Připravenost nemocnic na výpadky elektrické energie

ABSTRAKT:

Proto tento výzkum klad důraz na vytyčení silných a slabých stránek vsystému připravenosti zařízení na výpadky elektrické energie. Vytyčení příležitostí a hrozeb, které je důležité postihnout a využít vposílení zařízení. Pro získání dat byl využit strukturovaný rozhovor, který se uskutečňoval vzařízení. Dotazy směřovaly na současný stav připravenosti. Kvyhodnocení byla použita operační analýza, jako jedna zmetod rizikového inženýrství. Výsledky této analýzy slouží kvypracování návrhu řešení krizové situace – výpadek elektrické energie vJihočeském kraji a návrhu na posílení připravenosti na výpadky elektrické energie u všech zařízení nacházející se vČeské republice.

Klíčová slova: připravenost, výpadek elektrické energie, nemocnice, kvantitativní analýza, operační analýza

ABSTRACT:

The important role of crisis management is the definition of strengths and weaknesses. Therefore, in this research was on identifying strengths and weaknesses in the system of preparedness to power outages. Laying out the opportunities and threats that it is important to capture and utilize in enhancing devices. To obtain the data was used structured interview that were made for the device. Questions directed at the current state of readiness. To evaluate the operational analysis was used as a method of risk engineering. The results of this analysis are used to draft a solution to the crisis - lack of electric power in the South Bohemian Region and a proposal to strengthen preparedness for power outages on all equipment located in the Czech Republic.

Key words: preparedness, power outage, hospital, quantitative analyze, operation analyze

Úvod

Při bližším zkoumání dopadů výpadků elektrické energie zjistíme určité všeobecné dopady na jednotlivé oblasti lidského života. [3, 4] První důležitou oblastí jsou samotné dopady na životy a zdraví osob. Vdůsledcích výpadků elektrické energie se předpokládá přímé ohrožení života a zdraví provozního personálu, který zajišťuje chod jednotlivých částí elektrizační soustavy. [8] Vprůběhu likvidování krizové situace na úrovni elektrizační soustavy dochází kohrožení života a zdraví pracovníků likvidujících následky poškození soustavy. Vdalší fázi dochází kohrožení obyvatelstva vdůsledku omezení nebo přerušení dodávek energií. Největší ohrožení se dá očekávat hlavně vzdravotnických zařízeních, ústavech sociální péče a jiných. Další ohrožení vdůsledku sekundárních krizových situací jako jsou narušení dodávek pitné vody, vznik epidemií, narušení dodávek tepla apod. [3, 9, 11]

Vprůběhu výpadku elektrické energie se dále uvažuje o poškození nebo zničení majetku jak movitého, tak nemovitého. Dochází kpoškození životního prostředí vdůsledku vzniku sekundárních dopadů. Vdůsledku rozsáhlého výpadku elektrické energie se musí zajistit bezpečnost občanů a vzniká riziko omezení nebo znemožnění plnění mezinárodních smluvních závazků, které Česká republika má vůči jiným nadnárodním organizacím. Pro mnoho subjektů by vznikla nemožnost plnění obchodních závazků se zahraničím. Ztoho vyplývají velké ekonomické důsledky snarušením či celkovým ochromením hospodářského vývoje na dlouhou dobu. [10]

Dá se předpokládat, že nejpostiženějším obyvatelstvem budou ti, kteří jsou odkázáni na pomoc druhých. Lidé takto závislí se nacházejí vnemocnicích, sociálních a školských zařízeních. Je nutností, aby tato zařízení byla na výpadky elektrické energie připravena a mohla pokrýt alespoň základní chod zařízení a poskytovat potřebnou péči klientům. Na počátku je nutné zjistit stav připravenosti jednotlivých zařízení a na základě této skutečnosti navrhnout potřebné kroky ke zlepšení situace vpřipravenosti jednotlivých zařízení. [5, 6, 7]

Metodika a cíl

Vzhledem ktomu, že nebylo možné použít pro hodnocení připravenosti nemocnic experimentální metody, byla zvolena komparativní analýza. Cílem analýzy bylo zjistit stav připravenosti jednotlivých zdravotnických zařízení vJihočeském kraji, na výpadky elektrické energie. Při posouzení byly stěžejní ty parametry, které vyplývají z elektroenergetického zabezpečení jednotlivých budov. Vyhodnocením strategicky významných prvků nouzového zásobování elektrickou energií lze posoudit připravenost zařízení na výpadky elektrické energie. Celkem bylo strukturovanými rozhovory sodborníky, zabývajícími se nouzovými dodávkami elektrické energie stanoveno vjednotlivých zařízeních 12 prvků ve třech významných okruzích (viz tabulka č. 1)

Na území Jihočeského kraje se nachází celkem sedm okresů (České Budějovice, Český Krumlov, Písek, Strakonice Tábor, Jindřichův Hradec a Prachatice). Pro účely výzkumu a lepší orientaci vsociálních zařízeních, bylo ponecháno rozčlenění na okresy. VJihočeském kraji se nachází celkem 8 nemocnic, kde zřizovatelem je Jihočeský kraj. Jedná se o nemocnice České Budějovice, Český Krumlov, Prachatice, Písek, Strakonice, Tábor, Jindřichův Hradec a Dačice. Vzhledem ktomu, že nebylo možné použít experimentální metody, byla zvolena komparativní analýza. Cílem analýzy bylo zjistit stav připravenosti jednotlivých sociálních zařízení vJihočeském kraji, na výpadky elektrické energie. Při posouzení byly stěžejní ty parametry, které vyplývají z elektroenergetického zabezpečení jednotlivých budov. Vyhodnocením strategicky významných prvků nouzového zásobování elektrickou energií lze posoudit připravenost zařízení na výpadky elektrické energie. Celkem bylo strukturovanými rozhovory sotevřenými otázkami sodborníky, zabývajícími se nouzovými dodávkami elektrické energie vjednotlivých nemocnicích stanoveno 12 prvků ve třech významných okruzích (viz tabulka 1). Strukturovaný rozhovor byl vybrán pro vyšší komfort než samotný dotazník, kdy jde o velmi precizní techniku výzkumu přinášející velmi kvalitní výsledky. Dotazníky neposkytují odpovědi na hlubší poznatky ohledně nouzových dodávek elektrické energie vnemocnicích, a proto byla tato technika vyloučena. Stanovené prvky charakterizují nouzový chod nemocnice během výpadku elektrické energie a jejich tzv. nouzovou připravenost. Nouzová připravenost je schopnost nemocnice fungovat vomezeném množství. Bez základních prvků, jako jsou dieselagregáty a UPS zařízení není provoz nemocnic možný a bez těchto dvou nejvýznamnějších prvků by nouzový chod nemocnic nebyl. Nemocnice by byla vyřazena z chodu a tzv. by zhasla.

Tabulka 1 Prvky nouzového zásobování elektrickou energií

Zdroj: zpracováno autorkou na základě sběru a analýzy dat

Strukturované rozhovory byly provedeny po souhlasu top managementu zařízení se 7odborníky zabývající se nouzovým zásobováním elektrickou energií ve zkoumaných zařízeních. Pro provedení strukturovaných rozhovorů bylo odborníky provedeno ohodnocení jednotlivých prvků nouzového zásobování dle důležitosti a významnosti prvků. Preference jednotlivých prvků vyplývají zdůležitosti zabezpečení zařízení před výpadky elektrické energie a jsou stanoveny podle následujícího vztahu: náhradní zdroje elektrické energie (prvky P1 až P4) > technická podpora vzařízení (prvky P5 až P8) > materiální podpora vzařízení (P9 až P12).

Výsledky a diskuse

Při šetřeních uskutečněných vnemocnicích vobdobí prosinec 2012 – červen 2013 (délka sběru dat kontaktní formou trvala díky neochotě některých nemocnic spolupracovat a domluva schůzky byla komplikovaná, 7 měsíců), byla hlavní pozornost soustředěna na vybrané prvky nouzového zásobování P1 – P12, které byly poté rozděleny do třech kategorií. První kategorie obsahuje prvky P1 - P4 řešící náhradní zdroje elektrické energie tzn. dieselagregát v zařízení (P1), UPS nebo nabíjecí místnost akumulátorů (P2), elektrocentrála (P3) a zásoba pohonných hmot na 1den (P4), druhá kategorie obsahuje prvky P5 – P8, která řeší technickou podporu a poslední třetí kategorie prvků P9 – P12 řeší materiální podporu (viz tabulka 1). Připravenost zdravotnických zařízení – nemocnic lze statisticky vyhodnotit dle první kategorie prvků, neboť zde byly zjištěny výrazné rozdíly ve vybavení mezi jednotlivými nemocnicemi. Vostatních kategoriích nebyly u nemocnic shledány významné rozdíly, a proto nebyly tyto prvky statisticky hodnoceny.

Zhlediska připravenosti nemocnic na výpadky elektrické energie bylo zjištěno, že prvky P1-P4 jsou natolik významné, že během jejich absence by celá nemocnice zkolabovala a její nouzový provoz by nebyl možný (základní operace, ambulantní péče, významná oddělení jako novorozenci apod.). Čím více dieselagregátů a UPS zařízení nemocnice má tím je schopna poskytovat péči na více oddělení najednou a tím méně je ochromen chod nemocnice. Prvky P5-P8 jsou prvky, které musí dodržet každá nemocnice. Vycházejí zČSN 33 2140 – Elektrický rozvod v místnostech pro lékařské účely, a pokud je musí dodržet každá nemocnice, nelze proto podle nich statisticky hodnotit stav připravenosti jednotlivých nemocnic. Prvky P9-P12 jsou prvky, které zhlediska chodu nemocnic během výpadku elektrické energie, nehrají velkou roli. Během výpadku elektrické energie je důležitě pro orgány krizového řízení, aby nemocnice, měly zabezpečený chod technicky což poskytují prvky P1-P4, proto jsou tyto prvky statisticky hodnoceny. Statistické šetření proběhlo po konzultaci se statistikem.

V tabulce 2 jsou vymezeny jednotlivé prvky vsystému nouzových dodávek elektrické energie. Operační analýza byla aplikována na prvky P1 – P4 a získané výsledky pak umožnily stanovit nemocnici, která je nejlépe připravena na výpadek elektrické energie a následný provoz s nouzovými dodávky elektrické energie. Prvky P5 – P12 byly hodnoceny pouze hodnotami 0/1 vyjadřujícími, zda je daný prvek vjednotlivých nemocnicích řešen či nikoliv.

Na základě výsledků předchozího šetření byly prvkům nouzového zásobování elektrickou energií přiřazeny odpovídající hodnoty pro danou nemocnici.

Hodnoty pro prvek P1 – dieselagregát vzařízení, byly přiřazeny na základě zjištění, že se v posuzovaných nemocnicích nachází dieselagregáty s 5 různými celkovými výkony, a to 1483 kW, 400kW, 320kW, 272kW a 160kW. Dieselagregátu s nejvyšším celkovým výkonem byla přidělena hodnota 100 a hodnota 20 dieselagregátu s nejnižším celkovým výkonem.

Prvek P2 – UPS či nabíjecí místnost akumulátorů seve zkoumaných nemocnicích nachází v počtech 37, 10, 8, 4, 3 a 1 ks. Nejvyšší hodnota 100 byla přidělena nemocnici mající 37 ks těchto prvků a nejnižší hodnota 16,5 nemocnici s počtem prvků tj. 1 ks.

U prvku P3 – zásoba pohonných hmot vzařízení na 1 den, bylo zjištěno šest různých hodnot. V posuzovaných nemocnicích vydrží zásoba omezený počet hodin, tzn. 24, 20, 16, 12, 10 a 6 hodin. Výsledné hodnoty pro prvek P3 byly přiděleny v odpovídající škále od 100 (zásoba na 24 hodin) až po 16,5 (zásoba na 6 hodin).

Prvek P4 – elektrocentrála se vposuzovaných nemocnicích nachází vpočtech 3, 1 a 0 ks a hodnota 100 pro prvek P4 byla přidělena nemocnicím mající elektrocentrálu a hodnota 33 nemocnicím bez elektrocentrál.

DÍLČÍ VÝSLEDKY STATISTICKÉ ŠETŘENÍ NEMOCNIC JIHOČEKÉHO KRAJE

Tabulka 2 Přidělené hodnoty jednotlivým prvkům v posuzovaných nemocnicích

Zdroj: zpracováno autorkou na základě sběru a analýzy dat

Pozn.: u prvku P1 – P4 jde o bodovací metodu operační analýzy, u prvků P5 – P12 hodnota 1 znamená funkční prvek, hodnota 0 nefunkční prvek

Ideální varianta = 100 – 100 – 100 – 67 (České Budějovice)

Bazální varianta = 20 – 16,5 – 16,5 – 33 (Dačice)

Dílčí závěr

Zprovedeného šetření, které bylo provedené vnemocnicích Jihočeského kraje, bylo zjištěno, že všechny nemocnice disponují dieselagregátem. Konkrétní technické požadavky na zajištění nouzových dodávek elektrické energie stanovuje norma ČSN 33 2140 – Elektrický rozvod v místnostech pro lékařské účely, která je platná od roku 1986. Podmínky a požadavky vyplývající z normy jsou v nemocnicích Jihočeského kraje splněny. Vsoučasné dobějsou však energetické nároky na odběry elektrické energie mnohem větší a významně se změnilo technické technologické vybavení nemocnic včetně elektrických rozvodů. Nové poznatky o elektrických rozvodech ve zdravotnictví byly shrnuty vroce 2002 do normy IEC 60364-7-710, ale tato nebyla dosud zavedena do evropského systému a ani Česká republika ji do norem nezapracovala.

Každá nemocnice má minimálně jeden hlavní nouzový zdroj elektrické energie - dieselagregát. Všechny agregáty, které se vjednotlivých nemocnicích nachází, byly pořízené před 20 – 30 lety. Zprovedených konzultací senergetickými odborníky vyplynulo, že výhodou u starších agregátů je jejich relativní snadná a finančně nenáročná oprava vpřípadě závady a hlavní nevýhodou je nízká spolehlivost a to i přes četné zkoušky, které pobíhají vpravidelných týdenních intervalech.

Pro nouzové dodávky elektrické energie dieselagregáty jsou nutné dostatečné zásoby paliva - nafty. Bylo zjištěno, že zásoby nafty vnemocnicích jsou sice poměrně velké – zhruba na 6-12 hodin provozu, ale spotřeba, je vysoká,pohybuje od 30-100 l/hod vzávislosti na energetické potřebě nemocnice, ročním období a dalších faktorech. Kvalita nafty je stanovena vyhláškou č. 133/2010 Sb., o požadavcích na pohonné hmoty, o způsobu sledování a monitorování složení a jakosti pohonných hmot a o jejich evidenci (vyhláška o jakosti a evidenci pohonných hmot). Tato vyhláška doporučuje pro pohon dieselových agregátů, jako jsou záložní zdroje nemocnic, záchranných a hasičských sborů, použití pouze fosilní motorové nafty tzn. motorové nafty bez přídavku biopaliva, nejlépe arktické motorové nafty. Tento jakostní druh nafty není vČeské republice distribuci. Nemocnice nemají zajištěny přednostní zásobení pohonnými hmotami a všechny nakupují naftu u benzínových pump. Při rozsáhlém výpadku elektrické energie však nebude většina benzinových pump vprovozu. Všechny nemocnice Jihočeského kraje používají jako speciální nouzový zdroj elektrické energie zařízení UPS či staré nabíjecí stanice akumulátorů. Tato zařízení mají překlenout dobu mezi výpadkem elektrické energie od distribuční soustavy a dodávkami zdieselagregátu. Tyto nouzové zdroje by měly být dimenzovány na dodávky elektrické energie po dobu tří hodin. Dodávky však závisí na momentálním odběru oddělení a nelze přesně definovat časový horizont výdrže těchto zařízení.

Posuzování nemocnic metodou pořadí

Metodou pořadí byly prvky seřazeny od nejvýznamnějšího k nejméně významnému a takto uspořádaným kritériím byly přiděleny body dle důležitosti. Čím je prvek významnější, tím má větší hodnotu přiřazených bodů. Body byly přiřazeny ve spolupráci sodborníky zabývající se nouzovými dodávkami elektrické energie vnemocnicích. Ohodnocení proběhlo během strukturovaného rozhovoru s8 pracovníky nemocnic a jedním odborníkem na elektro-energetickou soustavu. Váhy byly stanoveny vydělením počtu přiřazených bodů celkovým počtem bodů. Výsledná váha 0,4 největší váhu a váha 0,1 nejmenší. Vrámci vícekriteriálního hodnocení byla použita Metfesselova alokace 100 bodů, kde se mezi jednotlivá kritéria rozděluje 100 bodů. Normované váhy jsou po té 100x menší než počet bodů.

Tabulka 3 Výpočet výsledných vah pro nemocnice

Zdroj: zpracováno autorkou na základě šetření

Po té je vypočítán skalární součin a výsledné hodnoty nám určují pořadí připravenosti nemocnic od nejlepší nemocnice 96,7 (České Budějovice) po nejhorší nemocnici 19,55 (Dačice) viz tabulka 4

Tabulka 4 Bodovací metoda s výsledky

Zdroj: zpracováno autorkou na základě šetření

Poté byl vypočítán skalární součin a výsledné hodnoty určily pořadí připravenosti nemocnic od nejlépe připravené nemocnice 96,7 (České Budějovice) až po nejméně připravenou nemocnici 19,55 (Dačice) na výpadek elektrické energie. Na základě bodovací metody operační analýzy bylo zjištěno, že nejlépe zajištěné nouzové dodávky elektrickou energií na základě přítomnosti náhradních zdrojů elektrické energie jsou nemocnice České Budějovice, jako krajská nemocnice, dále nemocnice Prachatice a nemocnice Strakonice.

ZÁVĚR

Pro zvýšení připravenosti nemocnic na dopady výpadku elektrické energie bude nutná postupná modernizace celého systému nouzového zásobování elektrickou energií. Výchozí etapou je zvýšení výkonnosti agregátů a obměna elektroinstalačních materiálů a elektrorozvodů. U starších nemocnic jsou zastaralé elektrorozvody, dimenzované na odběry před 30 lety, přitom dnešní požadavky na elektroinstalaci jsou podstatně vyšší. Vsoučasnosti vnemocnicích dochází kmodernizaci jednotlivých záložních zdrojů, tzn. přechodem znabíjecích místností akumulátorů na moderní UPS, které mají sofistikovanější přístup k zajištění okamžité energie na strategických odděleních.

Veškerá problematika výpadků elektrické energie je vnemocnicích řešena a koncipována na několikahodinové výpadky. Není připravenost na velký a rozsáhlý výpadek, který by postihl celý region a navazující komodity, jako je voda, teplo, plyn, potraviny a další. Zvýzkumu vyplývá připravenost nemocnic na několikahodinové výpadky, které by nemocnice zvládly. Výpadky trvající několik dní představují pro nemocnice spíše finanční problém. Pořizovací náklady na nové dieselagregáty jsou poměrně malé. Velké jsou již provozní náklady, které je třeba vynaložit na údržbu a provoz dieselagregátů.

Použitá literatura a informační zdroje

[1] Česko. Zákon č. 239/2000 Sb., o integrovaném záchranném systému (tiskový zákon). In Sbírka zákonů, Česká republika, 2000, částka 73, s. 3461-3474. Dostupné zWWW: http://aplikace.mvcr.cz/sbirka-zakonu/SearchResult.aspx?q=240/2000&typeLaw=zakon&what=Cislo_zakona_smlouvy

[2] Česko. Zákon č. 240/2000 Sb., o krizovém řízení (tiskový zákon). In Sbírka zákonů, Česká republika, 2000, částka 73, s. 3475-3487. Dostupné zWWW: http://aplikace.mvcr.cz/sbirka-zakonu/SearchResult.aspx?q=240/2000&typeLaw=zakon&what=Cislo_zakona_smlouvyList of power outages

[3] BREHOVSKÁ, L.: Ochrana obyvatelstva za krize způsobené narušením dodávek elektrické energie, Disertační práce, 2013, Univerzita obrany

[4] Leyland, B., Aucklad central bussiness district supply failure: the ministerial inquiry, Power Engineering Journal Dec. 1998 (Volume:12 , Issue: 6 ), 269 – 273, ISSN: 0950-3366

[5] Amin, M. ,North America's electricity infrastructure: are we ready for more perfect storms? Security & Privacy, IEEE Sept.-Oct. 2003 (Volume:1 , Issue: 5 ), 19 – 25, ISSn 1540 – 7993

[6] Hurricane Sandy New York 2012: Why Power Outages May Be Prolonged [online] NYC [cit. 2013-2-19 ] Dostupné zWWW: http://www.ibtimes.com/hurricane-sandy-new-york-2012-why-power-outages-may-be-prolonged-855640

[7] Irwin Redlener, M.D., and Michael J. Reilly, Dr.P.H., M.P.H., Lessons from Sandy — Preparing Health Systems for Future Disasters, N Engl J Med 2012; 367:2269-2271December 13, 2012DOI: 10.1056/NEJMp1213486

[8] Pourbeik, P. Kundur, P.S. ; Taylor, C.W., The anatomy of a power grid blackout - Root causes and dynamics of recent major blackouts, Power and Energy Magazine, IEEE Sept.-Oct. 2006(Volume:4 , Issue: 5 ), 22 – 29, ISSN: 1540-7977

[9 ]Interim Report – System disturbance on 4 november 2006[online] květen 2007 [cit. 2013-11-12 ] Dostupné zWWW: http://www.rvs.uni-bielefeld.de/Bieleschweig/ninth/SiekerB9Slides.pdf

[10] BREHOVSKÁ, L.: Blakout, časopis Kontakt 13 1/2011, s. 107-111. ISSN 1212-4117

[11] Chang, E.S., Timothy L. McDaniels, Infrastructure failure interdependencies in extreme events: power outage consequences in the 1998 Ice Storm, Nat Hazards ,2007, Volume 41, Issue 2 , pp 337-358, ISSN: 0921-030X

[12] John Freesea1c1, Neal J. Richmanda2, Robert A. Silvermana3, James Brauna2, Bradley J. Kaufmana2and John Claira2, Prehospital and Disaster Medicine, Prehospital and Disaster Medicine/ Volume21 / Issue06 /December 2006, pp 372-378