数字化医院与机房建设标准

数字化医院与机房建设原则

——中国科学院计算拉龙研究所副研究员黄群骥

有关数字化医院的I内容，我来为大家重点简介医院机房建设的重要

性和与之有关日勺机房建设日勺原则。医院信息化应用对应到机房之中就

是IT'业务应用系统；支撑IT'业务应用系统的，是软件的操作系统；而

操作系统赖以运行的基础是一系列的硬件系统，也就是网络互换机、

服务器等设备。这些系统在机房平台搭建起来的过程就是我要简介的

一一机房的建设。

医院机房建设的特点

医院日勺机房建设有某些独特之处。

医院中有四种形式日勺机房。首先，医院肯定有一种中心机房，或者

叫数据中心、信息中心；此外，还会有某些承担智能建筑控制工作时

设备问，以及安保、消防等机房和专业机房。其中专业机房一般规定

特殊设计、特殊施工，因此习惯意义上日勺机房包括前三种。《北京市

医院信息系统建设指南》中对不一样规模的医院需要建设的信息中心

的面积给出了指导。对于职工少于100人日勺、比较小的医院来说,100m2

如下口勺信息中心就可以满足需求；中大型医院则也许规定信息中心口勺

面积到达上千平方米。目前我看到的医院日勺机房相对来说都比较小，

包括我在参与国管局组织日勺国家机关信息机房空调整能检查时中见到

的卫生部的几种机房，也都是很小的。这里需要提醒大家注意的是，

机房日勺面积是机房最基本H勺参数之一，它确实定是有章可依的I。《电

子信息系统机房设计规范》(GB50174—2023)虽然没有给出信息中

心面积规定日勺详细数值，不过给出了一种根据服务器的配置计算信息

中心面积的计算规则，如表1所示。以此为根据，我们不仅可以在懂

得大概的设备配置日勺状况下确定信息中心需要的面积；也可以在不懂

得设备配置的状况下使用规范中给出的近似值大体理解信息中心所需

日勺面积。

表1中心机房面积计算表

职T机房面积(人

数均)

<1001.0m2

200-20.5m2

50

400-50.4m2

00

150-60.2m2

000

机房的I建设当然要以应用需求为出发点。医院日勺业务应用有两个突

出的特点，其一是信息访问集中。医院的信息访问在门诊期间，尤其

是8点到11点间高度集中，其他时段相对比较少。我亲身感受过一次，

一种医院，HIS系统在高峰时段出现故障，导致挂号、交费等所有改

成手工进行，影响非常大，导致了很大的混乱。对于这种系统24小时

持续运作、门诊期间'业务量急剧增长、其他时段业务量明显减少口勺特

点，一定要在机房建设中予以对应的考虑。

第二个特点是调取资料的带宽规定高。老式出J无纸化医院相对来说

信息量比较小；不过一旦要实现无胶片化，信息量将是非常大口勺，对

带宽等各方面条件H勺规定都会大幅提高一一这是由图像传播的需求决

定的。近来在规划中的一种国土局的机房就是这样：本来的信息量不

大，机房很小，只有150m2；目前要实现国土资源图像信息日勺传播，

对带宽、机房的规定就很高了，规划面积到达了1200m2,一下子提高

了非常多。医院在由无纸化向无胶片化方向发展的过程中，也面临类

似的问题：无纸化医院需要传播、调阅的基本上只是文字记录，无胶

片化医院则需要传播、调阅大量的B超、CT、核磁共振检查的图片。

不仅如此，医院对这些检查图片H勺应用有一种重要的特点，那就是必

须使用无损压缩。这是由于很也许在一张很大的检查图片上，医生所

关注日勺东西，像是肿瘤的阴影等是很小日勺；假如对图片进行压缩的话，

反应这些东西的图像信息很也许在压缩过程中丢失，那么这张图片就

毫无意义了。这就决定了医院信息业务的特点：要真正实现数字化，

保证信息响应的及时，对带宽日勺规定就会很高。如表2、表3所示。

医院业务应用的特点决定了医院数据中心的特点：设备集中、密度

大，并且因此导致了热负荷也很大；可靠性规定非常高；数据流波峰

非常明显。此外，我看过H勺几种医院机房都存在维护人员缺乏日勺问即。

这里H勺维护人员不是指软件维护人员，而是指机房维护人员。目前诸

多机房基本上都是由软件维护值班人员代管机房的维护。实际上软件

维护人员对机房H勺诸多设备并不十分理解，发现问题时只能向上汇报

而没有措施处理。

表2常见医学图像数据量和传播时间表

图像类常用辨单幅每每次「，兆「兆

别别率图片次检检查网传播网传播

查

大小数据时间时间

图量(s)(s)

片数

US(黑512X25625MB0.80.08

白）512X8bitkB0

US(彩512X768215M2.40.24

色）512X24bitkB0B

CT512X512525M40.4

512X12bitkB0B

MRI512X512840M6.40.64

512X12bitkB0B

CR/DR2048X10M216M2.60.26

2048XBB

12bit

NM（核128X32k51.50.240.02

医学）128X12bitB0MB

电镜512X76821.50.240.02

512X24bitkBMB

表3CT图像传播时间表

带宽110100

00MOOM00M

1名医生读取时40.40.04

间SSs

20名医生读取>>11〜2

时间80s0ss

机房建设国标

接下来选用与机房建设有关的国标中的某些内容，为大家重点简介,

以便使大家对机房建设中存在日勺某些问题提起注意。先是机房工程资

质的I问题，这是一种建设方面日勺问题。目前，建设机房工程日勺合格的

施工资质重要有三个：建设部的建筑智能化工程和电子工程，以及信

息产业部的系统集成。拥有这三个资质之一日勺施工单位是可以做机房

工程。在机房建设工作中最常见到的不合格的资质是机电设备安装工

程和建筑装修装饰工程。

机房工程包括电气、空调新风、综合布线、集中监控、防雷、消防、

装饰装修几部分内容。电气和空调新风是其中最重要H勺两项，是支撑

机房出J最重要W、J系统；综合布线、集中监控对机房使用效率W、J提高起

着非常大的作用；防雷和消防系统的建设是我国的强制规定；把这些

系统所有连接在一起，使之成为一种整体日勺就是装饰装修。这里要重

点讲一下集中监控系统。前面提到过，目前医院机房普遍存在值班人

员缺乏日勺问题；集中监控系统可以承担大部分时机房管理工作、维护

工作，从而大幅减轻值班人员日勺管理工作压力，因此己经成为一般机

房的原则配置。针对这种状况，-一种新日勺机房规范正在编制之中。

目前，已经实行和在编的，与机房工程有关日勺国标一共有六个。作

为所有原则编写工作的参与者，我在此为大家简朴简介一下这些原则。

《电子信息系统机房设计规范》(GB50174—2023)和《电子信息系

统机房施工及验收规范》(GB50462—2023)都是2023年颁布，2023

年6月1口开始实行的两个很重要日勺机房建设规范，其中《电子信息

系统机房设计规范》要重新修编一一这重要是由于机房红业的发展非

常快，其产值已由三百多亿元跃升到了四百二十亿元；而这个原则从

2023年就开始编写，编写跨度很大。修编后来，这个原则也许会更名

为“数据中心设计规范”。《计算机场地通用规范》（GB2887）、

《计算站场地安全规定》（GB9361）是正在报批中两个规范。在编

的规范也有两个：《电子信息系统机房环境检测原则》和《数据中心

综合监控系统工程技术规范》。目前在机房检测中存在着同一•种机房

由不一样的人检杳，得到的技术参数，甚至结论都不一样的J问题：而

这重要是由于《电子信息系统机房施工及验收规范》里界定得不细。

针对这种问题，《电子信息系统机房环境检测原则》中将给出一系列

的指标，以保证不一样人员检测同一机房日勺成果会是一致的。《数据

中心综合监控系统工程技术规范》就是刚刚提到的波及集中监控系统

的原则。它的编制有很重要的意义：目前开发集中监控系统的厂商诸

多，各厂商的系统接口不统一，彼此不能兼容，导致了反复挥霍；假

如可以促使各厂商日勺系统的接口实现统一，可以大大提高应用的灵活

性一一目前在选用了一种厂商日勺系统之后，想要再换用其他厂商日勺系

统非常不便，只能推倒重来，投资成本挥霍太大；而各厂商的系统的

接口实现统一之后，这些问题就不存在了。此外，有必要简介一下《数

据中心基础设施建设原则》（TIA942）,这是目前唯一叫数据中心建

设方面日勺国际原则，对我国有关规范日勺编制有很重要日勺借鉴意义一一

我们的原则中的某些数据就是直接引用自它的。

接下来简介一下数据中心建设中日勺几种重要日勺概念。首先是基本需

求，N,它的定义是系统满足基本需求，没有冗余。接下来是冗余，冗

余是有程度的，我们用N+X来表达冗余的程度一一X=1时为最低冗余,

X=N-1时为最高冗余。而X=N就是容错的概念。容错也是有程度出J,

也也许到达3N,但到目前为止我还没有见过到达3N的系统，由于这

样的系统造价太贵。

这些概念都是贯穿在《电子信息系统机房设计规范》一直的，同机

房分级有很大的关系。《电子信息系统机房设计规范》把机房提成了A、

B、C三级，A级对应容错，B级对应冗余，C级对应基本需求。国际

原则TIA942把机房提成了4级，与我们日勺A、B、C三级时对应关系

是：1级与C级直接对应；2级与B级基本上保持一致；4级对应A

级，两者也是基本上一致的。TIA942中的4级的规定比我们口勺A级

的规定高一点，这是由于4级提出日勺某些规定在我国满足不了。我们

的三级体系中没有一种级别跟TIA942中的3级存在对应关系，这是

由于3级日勺规定跟我们的一条原则，即所有机房的信息系统都必须通

过UPS供电存在分歧。不过从目前实际检查机房区I状况来看，这一级

的机房实际上是存在的，因此新的规范里也许会新增一种B+级。

分级的I目日勺是为了对可用性加以区别。C级口勺可用性为99.67%,A

级的可用性为99.995%；而从C级到A级，造价大概增长了4倍，因

此在决定与否建设A级机房时，应当认真考虑造价日勺问题。医院机房

很少有到达A级口勺，一般都是B级，并且由于高峰时段的可靠性规定

非常高，因此处在B级中可用性相对比较高的位置上。对机房级别的

定位应参照其承载日勺应用：只是使用了办公自动化系统日勺医院，其机

房日勺可靠性规定不高；但假如要将HIS系统等接入信息系统日勺话，机

房的J可靠性规定就比较高了。如表4所示。

表4机房级别与可用性对应关系表

TIA可B年停机

942用性标

时间(h)

级别(级

%)别

499.A0.438

995(26min)

399.1.752

98

299.B21.9

75

199.C28.908

67

机房选址是机房建设最基础，也是最主线的一项工作。在这方面,

我们有诸多经验教训：由于选址不理想导致成本大幅增长，并且机房

建设的效果仍然不能令人满意。这样的问题在医院中体现得尤其突出,

这与信息中心目前在医院里的地位还不高、还不大受重视的状况有很

大关系。这种状况的改善需要一种过程。据我理解，诸多行业中都存

在类似的状况：机房建设由基建部门牵头，但伴随信息化水平的提高，

逐渐发现由于基建部门不理解应用，由基建部门负责机房的建设会带

来诸多问题，才理解到机房工程并不是单纯的建设、建筑领域的事物。

目前已经有诸多行业逐渐变化了原有的观念和操作模式，改由信息部

门牵头进行数据中心的建设，基建部门予以配合。在这样的模式下建

设的数据中心使用起来是非常以便的。

在医院大楼建好之后，就要明确机房建设的详细规定。例如将机房

设置在大楼的第几层一一在这个问题上，首先要考虑的原因之一就是

要以便设备的运送。机房中的设备大多是很粗笨的，运送不便；此前

曾经发生过机房建好了才发现设备运不上去，最终不得不拆墙，甚至

把新设备切割开，搬进机房之后再重新焊接的状况。因此在机房建设

阶段就对设备运送的问题加以考虑。又如在管线敷设方面，需要考虑

到机房环境是恒温恒湿的，空调管线过长会导致效率减少的问题。再

例如，需要考虑雷电感应的问题。雷电感应问题一般考虑的是直击雷，

也就是大楼被雷电直接打中的状况。信息设备是娇贵的，假如对雷电

感应的防护做得不好，很轻易因雷电感应而损坏。一般而言，楼层越

高雷电感应越强，因此机房不适宜设在高层。此外，构造荷载也是必

须要考虑的问题。机房里的设备都很重，机房的承重大概是办公室承

重的四到五倍，因此机房对构造的规定就非常高。基于以上几方面的

考虑，机房一般设置在大楼的二层或裙楼的中间层。不设在一层重要

是为了防止水淹、虫害：不设置在顶层重要是由于顶层存在漏雨的风

险，同步不利于节能。顶层波及防水工程的问题，我国防水工程的合

格原则是两年不漏，而机房一般会使用八年到十年。这样一来，假如

将机房设置在顶层，机房将会在很长的时间里面临被水淹的危险。此

外，将机房设置在顶层，太阳暴晒的热量会直接传入机房，影响机房

的节能。机房空调的室外机的放置问题也是机房建设过程中非常需要

注意的。目前新建的建筑中，高楼，尤其是独栋的高楼占了很大的比

例。在高楼的中间层建设机房的时候，机房空调的室外机的挂装难度

很高。在这方面，医院的状况相对好些。

机房W、J层高也是机房建设过程中需要考虑的重要问题一一一定意

义上来说，机房口勺层高决定了机房的使用年限。国标规定机房口勺净高

是2.6m,这个净高指的是吊顶下到地板上的距离。机柜的高度大概是

2m；考虑到照明、回风的I问题，机柜上要留出600mm日勺空间。地板

下，假如要走线口勺话，目前规定高度至少是400mm；顶上要回风，高

度最小要到达200mm。这样算下来，机房的I梁下高度大概要保证有

3.2m。国标的参数是底线，可以不小于，不能不不小于，因此3.2m

的梁下高度是建设机房的最低规定。建筑专业所讨论日勺一般是层高，

在计算层高的时候必须在梁下高度上加上大梁高度和楼板厚度，如图1

所示。

此前机房里出现的问题，大部分都是电气方面W、J问题；目前大部分

的问题都是空调方面的问题一一温度、湿度，尚有气流H勺问题。根据

我们日勺调查，数据中心的故障大概有二分之一以上是空调方面日勺问题

引起口勺。在这方面，除了要注意医院的机房大多属于B级机房，根据

国际原则的规定，应当选用专业空调之外，最重要日勺问题，就是对冷

热通道技术的应用。目前，冷热通道技术是从管理的角度来看，既能

实现节能，又适合使用的最理想的现代技术。冷热通道技术日勺关键是

设备H勺摆放要符合热力学原理。简朴地说，就是设备要面对面、背对

背地摆放，以面对面的通道为冷通道。这样可以使机房设备所有通过

冷通道吸冷风，将热风吹到热通道，从而提高机房的降温效果，实现

节能。尽管只要进行这样一项看似简朴的改造，就能收到明显口勺节能

效果；不过机房里日勺设备一旦摆好，想要换个位置可是很困难日勺一一

机柜上接满了线头，让机柜调头是非常复杂的工程。因此一定要在机

房的设计阶段，以及在既有机房中增长设备之前就考虑好这个问题，

把机柜摆好。

机房供配电日勺几种规定需要大家提起注意：一是机房要由专用时变

压器或者专用的回路供电，以保证机房供电日勺可用性；二是机房低压

配电系统不能采用TN-C系统；尚有电子信息系统应由不间断电源系

统供电，机房里所有的设备都要由UPS供电，机房内的动力