技術性能目標

新建高壓氧艙群將滿足高壓氧科室16張神經重癥ICU病床、24張普通床位住院患者及日常門診患者高壓氧治療需要，可同時容納36名座位患者或13名2 100 mm×930 mm病床患者。工作日每天治療4艙次，每天最大治療能力：1艙次×36名/艙次=36名座位患者；3艙次×13床/艙次=39床臥位患者。氧艙具備ICU功能，可同時滿足6名神經重癥患者實施氧艙內重癥監護。

3 備選氧艙設置建筑條件及氧艙選型

南京明基醫院室內體育館與病房大樓首層毗鄰（如圖1所示），便于高壓氧醫療流程的建立和病員運送。擬建氧艙診療區大門與病房大樓客梯間距離約20 m；距離門診大廳小于50 m；有直線走廊與急診科相通，距離小于100 m。

圖1 室內體育館及就位氧艙

2015年首次規劃高壓氧科即將該室內體育館列為唯一備選氧艙選址。建筑內可供安置氧艙和規劃氧艙醫療用房的場所為31 120 mm×15 500 mm區域，區域內偏側有1根800 mm×800 mm建筑承重立柱。室內體育館樓面地坪承重能力為0.5 t/m2，建筑層高下限為4 800 mm，層高上限為7 000 mm。擬安放氧艙部位負一樓有15 200 mm×12 000 mm的閑置地下室空間，地下室層高為6 000 mm，可滿足氧艙輔助設備布設，如圖2所示，其他負一樓地下室空間由放療科永久占用。

圖2 負一樓地下室氧艙輔助設備布設圖（單位：mm）

2015年，氧艙制造商能夠提供醫院選型的氧艙為圓體型氧艙和方體型氧艙，這2種選型氧艙均須地坪開鑿滿足艙體下沉安裝孔洞、地下室建造氧艙基座作為前置條件[4]。體育館地坪開鑿孔洞、地下室建設氧艙基座將導致：（1）切斷建筑承重橫梁而破壞建筑的穩固性；（2）氧艙基座占據地下室有限的空間，影響氧艙附屬設備布設；（3）基建費用巨幅增加。高壓氧學科組建及氧艙建設計劃因此終止。

2017年，大割圓柱體、平面封頭、平移門、平面底型空氣加壓氧艙（以下簡稱“平底型氧艙”）設計建造技術日趨完善且實現了模塊化設計，該型氧艙具有地坪直接安放、無需開鑿地坪作為前置條件的優勢[4]。平底型氧艙選型既滿足南京明基醫院高壓氧學科發展目標又符合室內體育館建筑條件，為此，醫院再次啟動氧艙籌建計劃，筆者進行針對性氧艙技術參數設計及基建設計。

4 氧艙技術參數設計

4.1 氧艙規格

三艙七門式空氣加壓氧艙群分設ICU氧艙、過渡艙和治療艙，同軸線安裝，氧艙的結構及尺寸如圖3所示。艙體呈大割圓柱體平底結構，端部封頭平面鋼板封閉，封頭偏側設置艙門圍欄，圍欄下緣標高220 mm（如圖4所示）。

圖3 三艙七門式結構及尺寸設計圖（單位：mm）

圖4 氧艙大割圓端側封頭及艙門圍欄設計圖（單位：mm）

4.2 氧艙門圍欄設計

ICU艙1端門、治療艙1端門、過渡艙的1側門圍欄按大開孔設計（如圖4所示），透光規格（寬×高）1 050 mm×1920mm，圍欄下緣凈寬度（去除半弧后）830mm，滿足930 mm標準寬度帶輪病床直接進出氧艙。ICU氧艙、治療艙和過渡艙之間的過渡門圍欄計4道，按常規開孔設計，透光規格（寬×高）800 mm×1 920 mm。圍欄下緣高度為220 mm，與氧艙內、外地坪等高度。

4.3 艙門設計

采用薄殼平移門構造，克服平開門開閉運動對艙內有效空間的影響。艙門圍欄下緣與地坪間預留100 mm（寬）×2 300 mm（長）的艙門移行溝槽并設置不銹鋼材質鉸鏈固定活動蓋板（如圖5所示），在艙門關閉頂開、移開時的重力作用下覆蓋，確保艙門打開狀態時圍欄門緣和艙內地坪水平橋接，方便病床無障礙進出艙門（如圖6所示）。

圖5 艙門半關閉狀態時活動蓋板翻立

圖6 艙門打開后蓋板橋接

4.4 艙內布局

氧艙斷面尺寸如圖7所示，有效長度如圖8所示，氧艙內視覺空間類似A型地鐵車廂。艙內吊頂用集成式合金鋁質板材封閉；封頭采用304不銹鋼板覆蓋和白色汽車油漆裝飾；艙體為側壁拋光后用白色汽車油漆美化裝飾，水平直徑高度附壁設置ICU專用多功能設備帶；艙內地坪鋪設瓷磚且不設固定病員座椅。ICU艙、治療艙可臨時放置帶輪病員且座椅各16張，過渡艙可臨時放置帶輪病員座椅4張，滿足36位座位患者治療需要。

4.5 氧艙ICU功能技術指標

移除帶輪座椅條件下，ICU艙和治療艙均可形成7 300 mm（長）×3 150 mm（寬）×2 500 mm（高）的搶救空間。艙內ICU專用多功能設備帶設置36組多功能模塊[5]，包含一級供氧、二級供氧裝置及專利技術負壓吸引系統[6]，滿足艙內各種供氧方式及隨時吸痰護理需要。艙內全參數便攜式心電監護設備6套，Wi-Fi傳輸控制臺實現中央顯示功能；氧艙（專用）呼吸機1臺；ICU專用多功能設備帶還具備快速加裝ICU設備所需的各種柱架平臺的功能。ICU艙、過渡艙、治療艙通艙使用，可容納13張2 100 mm×930 mm帶輪病床（如圖8所示）。

圖7 氧艙斷面設計圖（單位：mm）

圖8 艙室有效空間尺寸及13張病床布置圖（單位：mm）

5 建筑受限情況及針對性基建設計

（1）合理利用建筑立柱，優化氧艙區域醫療功能布局。高壓氧科設有氧艙安全管理區、候診區（含走道）、門診及醫護技辦公區，區域內唯一建筑立柱被利用為氧艙安全管理區玻璃隔斷支柱，具體氧艙區域功能布局如圖9所示。

（2）0.5 t/m2地坪承重能力通過結構加固提升至1 t/m2。原體育館地坪設計承重能力按常規建筑物標準設計和建造，承重能力為0.5 t/m2，低于平底型氧艙安置地坪承重能力須達到1 t/m2的要求。為釋放地下室空間，滿足空壓機、冷干機、儲氣罐、消防儲水柜等氧艙輔助設備布設，氧艙安置地坪采用增大梁截面并梁板全鋪碳纖維布的結構加固方案，改造完成后地坪的承重能力提升至1 t/m2。

（3）合理設計氧艙門圍欄對接焊接地坪開孔，避免開孔對地坪承重能力的破壞。治療艙為獨立單艙設計，須通過氧艙端側封頭艙門圍欄與過渡艙端側封頭艙門圍欄焊接連接，以實現三艙同軸線組裝。由于艙門圍欄下緣外側距地坪高度為190 mm，無實施仰焊操作空間，需在焊縫下方地坪開孔留出施焊空間。常規大開孔雖可方便施焊作業，但會切斷原結構樓板的鋼筋及補強碳纖維布，造成結構地坪承重能力破壞。為此，筆者設計了仰焊部位地坪300 mm×160 mm雙孔開孔方案，孔間距20 cm，配合鋼筋籠間距20 cm，避免了對地坪承重鋼筋的破壞（如圖10所示）。

圖9 氧艙區域功能布局圖（單位：mm）

（4）使用輕質材料墊高氧艙區域地坪，減少墊高材料自重對地坪承載負荷的影響。平底型氧艙地坪直接安置，艙內地坪較艙外地坪高出220 mm，需將氧艙區域地坪整體墊高220 mm，以實現艙內地坪、艙門圍欄下緣、艙外地坪處于同一水平面。使用密度為2 400 kg/m3的常規混凝土澆筑抬高地坪220 mm，將新增0.53 t/m2混凝土自重。考慮到補強處理后的地坪承重能力為1 t/m2，承重能力余量較小，為此，筆者采取密度為600 kg/m3的氣孔磚和輕質混凝土的施工方案（如圖11所示），該墊高材料新增0.13 t/m2自重，減輕了對地坪承載能力的影響。

圖10 氧艙圍欄對接焊接地坪開孔

圖11 輕質材料墊高氧艙區域地坪施工圖

6 籌建結果

2017年7月南京明基醫院氧艙公開發標，2017年9月煙臺某氧業有限公司中標，2018年2月氧艙運送明基醫院并就位，隨后基建施工，2018年4月氧艙安裝施工，2018年7月南京市特種設備監督檢驗院出具氧艙安裝監督檢驗合格證并領取特種特備使用登記證，2018年8月通過氧艙啟用驗收（如圖12、13所示）。

圖12 三艙七門式平底型ICU氧艙外觀圖

圖13 氧艙內空間視覺效果圖

該氧艙艙門圍欄見光寬度1 050 mm的設計及平移門技術的運用，艙內、艙外地坪及艙門圍欄下緣實現等高度，消除了艙門圍欄見光寬度970mm、平開門艙門圍欄下緣較艙內地坪高50 mm而導致病床進出氧艙不便的缺陷[7]。

氧艙安裝結束后的設備綜合調試階段，發現穩壓期間氧艙大廳存在間隙性氣流噪聲，對操艙人員工作注意力形成嚴重干擾。經勘察后確認該噪聲來自氧艙加壓氣動薄膜閥間隙開啟引起的氣流變化聲音，未能在地下室設置氣動薄膜閥是導致氧艙大廳噪聲過大的原因。加壓氣動薄膜閥間隙開啟補氣是操艙計算機控制并維持氧艙內壓穩定的必要動作，可抵消排氧（伴有艙內壓縮空氣排出）導致的氧艙內壓下降。筆者在氧艙頂部和側面新增封閉隔音裝修設計，通過阻斷聲音傳播實現降噪效果。

7 結語

氧艙建設是難度較大的醫院醫療設備建設項目[8]。南京明基醫院首次規劃氧艙建設方案，唯一備選建筑因地坪不能開孔滿足圓體型氧艙和方體型氧艙下沉安裝條件，不能建成與高壓氧學科發展目標匹配的ICU氧艙群而終止。隨著平底型氧艙的設計、建造技術的成熟及投放市場，筆者選型平底型氧艙，利用平底型氧艙無需開鑿地坪的優勢，建成與南京明基醫院高壓氧學科發展目標匹配的三艙七門式ICU功能氧艙群。

由于圓體型氧艙和方體型氧艙需要建設氧艙專用地下室以滿足下沉安裝艙體，多數醫院在遠離醫療主建筑區域專門設計和建造獨立的建筑以安放氧艙，不僅增加了基建成本，還造成了高壓氧患者就醫不便及危重癥患者運送風險，對于醫療用地緊張的醫院放棄建艙成為唯一選項。本文中的氧艙籌建案例，筆者根據高壓氧學科建設目標和備選建筑條件，通過平底型氧艙選型和針對性氧艙技術參數設計及基建設計，實現預定氧艙建設目標，為其他醫院在不具備下挖氧艙地下室的建筑內籌建符合高壓氧學科發展目標的氧艙提供了有益借鑒。選用平底型氧艙，不僅可節約氧艙專用地下室的基建成本，還有利于醫院選定便捷運送高壓氧治療病員的建艙場所，減少途中醫療監護風險，因而具有良好的運用前景。鑒于現有氣動薄膜閥技術性能限制，計算機控制下的頻繁間隙開啟導致的氣流噪聲不能克服，在氧艙籌建設計時應盡量將氣動薄膜閥遠隔設置（含地下室設置），免除其噪聲對醫療區域人員的影響。

志謝 感謝煙臺宏遠氧業有限公司趙文剛工程師及煙臺冰輪高壓氧艙有限公司邴占香對氧艙技術參數設計及基建設計給予的重要幫助