【摘要】? ? 信息機(jī)房是醫(yī)院所有信息化數(shù)據(jù)交換的中心，是管理所有IT設(shè)備的核心，是承載醫(yī)院一切數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)。隨著智慧醫(yī)院的發(fā)展需求及醫(yī)院信息化程度的不斷提高，信息機(jī)房的特殊地位及重要性日益突出，對(duì)機(jī)房的穩(wěn)定性及可擴(kuò)展性提出了更高的要求。本文結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際案例介紹了醫(yī)院信息機(jī)房的選址要求、平面布置及模塊化機(jī)房的設(shè)計(jì)重點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】? ? 信息機(jī)房? ? 模塊化? ? 智慧醫(yī)院

引言：

隨著智慧醫(yī)院的高速建設(shè)和發(fā)展，電子計(jì)算機(jī)及各類(lèi)通訊設(shè)備在醫(yī)院中廣泛應(yīng)用，醫(yī)院信息化程度在不斷提高，對(duì)醫(yī)院內(nèi)網(wǎng)、外網(wǎng)、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)及設(shè)備網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行提出了更高的要求，那么信息機(jī)房作為醫(yī)院所有網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)交換的中心，它的7x24小時(shí)安全可靠、穩(wěn)定高效及可擴(kuò)展性強(qiáng)是保障醫(yī)院正常運(yùn)行的關(guān)鍵。

本文結(jié)合武漢市某三級(jí)甲等綜合醫(yī)院的信息機(jī)房設(shè)計(jì)案例，對(duì)機(jī)房的選址、機(jī)柜的布置、UPS配電及電池的計(jì)算、空調(diào)的設(shè)計(jì)、動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)、機(jī)房裝修及防雷接地等重點(diǎn)設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行闡述，對(duì)醫(yī)院信息機(jī)房的建設(shè)提出參考性的指導(dǎo)意見(jiàn)。

一、醫(yī)院信息機(jī)房的設(shè)計(jì)內(nèi)容

信息機(jī)房的設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括機(jī)房選址、機(jī)房裝修、機(jī)柜布置、照明、UPS配電、強(qiáng)弱電配線(xiàn)、空調(diào)、防雷接地及動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)。

二、醫(yī)院信息機(jī)房的建設(shè)目標(biāo)

信息機(jī)房是整個(gè)醫(yī)院所有網(wǎng)絡(luò)通訊數(shù)據(jù)交換存儲(chǔ)的中心，是保障整個(gè)醫(yī)院業(yè)務(wù)正常開(kāi)展的核心力量。所以信息機(jī)房的建設(shè)目標(biāo)必須是可靠性強(qiáng)、穩(wěn)定性高、可擴(kuò)展、可容錯(cuò)，并且要滿(mǎn)足醫(yī)院信息科的使用需求，方便后期維護(hù)和管理。

三、項(xiàng)目案例介紹

本項(xiàng)目是一家三甲綜合醫(yī)院的新建院區(qū)，床位1200多張，智能化系統(tǒng)接近30個(gè)。信息機(jī)房位于住院樓4層，其中模塊化機(jī)房面積為130平方，接入機(jī)房面積為27平方，UPS間面積為50平方，電池室面積為70平方。機(jī)房需按照模塊化機(jī)房設(shè)計(jì)，并符合《數(shù)據(jù)中心規(guī)范》GB50174-2017中B級(jí)機(jī)房標(biāo)準(zhǔn)。在保證現(xiàn)有院區(qū)40個(gè)IT機(jī)柜數(shù)量下，留有一定的擴(kuò)展空間。整個(gè)機(jī)房的布線(xiàn)要求全部為機(jī)柜上走線(xiàn)，強(qiáng)弱電橋架分開(kāi)設(shè)置，便于后期線(xiàn)路維護(hù)。

四、醫(yī)院信息機(jī)房的設(shè)計(jì)重點(diǎn)

（一）信息機(jī)房的選址

醫(yī)院信息機(jī)房是醫(yī)院信息科負(fù)責(zé)管理與維護(hù)，它的選址必須滿(mǎn)足閉環(huán)管理，并且與信息科辦公室貼鄰，正上方不能有衛(wèi)生間或廚房等有水的房間。整個(gè)信息機(jī)房包括模塊化機(jī)房、UPS配電間、電池室、前置室、接入機(jī)房、運(yùn)維管理中心、值班室及電子培訓(xùn)教室。其中作為一個(gè)三甲甲等綜合醫(yī)院，模塊化機(jī)房的面積至少需滿(mǎn)足40個(gè)模塊化機(jī)柜的安裝，并留有一定的擴(kuò)展空間。

信息機(jī)房有多臺(tái)行級(jí)風(fēng)冷空調(diào)室內(nèi)機(jī)及精密空調(diào)，每臺(tái)室內(nèi)機(jī)需要配備1臺(tái)空調(diào)室外機(jī)，所以機(jī)房的設(shè)置位置需考慮空調(diào)室外機(jī)的安裝及空調(diào)管井的位置，空調(diào)室外機(jī)一般放在屋頂并需要水泥安裝底座，空調(diào)管井的面積不能小于500x500mm?？紤]到后期維護(hù)及散熱，空調(diào)室外機(jī)安裝區(qū)域面積不應(yīng)小于60m2。

對(duì)于信息機(jī)房的樓板承重要求，模塊化機(jī)房和接入機(jī)房是8KN，UPS配電間是12KN，電池室是16KN。機(jī)房的凈高需滿(mǎn)足靜電地板的安裝高度，考慮到日后維護(hù)及管理便捷，強(qiáng)弱電線(xiàn)均采用上走線(xiàn)方式，放置模塊化機(jī)柜的區(qū)域梁下凈高需至少保證2.6米。

綜上所述，醫(yī)院信息機(jī)房的選址需結(jié)合信息科的需求，在保證樓板荷載、梁下凈高、機(jī)房面積、空調(diào)室外機(jī)安裝、閉環(huán)管理的條件下最終確定。

（二） IT機(jī)柜布置

根據(jù)現(xiàn)在數(shù)據(jù)機(jī)房的發(fā)展趨勢(shì)及要求，IT機(jī)柜一般按照模塊化機(jī)柜進(jìn)行設(shè)計(jì)。模塊化機(jī)柜將供配電、溫控、機(jī)柜通道、布線(xiàn)、監(jiān)控等集成在一個(gè)模塊內(nèi)，達(dá)到快速交付、按需部署的要求，具有良好的擴(kuò)容性、綠色環(huán)保、安全預(yù)警及智能化管理功能。

微模塊機(jī)柜一般有單排密閉通道和雙排密閉通道兩種選擇，其中單排密封冷/熱通道支持24個(gè)IT機(jī)柜，雙排密封冷/熱通道支持48個(gè)IT機(jī)柜，每個(gè)機(jī)柜尺寸為600mmx1200mm（WxD），高度可選2000mm或者2200mm。一般設(shè)計(jì)中通常選擇雙排密封冷/熱通道，24個(gè)機(jī)柜，機(jī)柜高度為2000mm，冷通道寬度為1200mm，這樣一組模塊化機(jī)柜的尺寸就是7800mmx3600mmx2330mm（LxWxH）。機(jī)柜的正面和背面都需預(yù)留1200mm的操作或檢修空間，用于搬運(yùn)設(shè)備的通道凈寬不能小于1.5米，如果機(jī)房?jī)?nèi)有柱子，特別需要注意機(jī)柜與柱子的間距能否滿(mǎn)足維護(hù)要求。

每組密閉通道中有1個(gè)列頭柜將作為一體化配電柜使用，所以IT機(jī)柜數(shù)量實(shí)際只有23個(gè)，按照醫(yī)院40個(gè)IT機(jī)柜的需求，至少需設(shè)計(jì)2組雙排模塊化機(jī)柜，整體IT機(jī)柜數(shù)量為46個(gè)，滿(mǎn)足一定的擴(kuò)容需求。

密閉通道組件包括玻璃平移門(mén)、固定天窗、翻轉(zhuǎn)天窗、強(qiáng)電弱電走線(xiàn)槽、控制天窗、門(mén)禁安裝組件、照明LED燈。模塊頂部具備強(qiáng)弱電走線(xiàn)裝置，走線(xiàn)槽具有信號(hào)線(xiàn)和電源線(xiàn)隔離設(shè)計(jì)，隔離信號(hào)線(xiàn)和電源線(xiàn)的走線(xiàn)。密閉通道具備燈光與告警指示聯(lián)動(dòng)功能，在微模塊產(chǎn)生告警后可與燈光進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，至少有4種顏色能夠與緊急告警、重要告警、一般告警、提示告警進(jìn)行聯(lián)動(dòng)。密閉通道內(nèi)照明應(yīng)采用LED燈管，保證通道照明亮度不小于300LUX，機(jī)房通道照明燈應(yīng)沿通道方向布置，通道照明燈首尾相連，以達(dá)到最佳照明效果。密閉通道兩端設(shè)置門(mén)禁系統(tǒng)，運(yùn)維人員須通過(guò)識(shí)別身份方可進(jìn)入微模塊內(nèi)部進(jìn)行相應(yīng)操作。微模塊門(mén)禁系統(tǒng)應(yīng)支持指紋、密碼、IC卡的權(quán)限設(shè)置，保證機(jī)房設(shè)備的安全性。

（三）UPS配電及電池計(jì)算

根據(jù)醫(yī)院信息科的需求，信息機(jī)房IT機(jī)柜及空調(diào)在未接入柴油發(fā)電機(jī)的情況下，UPS后備時(shí)間需至少保證3個(gè)小時(shí)，其中機(jī)房空調(diào)的配電也需納入U(xiǎn)PS計(jì)算范圍。UPS配電容量乘以0.7系數(shù)=實(shí)際用電功率。

實(shí)際用電功率主要包括IT機(jī)柜、行級(jí)風(fēng)冷空調(diào)、精密空調(diào)、照明及插座的功率總和。IT機(jī)柜用電和動(dòng)力用電（包括空調(diào)、照明、插座）分開(kāi)設(shè)置UPS主機(jī)及配電柜。首先計(jì)算IT機(jī)柜的用電功率，每個(gè)IT機(jī)柜按3KW計(jì)算，每個(gè)接入機(jī)柜按1KW計(jì)算，46個(gè)模塊化機(jī)柜+6個(gè)接入機(jī)柜就是144KW，按同時(shí)系數(shù)0.9計(jì)算，實(shí)際功率為144KWx0.9=130KW。130KW/0.7=186KVA，所以選200KVA的UPS主機(jī)1臺(tái)，考慮UPS主機(jī)需要冗余，IT機(jī)柜配置2臺(tái)200KVA UPS主機(jī)，雙UPS主機(jī)供電提高機(jī)房核心設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。每個(gè)行級(jí)風(fēng)冷空調(diào)的制冷量為35KW，電功率為35KW/2.5=14KW，8臺(tái)行級(jí)風(fēng)冷空調(diào)總共112KW，每個(gè)精密空調(diào)按4KW考慮，7臺(tái)精密空調(diào)總共28KW，所以總用電功率為112+28=140KW，按同時(shí)系數(shù)1.0計(jì)算，實(shí)際用電功率為140KW，UPS主機(jī)容量為140/0.7=200KVA，選擇1臺(tái)200KVA的UPS主機(jī)。

UPS間將設(shè)置2臺(tái)市電輸入配電柜，市電輸入配電柜1供電給IT UPS主機(jī)1和動(dòng)力UPS主機(jī)，市電輸入配電柜2供電給IT UPS主機(jī)2和動(dòng)力配電輸出柜。如上圖所示。IT UPS主機(jī)1和IT UPS主機(jī)2給密閉模塊1和密閉模塊2輸入開(kāi)關(guān)供電。動(dòng)力配電輸出柜給密閉模塊1和2內(nèi)的行級(jí)風(fēng)冷空調(diào)及所有精密空調(diào)、機(jī)房照明及插座供電。

電池?cái)?shù)量需按照每單格功率計(jì)算，計(jì)算公式為W=PL÷（Vf÷2*η）（watts/cell）。其中PL為負(fù)載功率=130KW+140KW=270KW。Vf為電池組額定電壓，每組12V電池?cái)?shù)量40只，電壓為480V。η為電池逆變效率，取值0.94。所以W=270000÷（480÷2*0.94）=1196（watts/cell）。根據(jù)后備時(shí)間3小時(shí)的要求，電池終止電壓按1.80V/cell取值，查閱12V 200AH的電池參數(shù)表，3小時(shí)的每單格功率為108.5W/cell，所以需要1196÷108.5=12組，所以共需要40x12=480節(jié)12V 200AH電池?？紤]到工作人員方便管理與維護(hù)，電池架的高度不宜過(guò)高，一般按照1.5米高度排布。電池組之間需留800mm的維修通道。

（四）行級(jí)風(fēng)冷空調(diào)及精密空調(diào)的計(jì)算

每組模塊化機(jī)柜包含23個(gè)IT機(jī)柜，用電功率為23x3KW=69KW，按照1.2冗余系數(shù)考慮，69KWx1.2=82.8KW。根據(jù)產(chǎn)品手冊(cè)，行級(jí)風(fēng)冷空調(diào)制冷量只有25KW/35KW/45KW三種規(guī)格，82.8KW/25KW=3.3臺(tái)，考慮冗余1臺(tái)總共需要5臺(tái);82.8KW/35KW=2.3臺(tái)，考慮冗余1臺(tái)總共需要4臺(tái);82.8KW/45KW=1.8臺(tái)，考慮冗余1臺(tái)總共需要3臺(tái)。綜合考慮選35KW制冷量的行級(jí)風(fēng)冷空調(diào)經(jīng)濟(jì)性最好，所以1組模塊化機(jī)柜選擇4臺(tái)35KW制冷量的行級(jí)風(fēng)冷空調(diào)。模塊化機(jī)房不需再單獨(dú)設(shè)置精密空調(diào)來(lái)保證環(huán)境溫濕度，但UPS間、電池室和接入機(jī)房需要設(shè)置精密空調(diào)。UPS間的制冷量計(jì)算方式為UPS容量x0.04發(fā)熱系數(shù)+機(jī)房面積x0.2KW/m2=420KWx0.04+50.24m2x0.2KW/m2=26.8KW，精密空調(diào)也按1臺(tái)冗余設(shè)計(jì)，選用12.5KW制冷量的精密空調(diào)3臺(tái)。接入機(jī)房的制冷量=1KWx6x1.2+27.1m2x0.2kKW/m2=12.62KW，按1臺(tái)冗余設(shè)計(jì)，選用12.5KW制冷量的精密空調(diào)2臺(tái)。電池室的電池基本沒(méi)有發(fā)熱，維持電池壽命最佳25℃的環(huán)境溫度即可，所以電池室的制冷量?jī)H計(jì)算房間負(fù)荷=70.02m2x0.2kKW/m2=14KW，選12.5KW制冷量的精密空調(diào)2臺(tái)。

（五） 機(jī)房動(dòng)環(huán)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)置

影響機(jī)房安全的隱患主要包括電源系統(tǒng)不穩(wěn)定、室溫過(guò)高、機(jī)房漏水、機(jī)房進(jìn)出管理不當(dāng)、空調(diào)及新風(fēng)故障、明火管理不當(dāng)及機(jī)房溫度過(guò)高或過(guò)低。動(dòng)環(huán)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)就是針對(duì)機(jī)房運(yùn)行維護(hù)中的安全隱患，對(duì)動(dòng)力、環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)、安保等進(jìn)行集中監(jiān)控和管理，提高運(yùn)維效率，保障機(jī)房安全。

動(dòng)環(huán)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括密閉通道智能管理系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)中心智能管理系統(tǒng)。其中密閉通道智能管理系統(tǒng)包括模塊內(nèi)智能控制器、指紋/密碼/刷卡門(mén)禁系統(tǒng)、智能插座、照明系統(tǒng)-LED燈、煙感/溫度/濕度檢測(cè)、水浸傳感器、溫濕度傳感器等配套組件。微模塊智能控制單元提供整體的環(huán)境和動(dòng)力監(jiān)控接口，實(shí)現(xiàn)對(duì)微模塊內(nèi)配電、制冷、環(huán)境等設(shè)備的不間斷監(jiān)控。供電鏈路設(shè)備具備供電全鏈路顯示功能：從密閉模塊的總輸入到IT機(jī)柜的PDU，整個(gè)配電拓?fù)湔故?、開(kāi)關(guān)狀態(tài)、能量流圖、設(shè)備故障狀態(tài)、支路對(duì)應(yīng)關(guān)系、關(guān)鍵信號(hào)參數(shù)（電壓、電流、溫度等）均能可視化顯示。為滿(mǎn)足網(wǎng)絡(luò)安全要求，監(jiān)控系統(tǒng)的軟件、采集器硬件可以滿(mǎn)足網(wǎng)絡(luò)安全的要求，可以通過(guò)行業(yè)主流的病毒與漏洞軟件的安全掃描，通過(guò)智能聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)安全認(rèn)證。如上圖所示，密閉通道智能管理系統(tǒng)通過(guò)微模塊采集器上傳至動(dòng)環(huán)管理服務(wù)器。

數(shù)據(jù)中心智能管理系統(tǒng)包括動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控主機(jī)、數(shù)據(jù)中心管理系統(tǒng)軟件、短信告警模塊、交換機(jī)、設(shè)備接入采集器、溫濕度傳感器、氫氣傳感器、可視化管理軟件、遠(yuǎn)程管理軟件、漏水檢測(cè)報(bào)警器、漏水檢測(cè)感應(yīng)線(xiàn)、網(wǎng)絡(luò)硬盤(pán)錄像機(jī)、紅外半球式網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、UPS接入管理授權(quán)以及配電柜接入管理授權(quán)。所有數(shù)據(jù)上傳至動(dòng)環(huán)管理服務(wù)器。

整個(gè)管理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了精細(xì)化運(yùn)營(yíng)、集中化管理及智能化運(yùn)維的功能，具體包括運(yùn)維總覽、實(shí)時(shí)監(jiān)控、告警管理、安防管理、電池管理、溫度云圖并支持手機(jī)移動(dòng)訪(fǎng)問(wèn)，讓IT管理人員能清楚的了解機(jī)房的各項(xiàng)運(yùn)行指標(biāo)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，保障機(jī)房設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。

（六） 機(jī)房裝修及防雷接地

機(jī)房裝修包括天花、地面、墻面裝飾。機(jī)房頂部安裝優(yōu)質(zhì)方型厚鋁合金天花吊頂。機(jī)房的凈空應(yīng)保證2600mm以上。安裝鋁合金天花板之前應(yīng)對(duì)樓板底進(jìn)行防塵處理，涂刷防塵漆。機(jī)房地面經(jīng)找平、防潮、防塵處理后，并涂刷防塵漆，敷設(shè)15mm厚的鋁箔橡塑保溫棉（B級(jí)阻燃），地面敷設(shè)防靜電活動(dòng)地板，安裝高度為300mm。機(jī)房入口區(qū)域做踏步臺(tái)階或坡道，表面鋪設(shè)防滑地膠。各設(shè)備機(jī)拒及機(jī)架應(yīng)裝設(shè)承重基架，滿(mǎn)足承重荷載要求。機(jī)房采用聯(lián)合接地方式，在架空地板下安裝30x3mm銅帶組成接地匯集銅母排網(wǎng)，網(wǎng)格尺寸不大于1200x1200mm，銅排交又連接處均采用銅制端子。固定地面通過(guò)高強(qiáng)度絕緣子。接地匯集銅母排網(wǎng)應(yīng)與接地干線(xiàn)、接地引出線(xiàn)可靠連通。主機(jī)房?jī)?nèi)所有防靜電地板、天花吊頂、工作臺(tái)等必須進(jìn)行靜電接地，不得有對(duì)地絕緣的孤立導(dǎo)體天花、墻面龍骨要求采用不少于6mm2的雙色地線(xiàn)連接后再用16mm2的雙色地線(xiàn)與接地匯集銅母排相連。室外電源、信號(hào)線(xiàn)路進(jìn)入機(jī)房采取加裝防浪涌保護(hù)器等防雷措施。

五、結(jié)束語(yǔ)

醫(yī)院信息機(jī)房是醫(yī)院所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的核心，是保障醫(yī)院正常運(yùn)行的關(guān)鍵樞紐，它的高可靠性、易擴(kuò)容性、高維護(hù)性、高密度性、經(jīng)濟(jì)性、智能性、綠色節(jié)能是我們建設(shè)的終極目標(biāo)，也是指導(dǎo)我們?cè)O(shè)計(jì)的基礎(chǔ)要求。針對(duì)每個(gè)醫(yī)院不同的建設(shè)要求、項(xiàng)目特點(diǎn)及土建條件，對(duì)信息機(jī)房各項(xiàng)重點(diǎn)設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行全盤(pán)綜合考慮，設(shè)計(jì)成果才能最終滿(mǎn)足醫(yī)院的使用要求，達(dá)到理想的運(yùn)行效果。

作者單位：楊蘇敏? ? 中冶南方武漢建筑設(shè)計(jì)有限公司

參? 考? 文? 獻(xiàn)

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