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1、 医院医用气体管路的设计计算 航空部第六0四研究所 高级工程师 袁明华关键词：Medical gas医用气体 Piping design管道设计本文根据GB50751-2012 医用气体工程技术规范、GB50333-2002 医院洁净手术部建筑技术规范、YFB001-军队医院洁净手术部建筑技术规范等现行国家标准和专业标准设计了一套医用气体管路计算用表管道最大许用流量表和管道尺寸选择表，可供医用气体工程有关人员参考。In this disquisition I bring forward a set of designed tables. They can be used for to desi
2、gn medical gas pipeline system in nosocomial medical zone.This paper give a reference to engineering and technical personnel .1 前言 本文所说的“医疗区域”是指门诊部、急救部、手术部、医技部、住院部、妇产科、生殖中心、牙科等直接为病人服务的场所。一个完整的医用气体供应系统一般由气源、输气管路（由管子、阀门、减压器、终端设备等组成）、监测报警装置等部分组成。其中医用氧气站、医用空气站、医用真空站等出于安全和集中管理等原因往往不设置在医疗区域内，它们提供的医用气体是通过输
3、气干管输送到各医疗区域的。各医疗区域的管路系统与输气干管相连接的总管上一般都装有区域总阀、二级减压箱和区域总压报警装置。用气量较少的氧化亚氮、二氧化碳、医用氮气、氩气、氦气等医用气体一般是由设置在医疗区域附近的气体汇流排供给的。这些气体是手术部、妇产科专用的，其使用压力可在气体汇流排内直接调定。医疗区域的管路系统由区域总阀开始，到终端设备结束。它不包括输气干管，但包括从气体汇流排到医疗区域的输气管路。医用气体管路计算包括医用氧气、氧化亚氮（笑气）、氩气、医用氮气、医用空气、二氧化碳、医用真空和麻醉废气排放管路的计算。计算的内容包括两个方面：（1） .在已知气体种类、压力、流量的情况下，求所需要
4、的管径；（2） .在已知气体种类、压力、管径的情况下，求管子允许的最大流量。 本文详细介绍了管道最大设计流量表和管道尺寸选择表的编制方法以及它们在医用气体管路计算中的运用。2 设计假定2.1 设计压力计算管子内径时，正压气体取气体终端处的额定压力；真空管道取管道内的平均压力。例如真空泵抽气口处绝对压力为0.04MPa（即真空压力为0.06MPa），吸引终端处绝对压力为0.06MPa（即真空压力为0.04MPa）, 则 P =0.05MPa。对采用抽风机排放麻醉废气的系统，排气管内的气体压力为负压，抽风机处的气体压力最低。麻醉废气排放终端处的绝对压力应为0.085MPa（即真空压力为0.015M
5、Pa），麻醉废气排放终端本身造成的负压损失见表1，排气管路造成的负压损失若为0.013MPa，则抽风机进口处的绝对压力不应高于P=0.085-0.002-0.013=0.07MPa。计算时排气管内的气体压力取中值： P=(0.085+0.07)/2=0.0775MPa。 麻醉或呼吸废气排放系统终端在设计流量下的压力损失 表1麻醉或呼吸废气排放系统设计流量（L/min）允许真空压力损失（MPa）高流量排放系统800.001500.002低流量排放系统500.001250.002 对采用引射式麻醉废气排放终端的系统，引射器后排气管内的混合气体应为正压。为保证废气能顺利排入大气，排气管出口处绝对压力
6、不应小于P=0.105MPa。 计算管子壁厚时，正压气体管道取安全阀的开启压力；真空管道取外压0.1MPa。 2.2 设计流量GB50751医用气体工程技术规范规定的终端组件处的额定压力和设计流量见表2；GB50333医院洁净手术部建筑技术规范规定的终端压力和单嘴流量见表3。 医用气体终端组件处的设计参数 表2医 用 气 体 种 类终端压力（表压，MPa）终端组件的设计流量（L/min）医 用 氧 气0.4手术室、笑气麻醉点100牙科及其它10氧 化 亚 氮0.4全部15医 疗 空 气0.4手术室20重症、高护、新生儿病房60其它病房、床位10牙 科 空 气0.5550器械空气、医用氮气0.8
7、全部350二 氧 化 碳0.4全部20医 用 真 空-0.04大手术80小手术、病房、床位40牙 科 真 空-0.015300氧化亚氮/氧气混合气0.4（0.35）待产、分娩、恢复、产后275牙科及其它20二氧化碳/氧气混合气0.4（0.35）全部20医用氦/氧混合气0.4（0.35）重症病房100 麻醉或呼吸废气排放-0.015全部5080 注：1. 上表中气体压力允许的最大偏差为：MPa；MPa；MPa； 2. 在使用现场配制混合气时，与氧气混合的其它气体的压力应低于氧气压力0.050.08MPa， 这些气体的终端压力应为0.35MPa。 终端压力和单嘴流量 表3气 体 种 类单 嘴 压
8、力 （MPa）单 嘴 流 量 （L/min）同时使用率（%）氧 气0.400.45108050100氧化亚氮0.400.45450100压缩空气0.450.96080负压吸引-0.03-0.0730100氩 气0.350.401580二氧化碳0.350.401030氮 气0.90.952301060 治疗区域的专用气源、区域总管、支管按公式(3.1)计算气体流量： Q = Qa+Qb(n-1) -（2.1）式中： Q 气源、气体总管、支管的计算流量（L/min); Qa 终端处的额定流量（L/min)，按GB50751附录B取值; Qb 终端处的计算平均流量（L/min)，按GB50751附录
9、B取值; n 由该气源、该总管、该支管供气的床位数或计算单元数; 同时使用系数，按GB50751附录B取值。2.3 设计温度医疗区域的气体管路一般在吊顶、夹层里走，没有空调。所以管道内气体的设计温度取35（夏天）。2.4 流速限制根据GB50333医院洁净手术部建筑技术规范规定，管内气体流速不得大于10 m/s。2.5允许的压力损失GB50751规定：医用气体管路系统在终端设计压力、流量下的压力损失应符合表4的规定。 医用气体管路系统在终端设计压力、流量下的压力损失 表4气体种类医用氧气、医疗空气、氧化亚氮、二氧化碳与氧气在使用处混合的医用气体器械空气、氮气医用真空设计流量下的终端压力（MPa
10、）0.40.50.310.390.71.0-0.04-0.087气源或减压箱出口压力（MPa）0.40.50.360.450.751.0-0.06-0.087设计允许压力损失 （MPa）0.050.050.050.2-0.013-0.02 YY/T0187医用中心供氧系统通用技术条件规定：“在使用流量条件下，最远管道的压力损失不应超过10%。”YFB001军队医院洁净手术部建筑技术规范的规定见表5。 标准压力和允许压力损失 表5气体名称标准压力P（MPa）允许压力损失最大长度（MPa）单位长度（Pa/m）氧 气0.50.05（或10%P）230二氧化碳0.50.05（或10%P）230氮 气1
11、.00.05（或10%P）230压缩空气0.50.05（或10%P）230真空吸引-0.050.005（或10%P）80美国实用管道工程设计准则规定：氧气、二氧化碳及压缩空气管路单位长度的压力损失不超过230Pa/m；氮气管路单位长度的压力损失不超过460Pa/m；负压吸引管路单位长度的压力损失不超过110Pa/m。对于正压气体管路，最大计算长度Lmax上的压力损失若控制在0.05MPa（对器械空气和氮气为0.1MPa），单位长度的压力损失若控制在230Pa/m（对器械空气和氮气为460Pa/m），则管路的最大计算长度可达到217m。对于医用真空管路，最大负压损失若控制在0.013MPa，单位
12、长度的负压损失若控制在60Pa/m，则管路的最大计算长度也可达到217m。 对于负压废气排放管路，最大负压损失若控制在0.013Mpa（此外，抽风机提供的负压还要克服麻醉废气排放终端造成的负压损失），单位长度的负压损失若控制在60Pa/m，则管路的最大计算长度也可达到217m。 这里所谓的“计算长度”是指一条管路中管子的总长度和该管路中管件、阀门的当量长度之和。最大计算长度是指同一种气体的管路，从医疗区域总阀起到气体终端止的各条管路中流程最长的一条管路的计算长度。管件、阀门的当量长度见表6。 管件、阀门的当量长度（m） 表6 管 径DN6DN10DN13DN16DN20DN25DN30DN40DN5090弯头0.350.450.60.70.750.91.21.52.145弯头0.180.220.30.350.380.450.60.751三 通0.50.70.911.21.51.82.13引 出 口0.880.10.120.130.150.180.240.30.39截 止 阀2.53.54.55.267.510.513.516.5
