数字化医院电子信息系统的机房设计

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摘 要：文章讨论了数字化医院电子信息系统机房建设的发展，数字化医院电子信息系统机房的构成及设计要素，并根据相关规范的要求，对当前数字化医院电子信息系统机房建设和使用中的特点进行分析，阐述了实际设计中需要注意的设计要点及施工注意事项。

关键词：电子信息系统 数字化医院 信息管理系统机房设计

一、数字化医院电子信息系统机房建设的发展

随着经济社会的发展和科学技术的进步，综合医院的建设标准也越来越高，医院智能化系统已经成为现代化医院的重要基础设施，对于维持医院的正常运转和使用非常重要，是数字化医院的大脑和神经中枢。伴随越来越多的各种医院信息系统的开通，数字化医院所有的临床作业全部实现无纸化运行，医院的电子病历、放射信息、医学影像、药品管理信息、财务信息、人事信息、办公管理信息等大量信息需要收集、存储、处理、提取及数据交换，而一个安全可靠、技术先进、结构完善、灵活性强、兼容性好的数字化医院电子信息系统机房则是实现医院智能化的关键。

我们通过结合多个数字化医院的电子信息系统机房的设计及施工案例，对医院电子信息系统机房的分级选址及设备布置、建筑结构、电气、设备等方面相关的设计、施工要素进行详细介绍。

二、医院信息系统机房的分级、选址及设备布置

（一）医院信息系统机房的分级

按《电子信息系统机房设计规范》GB50174-2008中的规定，电子信息机房应划分为A、B、C三级，根据机房所处行业或领域的重要性，单位对机房各系统的保障和维护能力，以及因场地设施故障造成网络信息中断或重要数据丢失而在经济和社会效益上造成的损失或影响程度这三方面因素来确定机房的等级。除上述外，还应综合考虑初期建设投资、维护成本等因素。

三级医院应按照B级电子信息系统机房设置。B级机房场地设施应按照冗余要求配置，运行期间，不应因设备故障而导致电子信息系统运行中断。冗余是指系统部件部分或全部一用一备，即重复的配置系统的部分或全部部件，当系统发生故障时，冗余配置的部件介入并承担故障部件的工作，由此减少系统的故障时间。系统配置为：N+X（X=1～N），系统配置除满足基本需求外，增加了X个单元、X个模块或X个路径，任何重复配置的X个单元、模块或路径的故障或维护不会导致系统运行中断。如图1所示，中心信息机房核心交换机为冗余配置，各楼信息服务器均在中心信息机房异地冗余配置；核心交换机至各汇聚层交换机为路径冗余配置。

二级及以下医院可按C级电子信息系统机房设置。C级机房场地设施应按基本要求配置，场地设施正常运行情况下，应保证电子信息系统运行不中断，系统满足基本配置。

（二）机房的选址

电子信息系统受粉尘、有害气体、振动冲击、电磁场干扰等因素影响时，将导致运算差错、错误动作、机械部件磨损、缩短使用寿命等。电子信息系统机房选址应符合下列要求：

1.应远离产生粉尘、油烟、有害气体以及生产或贮存具有腐蚀性、易燃、易爆物品的场所。三级医院的主机房空气含尘浓度，在静态条件下测试，每升重大于或等于0.5μm的空气尘粒数应少于18000粒；

2.应远离强振源和强噪声源。当不能避免时，应采取隔振、消声和隔声措施。有人值守的主机房和辅助区，当电子信息设备停机时，主操作员位置测量的噪声值应小于65dB（A）；在电子信息设备停机条件下，主机房地板表面垂直及水平方向的振动加速度不应大于500mm/s2；

3.应远离强电磁场干扰场所，不应设置在变压器室、配电室的楼上、楼下或隔壁场所，主机房和辅助区内磁场干扰环境场强不应大于800A/m；主机房和辅助机房内频率为0.15MHz～1000MHz的无线电干扰场强不应大于126dB。满足不了要求时，应采取电磁屏蔽措施；

4.不应设置在厕所、浴室或其他潮湿、易积水场所的正下方或临近区域；

5.电力供给应稳定可靠，交通通信应便捷，自然环境应清洁；

6.主机房的活荷载标准值应远大于建筑物其他部分，考虑到经济性，机房应设置在建筑的低层；考虑到防止水灌入等，机房宜设置在建筑物的首层及以上层，当地下室为多层时也可设置在地下一层。

（三）机房的设备布置

机房宜根据设备布置及工作运行要求，根据实际需要由主机房、辅助区、支持区、行政管理区等功能区组成。主机房的使用面积应根据电子信息设备的数量、外形尺寸和布置方式确定，并应预留今后业务发展需要的使用面积。在条件不具备的情况下，主机房的使用面积可按下式确定：

电子信息设备确定规格时：A=K∑S ；电子信息设备未确定规格时：A=FN 。

其中，A—主机房使用面积（m2）；K—系数，可取5～7；S—电子信息设备的投影面积（m2）；F—单台设备占用面积，可取3.5～5.5（m2/台）；N—主机房内所有设备总台数。

辅助区的面积宜为主机房面积的0.2～1倍，用户工作室的面积可按3.5m2/人～4m2/人计算，长期有人工作的房间可按5m2～7m2计算。

机房的设备布置，应满足机房管理人员的操作和安全需求，及设备运输、散热、安装和维护的要求。机房内通道和设备间距离应符合以下规定：

用于设备运输的通道净宽不应小于1.5m；面对面布置的机柜之间距离不宜小于1.5m；背对背布置的机柜之间距离不宜小于1.0m；需设备检修时，设备检修方向的净距不宜小于1.2m；成行排列的机柜，长度超过6m时，两端应设有出口通道；当两个出口通道间距离超过15m时，在两个出口通道之间还应增加出口通道，出口通道的宽度不宜小于1.0m。

三、医院信息系统机房对建筑结构的要求

（一）一般要求

建筑平面和空间布局应具有灵活性，并应满足电子信息系统机房的工艺要求。主机房净高应根据机柜高度计通风要求确定，考虑常用机柜一般为1.8m～2.2m，气流组织所需机柜顶面至吊顶距离一般为400mm～800mm，取平均值，机房净高不宜小于2.6m。

三级医院内B级信息机房距离停车场不宜小于10m，距离铁路或高速公路不宜小于100m，距离飞机场不宜小于1600m。信息机房楼地面等效均布活荷载≥4.5kN/m2，免维护电池室容量

（二）人流、物流及出入口

机房宜单独设置出入口；有人操作区域和无人操作区域宜分开设置；机房通道宽度及门的尺寸应满足设备和材料（大型设备如精密空调、UPS机柜等）的运输要求，建筑入口至主机房的通道净宽不应小于1.5m；为减少人员将灰尘带入机房，可根据实际需要在机房主入口设置更衣间，条件不具备时可设置更衣柜。

（三）防火、疏散及安全

电子信息系统机房的防火设计应符合《建筑设计防火规范》GB50016或《高层民用建筑设计防火规范》GB50045的相关要求，其耐火等级不低于二级，且不低于建筑主体的耐火等级。A级或B级电子信息系统机房，当位于其它建筑物内时，考虑其安全性，主机房与其他部位之间应设置耐火极限不低于2h的隔墙，隔墙上的门应采用甲级防火门。

面积大于100m2的主机房安全出口不应少于两个，且分散布置，宜将门设置在机房的两端；门应向疏散方向开启且能自动关闭，并保证在任何情况下都能从机房内打开。

主机房的顶棚、壁板（包括夹芯材料）和隔断应为不燃烧体。

另外，设置在首层的机房的外门外窗应采取安全措施，根据机房的重要性，可设置警卫室或保安设施。

（四）室内装修

信息机房的室内装修，应选用气密性好、不起尘、易清洁、符合环保要求，在温度和湿度变化作用下变形小且具有表面静电耗散性能的材料，不得使用强吸湿性材料及未经表面改性处理的高分子绝缘材料作为面层。顶棚与墙面应涂不起灰、浅色、无光涂料。

机房地面铺设防静电活动地板时，活动地板的高度应根据电缆布线和空调送风要求确定，并应符合下列规定：

第一，只做电缆布线使用时，地板高度不宜小于250mm，活动地板下的地面可采用水泥砂浆抹平；

第二，既作为电缆布线，又作为空调静压箱时地板高度不宜小于400mm，活动地板下的地面应采用不起尘、不易积灰、易清洁的材料，楼板或地面应采取保温、防潮措施，地面垫层宜配筋，维护结构宜采用防结露措施。

三级医院内B级信息机房的主机房不宜设置外窗，当设置外窗时应采用双层固定窗，并具有良好的气密性。UPS系统的电池室设有外窗时应避免阳光直射。

四、医院信息机房的电气设计

（一）机房供配电

医院信息机房负荷等级应根据《供配电系统设计规范》GB50052-2009及《电子信息系统机房设计规范》GB50174-2008中的规定。

1.医院各类信息机房负荷分级及供电要求：

A级信息机房应按一级负荷中的特别重要负荷供电，应由双重电源供电，当一电源发生故障时，另一电源不应同时受到损坏，还应配备柴油发电机作为备用电源，当市电发生故障时，后备柴油发电机应能承担全部负荷的需要；

B级信息机房应按一级负荷供电，应由双重电源供电，当一电源发生故障时，另一电源不应同时受到损坏，当供电电源不能满足要求时，应设置后背柴油发电系统；

C级信息机房应按二级负荷供电，宜由两回路供电。

后备柴油发电机燃料储存量，A级机房要求72小时，B级机房要求24小时。

2.医院信息机房内精密空调系统应采用放射式供电，A级、B级机房精密空调系统按一级负荷供电，双重电源末端切换。

3.医院信息机房内信息设备供电的电源质量要求，见表1。

为保证供电质量，电子信息设备应由不间断电源系统UPS供电。UPS系统应有自动和手动旁路装置。确定UPS系统基本容量时应留有余量，一般可按不小于电子信息设备计算负荷的1.2倍选取，且UPS系统备用时间不小于15min。

当输出端N线与PE线间电位差不能满足要求时，宜配备隔离变压器。

4.用于信息系统机房内的电子信息设备与动力设备的UPS系统应由不同回路配电。电子信息设备的配电应采用专用配电箱（柜），专用配电箱（柜）应靠近用电设备安装，且宜配置浪涌保护器、电源检测和报警装置，并应提供远程通信接口。实际设计中，除电子信息设备设专用配电箱（柜）外，精密空调、检修等用电可合设一个配电箱（柜）。需特别注意的是，由于荧光灯容易对电子信息设备造成电磁干扰，信息机房内的照明电源不应引自电子信息设备配电盘，可就近引自防火分区内应急照明箱。

5.线路敷设。敷设在隐蔽通风空间的低压配电线路应采用阻燃铜芯电缆，电缆应沿线槽、桥架或局部穿管敷设；当配电电缆线槽与通信电缆线槽并列或交叉敷设时，配电电缆线槽应字下方。配电线路的中性线截面积不应小于相线截面积，单相负荷应均匀分配在三相线路上。

（二）机房照明

工作区域内一般照明的照度均匀度不应低于0.7，一般显色指数要求不低于80。

1.照度标准值要求：

服务器设备区、网络设备区、存储设备区、监控中心、测试区、打印室：500lx；

进线间、备件库：300lx。

2.统一眩光值UGR要求：

服务器设备区、网络设备区、存储设备区、备件库：22；

进线间：25；

监控中心、测试区、打印室：19。

3.机房内不应采用0类灯具；采用Ⅰ类灯具时，灯具PE端子必须与PE线可靠连接。信息机房的照明线路宜穿钢管暗敷或在吊顶内穿钢管明敷。

4.机房应设置通道疏散照明级疏散指示标志，主机房通道疏散照明照度值不应低于5lx，其他区域不应低于0.5lx。

（三）机房接地、静电防护

机房的防雷和接地设计应满足《建筑物防雷设计规范》GB50057和《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343的有关规定。

对电子信息设备进行等电位联结是保障人身安全、保证电子信息系统正常运行、避免电磁干扰的基本要求。等电位联接是静电防护的必要措施。电子信息系统机房内所有设备金属外壳、各类金属管道、金属线槽、建筑物金属结构等必须进行等电位联接并接地。

1.主机房和辅助区的地板或地面应由静电泄放措施和接地构造，防静电地板、地面的表面电阻或体积电阻值应为2.5×104 ～1.0×109Ω，且应具有防火、环保、耐污耐磨性能。主机房和辅助区中不使用防静电活动地板的房间，可铺设防静电地面，其静电耗散性应长期稳定，且不应起尘。

2.静电接地的连接线宜采用焊接或压接。当采用导电胶与接地导体粘结时，其接触面积不应小于20cm2。

3.保护性接地和功能性接地宜共用一组接地体，其接地电阻值应按其中的最小值确定。对功能性接地有特殊要求需单独设置接地线的电子信息设备，为防止干扰，接地线应与其它接地线绝缘；为减少环路电压，供电线路与接地线宜同路径敷设。

4.对于C级机房中规模较小的机房可采取S型（星型结构、单点接地）等电位联结方式。

5.A级、B级或规模较大的C级机房可采用M型或SM混合型等电位联结方式。主机房应设置等电位联结网格，网格四周设置截面不小于50mm2的铜带或裸铜线形成的等电位联结带，并应通过等电位联结导体将等电位联结带就近与接地汇流排、各类金属管道、金属线槽、建筑物金属结构进行连接。每台电子信息设备（机柜）应采用两根不同长度的等电位联结导体就近与等电位联结网格连接。网格应采用截面不小于25mm2的铜带或裸铜线，并应在防静电活动地板下形成边长0.6m～3m的矩形网格，一般形成600mm×600mm网格，紫铜带网格可压在架空地板支柱下。

（四）机房布线

承担信息业务的传输介质（包括设备缆线、跳线和配线设备）应采用光缆或六类及以上等级的对绞电缆，传输介质各组成部分的等级应保持一致，并应采用冗余配置。

机房存在下列情况之一时，应采用屏蔽布线系统、光缆布线系统或采取其他相应防护措施：无线电、电磁场干扰不满足要求时；银行、安全部门、军队等网络有安全保密要求时；安装场地不能满足非屏蔽布线系统与其他系统管线或设备的间距要求时。

缆线采用线槽或桥架敷设时，考虑检修、理线、通风的要求，线槽或桥架的高度不宜大于150mm。

（五）安全防范系统

安全防范系统由视频安防监控系统、入侵报警系统和出入口控制系统组成，各系统之间应具备联动控制功能。紧急情况时，如发生火灾时，出入口控制系统应能接受相关系统的联动控制而自动释放电子锁。

（六）环境和设备监控系统

具体信息机房环境要求，见表2。环境和设备监控系统宜采用集散或分布式网络结构，系统应易于扩展和维护，并应具备显示、记录、控制、报警、分析和提示功能。机房专用空调、柴油发电机、不间断电源系统等设备自身硬配带监控系统，监控的主要参数纳入设备监控系统，A、B级信息机房主机的集中控制和管理宜采用KVM切换系统。

五、消防

主机房建筑面积大于等于140m2的电子计算机机房内的主机房和基本工作间的已记录磁（纸）介质库宜采用气体灭火系统；A级机房应采用洁净气体灭火系统；B级机房的主机房及A、B级机房的配电室、UPS室，宜设置洁净气体灭火系统，也可采用高压细水雾灭火系统；C级机房可设置高压细水雾灭火系统或自动喷水灭火系统，自动喷水灭火系统宜采用预作用系统。凡设置洁净气体灭火系统的主机房，应配置专业空气呼吸器或氧气呼吸器。

医院内电子信息系统机房应设置火灾自动报警系统。机房采用水喷雾或气体灭火系统时，防护区用的空调机、通风机、排烟机、及其管道中的防火阀应自动关闭，确认火灾扑灭后方可启动排烟机排烟，系统应具有自动控制、手动控制和应急操作三种控制方式，报警区域内应设置两种火灾报警探测器，且火灾报警系统应与灭火系统联动。

医院电子信息机房内安装有高压细水雾灭火系统、空调机和加湿器的房间，地面应设置挡水和排水设施。

六、结束语

结合现有综合医院信息机房存在的问题和使用需求，设计中应首先注意先进性，医院信息机房设计应本着先进与实用的原则，把现有的较先进技术与成熟技术结合起来，充分考虑医院未来的发展空间；其次，实用性，要充分考虑医院现有的经济实力等因素，在满足实际使用需求的情况下，考虑系统造价；第三，灵活性，选择系统时，应注意选择一些标准化的开放式的系统，方便各个系统间互联以及后期系统增容等。 （编辑 刘鲁）

参考文献

[1]GB50174-2008.电子信息系统机房设计规范[S].北京：中国计划出版社，2008

[2]曹涛，张蕾.综合医院智能化系统设计[J].智能建筑电气技术，2010（6）