北京小汤山医院新建病区的数字医院基础设施设计

赵小文

(北京市建筑设计研究院有限公司，北京 100045)

0 引言

2020年抗击新冠肺炎疫情期间，北京小汤山医院新建病区(诸如5G远程医疗、视频会议、疫情防控影像智能诊断、医患可视对讲、智能音箱、手机移动点餐、移动支付、虹膜识别门禁、机器人、无人机等)的数字化技术应用，为疫情防控提供了强大技术支撑。

智慧医院系统包括数字医院和应用提升，防疫应急工程与智慧医院建设两者并不矛盾。本文以北京小汤山医院新建病区项目为例，总结介绍了防疫应急工程设计中的部分数字医院设施内容，希望抛砖引玉与行业同仁共同探讨，以期未来项目借鉴参考。

1 项目概况

北京小汤山医院新建病区位于2003年北京小汤山非典应急医院原址，是2020年北京市唯一新建的新冠肺炎防疫应急工程，总面积59 584m2，建筑功能为呼吸道传染病应急医院，设计床位1 500张，收治病人为已确诊的轻、中度感染且无其他病史病人。除病房设施、实验室检测、影像检查外，还包括消毒防护、污水处理、换热站、食堂、消防安全等室外附属设施。

新建病房楼为多层民用公共建筑(临时应急建筑)，地上3层集装箱。平面呈鱼骨状布局，由中央医护区串联，北侧是医技区。 建筑模块集装箱体总高2.9m，净高2.54m。设备专业在清洁区采用多联机空调和新风机，污染区采用负压通风，散热器集中供热。建筑电气为预装式电源模组供配电，医技楼首层设新建病区的消防控制中心。

新建病区设计理念和定位是在满足防疫应急工程“快建快用”的建设要求上，适当兼顾未来提升和多用途使用的可能性。

2 应急医院的数字基础

一般来说，数字医院基础设施的设计原则主要包括五点：(1)满足应急医院快速建造要求，因地制宜设计；(2)满足正规传染病医院设计标准和医疗建筑智能化设计标准；(3)满足医院方提供的信息系统需求；(4)选择适宜本次疫情防控的信息设施和新技术应用；(5)适当考虑战备医院提升的发展预留。下文就结合项目实例对应急医院的数字基础设计进行分析。

2.1 信息设施建设

2.1.1 信息设施系统架构

信息基础设施是数字化的根基。小汤山医院原有一座信息机房，本次新建一座信息机房，新旧形成主备，信息网络和信息储存网路形成双路由、双备份，大幅提升了信息设施容量和数字医院平台标准。图1所示为新建病区信息设施机房位置和主干线架构示意图。

图1 新建病区信息设施机房位置和主干线架构示意图

电信、有线电视等弱电系统干线由建筑南侧室外引入室内后，沿中轴敷设并串联弱电间。相较于强电间，合并减少弱电间数量，以便于系统集成，避免强弱综合，降低工程造价。

新建病区共30个病区(10个病房楼，每楼3层病区)，每间强、弱电间面积10～12m2，均选址清洁区。强电间按病区1∶1配置，弱电间按病区2∶1 配置，弱电支线半径合理，强电间至末端60m、弱电间至末端70m，布置均衡，保证了强弱电间距，降低了电磁干扰；室内强弱电干线各行其道，无需综合，便于施工组织；同时减少了管线综合和集装箱(净高2.5m)的区间穿越，有利于集装箱负压病区的气密封堵和防火封堵。

2.1.2 信息网络系统

新建病区按照医疗内网(承载医疗专业业务系统)、办公外网(承载病人及医护人员的有线及无线互联网需求)物理隔离的原则设计部署网络结构，所有病区都包括内网、外网以及独立的设备网。

全楼的网络以万兆光纤为核心，楼内光纤均采用48芯万MB多模光纤，6类线到桌面。影像科室等传输信息量较大的场所，搭建光纤到桌面。

2.1.3 综合布线系统

病房楼内共计15个弱电间，每排每层1个，每间配置5个42U网络机柜。综合布线采用CAT-6类网线。

每个病床设置4个信息接口，包含1个外网信息接口、2个内网接口和1个预留接口；办公室、护士站根据办公桌位置设置信息点位，每个办公桌设置4个信息接口，包含1个外网信息接口、2个内网接口和1个预留接口。

内网WiFi全楼覆盖。每层楼无线接入点位预留，CAT-6 类标准线缆，支持POE供电。普通病房每个病房设置一个无线点。采用网络电视系统，在每个病房设置一处电视点位。

2.2 信息应用系统(HIS)

医用可视对讲系统：每个病床设置，主机设在各护士站，分机设在每个病房床头。系统采用总线制，可实现护士站与病人、医生双向可视对讲。

病房视频监控系统: 每个病床间设置，主机设在护士站，用于医护实时监控病人情况。

病房视频监控与医用可视对讲系统分开设置，是考虑到病人隔离时心理压力较大，更需要增强沟通。医护人员无需进入病房也可随时与患者“面对面”沟通，有效避免感染机会及防护用品无谓消耗。

移动临床信息系统(CIS)：包括护士工作站、护理电子病历系统、护理管理系统、移动输液管理系统等。

基于良好的信息网络条件，HIS、PACS等智慧系统可延伸到病区、ICU和患者床旁，医护人员及患者可以随时查看病历、医嘱、检验化验、检查报告单、影像图片、体温单、就诊诊断、个人住院日清单等信息，保证了医嘱和病历的准确性、实时性。

另外，医生通过办公室显示大屏与病房内每个病床视频连接，也可集体学习和讨论，与不同病区医生办公室、其他市属医院、上级部门运行远程视频。

医院信息应用模块内容可以根据医院最新需求及时开发上线，譬如急诊留观系统、核酸检测系统等。

2.3 负压设备管理系统

医院设备网独立设置。针对新建病区污染区负压系统的实际工况，设计了负压设备集中控制系统。

2.3.1 设备管理原则

新建病区包括病房楼和医技楼，清污分区。其中清洁区设备主要是服务中央医护走道、部分公共区的多联机空调和新风机。

污染区按规范要求设负压通风系统，但情况比较复杂。由于工程规模大，受地块限制建筑为三层结构，负压通风为竖向工艺，320台负压通风设备布置在屋顶，由病房阀门开启数量通过变频器调速， 3 000 多个负压通风密闭阀设置在各病房和其他非清洁区，一般由医护人员属地管理。

经工况分析后，确定了设备管理原则：(1)清洁区、污染区分开管理；(2)屋顶通风设备物业负责，在中控室集中控制；负压通风设备增加硬拉线；(3)负压密闭阀医护负责，按病区属地集中控制；医技楼等非清洁区工作区就地控制；(4)清洁区为医护工作区及公共区，空调设备等按常规楼宇控制模式。

2.3.2 设备管理架构

包括1个中心(选址消安防控制中心，污染区和清洁区分设两个工作站)和30多个基本点(30个病区的密闭阀由该护士站属地管理，医技楼污染区密闭阀本区就地管理)。其中，中央控制动态监控各病区所有负压密闭阀和通风设备的状态；负压密闭阀在各病区护士站就地可控，各阀状态可视可查，操作失误声光报警。

这样构建的控制方案，实现了设备分类分区管理、集中与属地结合，物业与医护各司其职，可实时监控可视化。既提高了整个系统的自动化程度和管理效率，也杜绝了负压控制系统误操作。

2.3.3 负压密闭阀控制统一设计

突如其来的新冠肺炎疫情让设备和物资的生产及运输都按下了暂停键，工程物料极其匮乏，紧急采购和收集的负压密闭阀数量庞大，型规杂乱，对应急医院的负压控制系统设计、电控柜快速加工定制、现场安装调试以及负压病区的安全可靠运维等诸多环节都形成很大困难。

对此，笔者所在的设计团队采取了一些技术措施：(1)与总包协商，一起检测并归纳现场所有电动阀的类别后，统一标准规范采购；(2)统一密闭阀电压24V DC，便于控制、集成和护士安全操作，同时保障医护人员安全；(3)统一密闭阀控制原理，设计密闭阀集中控制柜，设置护士站可视化终端。从而解决了批量定制、快速安装、统一验收等系列问题，也规范了建成后病区的运维管理。

2.4 病区管理及感染防控系统

在病房楼隔离区入口等关键卡口、岗哨等重要位置设置非接触式虹膜识别门禁。传统的门禁系统为刷门禁卡或人脸识别，但新冠肺炎疫情条件下，医护人员穿戴口罩、护目镜和防护服后，人脸识别无法有效使用；门禁卡反复携带进出病区，具有污染隐患。虹膜识别门禁识别速率高，使用便捷，完全非接触式，大大减少接触感染源项，受到了医护人员的好评。

室外视频监控系统采用数字摄像机，POE供电，全方位无死角。

3 战备医院的数字提升

新建病区数字基础设施建设完全满足医院的长期使用，并适度预留了发展冗余。升级战备医院后设计向医院方交付了传统设计文件类、数字建筑资产类、战备医院数字提升方案类三类设计文件，譬如新建病区的建筑使用说明书、建筑运维重点关注问题、建筑电气相关系统提升建议等。

3.1 数字孪生及数字资产交付

由BIAD数字科技研究院配合，通过以BIM为主的数字技术，向医院方提供了一份数字建筑资产——“数字医院”，这是一个与实体医院完全映射、承载医院智慧医疗、智慧服务、智慧运维的人、物、场所的数字孪生载体，将成为医院的全生命周期运行、乃至整个医疗体系信息化建设的重要平台与纽带。

3.2 战备医院的数字提升建议

(1)应用提升：完善医院信息系统应急响应能力；根据需要提升或逐步丰富医院信息应用模块内容，包括物联网、大数据、云以及其他信息应用技术。

(2)设备运维：新建病区周边散布的附属配套设施，运维管理存在路程较远、管理人员较多、操作较复杂等客观情况。建议借助物联网和云技术，增加数据无线传输及控制功能。

(3)电力监控：如果医院长期使用，建议增设电力监控系统，提高供配电系统可靠性；根据运维情况在重要回路的低压进线处增设电源监控系统；按照医院管理需求配置能耗监测系统等。

(4)智慧消防：小汤山医院规模较大，建议新建和既有的消防控制室整合，建立统一的消防控制中心，可大幅提高消防响应速度，同时减少运营人员和管理成本，可利用云技术建立智慧消防平台。

4 结束语

医疗信息化的发展显著提高了全社会应对疫情的手段和能力；众所周知，数字技术的大规模运用对疫情防控起到了非常重要的作用。数字医院、智慧医疗是未来国家医疗体系建设的重点方向，防疫应急工程中的数字医院基础建设应予足够重视。