醫(yī)療建筑供配電設(shè)計(jì)的相關(guān)要點(diǎn)

鄭勇

（太原市建筑設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030002）

調(diào)查數(shù)據(jù)表明，我國(guó)的人口老齡化發(fā)展成為了不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)，因而社會(huì)各界越來(lái)越關(guān)注醫(yī)療養(yǎng)老問(wèn)題，醫(yī)療養(yǎng)老的需求使得我國(guó)各地都投入了更多的人力物力去建設(shè)大型醫(yī)療建筑與養(yǎng)老公寓設(shè)施。大部分政府會(huì)出臺(tái)一定的優(yōu)惠政策，以此激發(fā)建筑企業(yè)的參與興趣，使其能夠主動(dòng)加入醫(yī)療建筑的建設(shè)實(shí)踐中。然而相較于其他建筑，醫(yī)療建筑具有較多的不同之處，其施工質(zhì)量關(guān)系著病人這個(gè)特殊群體的生命安全，一旦出現(xiàn)問(wèn)題，必定會(huì)導(dǎo)致不可挽回的嚴(yán)重后果。特別是在醫(yī)療設(shè)備持續(xù)優(yōu)化升級(jí)的推動(dòng)下，醫(yī)療建筑要求供配電達(dá)到更高的技術(shù)水準(zhǔn)，從而大幅度提高供配電的安全性和穩(wěn)定性，更好的為病人提供服務(wù)。

1 醫(yī)療建筑對(duì)供配電的要求

醫(yī)療建筑不同于其他建筑，其對(duì)供配電的要求是更高的，與此同時(shí)，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的背景下，隨著醫(yī)療設(shè)備的不斷優(yōu)化升級(jí)，醫(yī)療建筑對(duì)供配電的特殊要求也在一直升高?，F(xiàn)階段，醫(yī)療建筑對(duì)供配電的要求主要涉及以下幾個(gè)方面：首先，因?yàn)獒t(yī)療建筑擁有龐大的日人流量，同時(shí)每天的物流量也同樣不小，使得醫(yī)療場(chǎng)所的供電系統(tǒng)在運(yùn)行的過(guò)程中主要包括三種供電需求，即一般負(fù)荷、重要負(fù)荷、應(yīng)急負(fù)荷。在這種情況下，醫(yī)療建筑的低壓配電系統(tǒng)不僅要與日常用電需求相符，并且還應(yīng)當(dāng)達(dá)到以上三點(diǎn)供電要求；其次，醫(yī)護(hù)人員在救治病人時(shí)，會(huì)運(yùn)用眾多的醫(yī)療設(shè)備，而運(yùn)行中的醫(yī)療設(shè)備是不允許中途斷電的，如果中途斷電造成醫(yī)療設(shè)備驟然停止，會(huì)嚴(yán)重威脅病人的生命安全的。因此，施工人員在設(shè)置醫(yī)療建筑的電源的過(guò)程中，需要為重要的醫(yī)療設(shè)備安裝備用電源，以此確保一旦發(fā)生意外斷電，可以及時(shí)恢復(fù)供電，為醫(yī)療設(shè)備的順利運(yùn)轉(zhuǎn)提供保障；再次，醫(yī)生通過(guò)醫(yī)療電氣設(shè)備為患者進(jìn)行診療時(shí)，會(huì)直接接觸病人的身體，所以為了進(jìn)一步確保病人的生命安全，醫(yī)療場(chǎng)所的供配電一定要可以有效防止出現(xiàn)宏電擊和微電擊的現(xiàn)象；最后，因?yàn)橐恍┽t(yī)療設(shè)備的精密程度比較高，所以對(duì)供電質(zhì)量的要求更為嚴(yán)格。在實(shí)踐中，工作人員應(yīng)當(dāng)以具體情況為依據(jù)應(yīng)用合理的方法予以處理。

2 科學(xué)設(shè)計(jì)供電方案

2.1 設(shè)計(jì)方案

以二、三級(jí)醫(yī)院舉例

第一種供電方案：主要使用專線供電的方式，從上級(jí)不同的城市區(qū)域高壓電網(wǎng)環(huán)網(wǎng)柜各引出一條電源，要求均為10kV，將這兩條電源充作彼此的備用電源，滿足兩路10kV高壓雙重電源供電要求。由此可見(jiàn)，一旦其中一條電源發(fā)生供電驟停的情況，另一條電源可以替代承擔(dān)醫(yī)療場(chǎng)所中的全部的二級(jí)負(fù)荷以上用電。如果兩路電源在同一時(shí)間出現(xiàn)供電停止的問(wèn)題，關(guān)乎病人的生命安全的重要場(chǎng)所，包括急診產(chǎn)房、重癥監(jiān)護(hù)室、早產(chǎn)兒室以及手術(shù)室、血透室等處的一級(jí)負(fù)荷轉(zhuǎn)為柴油發(fā)電機(jī)來(lái)進(jìn)行擔(dān)負(fù)。該供電方案要求當(dāng)?shù)氐墓╇姉l件達(dá)到較高的水平，而目前，我國(guó)部分供電條件較差的地區(qū)只有一個(gè)變電所，因此不能實(shí)現(xiàn)兩路專用電源。

第二種供電方案：采用一條10kV的專用電源，并且選擇柴油發(fā)電機(jī)來(lái)作為備用電源。由于不存在另一條10kV專用電源，若是常用電源發(fā)生停止供電的現(xiàn)象，此時(shí)將由柴油發(fā)電機(jī)來(lái)承擔(dān)全部的二級(jí)負(fù)荷以上的用電。在此方案中，要求柴油發(fā)電機(jī)的容量足夠大，不僅可以提供醫(yī)療場(chǎng)所內(nèi)的一級(jí)負(fù)荷用電，還能夠承擔(dān)二級(jí)負(fù)荷用電。然而柴油發(fā)電機(jī)的儲(chǔ)備箱油量會(huì)隨著其容量的增加而提高，一旦油量多于1m，此時(shí)工作人員應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)室外地埋油罐來(lái)滿足儲(chǔ)存需求。

2.2 對(duì)比兩種供電設(shè)計(jì)方案

從表面上來(lái)看，上述兩種設(shè)計(jì)方案的區(qū)別在于相差一路10kV高壓供電電源，然而就實(shí)際而言，兩種方案之間存在非常大的差異，而這些不同之處會(huì)直接影響建筑方案，繼而造成建筑方案的不同。所以，在正式開(kāi)始建設(shè)醫(yī)療場(chǎng)所前，醫(yī)院和施工企業(yè)必須要及時(shí)向供電局按照第一種供電方案申報(bào)，之后再以供電局的審批意見(jiàn)為依據(jù)科學(xué)的設(shè)計(jì)供配電方案。但是在部分醫(yī)療建筑施工中，院方與施工方都不重視此項(xiàng)申報(bào)，結(jié)果導(dǎo)致臨近供電才清楚當(dāng)?shù)氐墓╇姉l件與設(shè)計(jì)不符，繼而引發(fā)改動(dòng)供電方案、調(diào)整建筑設(shè)計(jì)、施工拖延等情況，而此時(shí)已經(jīng)建成的土建會(huì)影響后續(xù)施工，嚴(yán)重時(shí)還需要推翻已完成的土建重新施工，這樣會(huì)給工程建設(shè)帶來(lái)嚴(yán)重的負(fù)面影響。

3 醫(yī)療建筑供配電設(shè)計(jì)的相關(guān)要點(diǎn)

3.1 供電電源設(shè)計(jì)要點(diǎn)

首先，市電電源進(jìn)線為兩路10kV高壓雙重電源供電，提供應(yīng)急電源的柴油發(fā)電機(jī)房必須要設(shè)置在距離門診部、病房與醫(yī)技部等處較遠(yuǎn)的地方。若是醫(yī)療場(chǎng)所的條件不充足，需要在門診部或醫(yī)技部等地安置柴油機(jī)機(jī)房，此時(shí)工作人員應(yīng)該積極采取有效手段降低噪音污染。調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，對(duì)于城市環(huán)境而言，在白天，應(yīng)當(dāng)將0類標(biāo)準(zhǔn)噪聲控制在50dB，而晚上應(yīng)該控制在40dB。

其次，工作人員應(yīng)該嚴(yán)格依照下列標(biāo)準(zhǔn)來(lái)選用柴油發(fā)電機(jī)組：1）在設(shè)置機(jī)組時(shí)，需要遵循集中原則，確?？?cè)萘磕軌驖M足醫(yī)用需求，換言之，就是柴油發(fā)電機(jī)組的總?cè)萘繎?yīng)該是應(yīng)急照明、重要負(fù)荷及最大單位的消防器材分區(qū)的電量需求的總和；2）不僅需要為機(jī)組配備電壓調(diào)節(jié)和電源快速啟動(dòng)裝置，還應(yīng)該設(shè)置電源切換等自動(dòng)裝置；3）對(duì)三級(jí)以上醫(yī)院來(lái)說(shuō)，發(fā)電機(jī)組的儲(chǔ)存供油時(shí)間應(yīng)當(dāng)保持在24h以上，但是位于機(jī)房?jī)?nèi)部的儲(chǔ)油室的儲(chǔ)存供油時(shí)間最好不要超過(guò)8h。

最后，如果醫(yī)療場(chǎng)所的供配電符合下列條件，則需要安裝在線型的UPS裝置。1）重癥監(jiān)護(hù)病房及手術(shù)室等地方，此外，還有需要持續(xù)為醫(yī)療設(shè)備供電的場(chǎng)所；2）能夠中斷供電的電子照明信息系統(tǒng)的負(fù)荷，其中要求供電的中斷時(shí)間是毫秒級(jí)別；3）UPS應(yīng)該應(yīng)用“N+1”的安全模式，由多機(jī)組與多模塊共同組成，從而為在線檢修及維護(hù)提供便利；4）UPS輸出的功率因數(shù)需要不得小于0.8，與此同時(shí)，諧波電流應(yīng)該符合國(guó)家相關(guān)的I級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，并電壓的畸變率也要求滿足此條件；5）若是安裝柴油發(fā)電機(jī)組來(lái)應(yīng)對(duì)緊急情況，應(yīng)當(dāng)保證UPS裝置的供電時(shí)間在15min以上；6）如果是兩路市電電源，工作人員應(yīng)該選用PC級(jí)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，同時(shí)還需要確保配電系統(tǒng)內(nèi)部的保護(hù)裝置能夠予以完美的協(xié)作。

3.2 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

首先，對(duì)于一些大型的、復(fù)雜程度較高的醫(yī)療設(shè)備，例如X光機(jī)與核磁共振機(jī)等，通常需要安裝專用的變壓器提供用電，除此之外，還可以選用供電專線實(shí)施獨(dú)立供電，以此將諧波對(duì)電力系統(tǒng)的影響降至最低。值得注意的是，供電線路的電壓降應(yīng)該與電力設(shè)備的運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)相符；其次，若是放射科運(yùn)行負(fù)荷的最大值超過(guò)160KVA，此時(shí)應(yīng)該在場(chǎng)所周邊安裝單用的配電變壓器；再次，對(duì)于二級(jí)及以上醫(yī)院來(lái)說(shuō)，需要為變配電站安裝適宜的監(jiān)控裝置。在實(shí)踐過(guò)程中，要求監(jiān)控系統(tǒng)包括以下功能：第一，遙測(cè)功能，不僅需要監(jiān)測(cè)高壓進(jìn)出線的電壓、電流和功率因數(shù)等數(shù)值，還應(yīng)該可以測(cè)量變壓器的溫度和低壓進(jìn)線的相關(guān)數(shù)據(jù)，此外，還要對(duì)柴油發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控，并監(jiān)測(cè)油箱的油位，與此同時(shí)，還要測(cè)量機(jī)柜溫度、0.4kV零序電流等；第二，遙信功能，既涵蓋了高壓進(jìn)線、饋線及裝置故障報(bào)警、跳閘報(bào)警、記錄時(shí)間等功能，還需要負(fù)責(zé)變壓器的超溫報(bào)警。另外，還要求執(zhí)行低壓進(jìn)出線的開(kāi)關(guān)故障以及跳閘報(bào)警、柴油發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行故障報(bào)警、UPS裝置故障報(bào)警等功能；第三，遙控功能。該項(xiàng)功能主要用于監(jiān)控變配電站中的線路和設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)要求設(shè)置短路故障的繼電保護(hù)裝置和設(shè)備運(yùn)行異常的保護(hù)器。電子監(jiān)控系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)，通信控制層不僅需要完成采集、整理和儲(chǔ)存信息的環(huán)節(jié)，并且還要將上位機(jī)發(fā)出的控制口令轉(zhuǎn)達(dá)給每個(gè)對(duì)應(yīng)的設(shè)備。若是變配電站的條件水平低，在對(duì)高低壓配電器展開(kāi)控制的過(guò)程中，工作人員需要利用開(kāi)關(guān)柜來(lái)進(jìn)行就地操作；最后，遙調(diào)功能，能夠在線調(diào)節(jié)低壓保護(hù)的定值與時(shí)限。除上述內(nèi)容外，還涉及導(dǎo)體的選擇問(wèn)題。實(shí)際在鋪設(shè)室內(nèi)線纜時(shí)，二級(jí)以上醫(yī)院可以使用低煙、無(wú)鹵阻燃式。而對(duì)于一級(jí)及以下的醫(yī)療場(chǎng)所，低煙、無(wú)鹵阻燃式是最好的選擇。

3.3 醫(yī)療建筑配電安全設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1）TN系統(tǒng)的安全防護(hù)措施。在選擇TN—C—S系統(tǒng)的情況下，施工人員需要在電源進(jìn)線的位置設(shè)置PEN線，PEN線由PE線與中性線組成。在1類醫(yī)療場(chǎng)地中，需要在32A及以下末端回路的自動(dòng)斷開(kāi)電源位置設(shè)置RCD動(dòng)作，RCD動(dòng)作需要滿足I△n≤30mA的要求，而在其他回路中則不需要設(shè)置RCD。這些回路主要包括X光機(jī)電源、手術(shù)臺(tái)電源以及其他普通電氣設(shè)備；2）IT系統(tǒng)的安全防護(hù)措施。對(duì)于2類醫(yī)療場(chǎng)所而言，手術(shù)臺(tái)附近存在“患者區(qū)域”，這個(gè)區(qū)域一般為手術(shù)臺(tái)附近水平距離1.5m、高2.5m的范圍內(nèi)。在2類醫(yī)療場(chǎng)所的“患者區(qū)域”中，由于需要使用來(lái)維持患者生命以及進(jìn)行手術(shù)的電氣設(shè)備，因此需要為其選擇IT系統(tǒng)供電；3）醫(yī)療IT系統(tǒng)安全防護(hù)措施。再醫(yī)療場(chǎng)所中，應(yīng)用的IT系統(tǒng)主要由隔離變壓器、絕緣監(jiān)視儀以及外接報(bào)警設(shè)備等部分構(gòu)成，如果采用單相隔離變壓器，需要對(duì)額定容量進(jìn)行嚴(yán)格控制，一般可以控制在（0.5～10）kVA之間，最好為8kVA以下。還要嚴(yán)格控制變壓器二次端的額定電壓，一般控制在250V以下。在設(shè)計(jì)醫(yī)療IT系統(tǒng)時(shí)，需要將其設(shè)置在可監(jiān)視區(qū)域，方便醫(yī)務(wù)工作者進(jìn)行監(jiān)視，需要具備照明與聲光報(bào)警功能，至少為其配置二組獨(dú)立運(yùn)行的供電插座回路，這些回路中都需要設(shè)置短路保護(hù)，其中專用插座需要設(shè)置醒目標(biāo)志；4）隔離變壓器安全防護(hù)措施。對(duì)于隔離變壓器而言，需要?jiǎng)庠O(shè)置在手術(shù)室等場(chǎng)所附近，并采取必要的安全防護(hù)措施。將供電插座與變壓器出線端之間的距離控制到最小，并且保證其處于散熱、通風(fēng)效果良好的環(huán)境中，還要在現(xiàn)場(chǎng)安裝外接報(bào)警設(shè)備。如果隔離變壓器在空載運(yùn)行時(shí)滿足額定頻率及容量要求，需要保證大地泄漏電流在0.5mA以下。

4 醫(yī)療建筑供配電施工應(yīng)注意的問(wèn)題

4.1 嚴(yán)格執(zhí)行正規(guī)程序

在醫(yī)療建筑供配電施工開(kāi)始前，供電局需要根據(jù)供配電設(shè)計(jì)方案制定供電協(xié)議，再設(shè)計(jì)施工圖紙。如果醫(yī)院或代建方的工程經(jīng)驗(yàn)不足，獲得供電協(xié)議可能會(huì)存在一定的難度。如果出現(xiàn)無(wú)法獲得供電協(xié)議的情況，需要在施工圖紙通過(guò)審核后立即上報(bào)給供電局，以便供電局對(duì)施工圖紙進(jìn)行及時(shí)的審查，確保在施工開(kāi)始前供電系統(tǒng)滿足醫(yī)院的用電需求，一旦出現(xiàn)供電系統(tǒng)無(wú)法滿足醫(yī)院供電要求的情況，需要對(duì)供配電設(shè)計(jì)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。

4.2 重視供配電消防審查工作

在醫(yī)療建筑供配電設(shè)計(jì)階段，不僅要與供電局進(jìn)行溝通與協(xié)調(diào)，而且需要通過(guò)消防審查。近年來(lái)，我國(guó)對(duì)于醫(yī)療建筑供配電消防審核重視程度進(jìn)一步提升，只有通過(guò)嚴(yán)格的審核，才能保證醫(yī)療建筑的消防安全。由于醫(yī)院建筑屬于公共建筑，因此其消防審查標(biāo)準(zhǔn)要高于其他民用建筑。與此同時(shí)，由于醫(yī)院中經(jīng)常會(huì)有一些行動(dòng)不便的患者接受治療，一旦發(fā)生火災(zāi)，這些行動(dòng)不便的患者在逃生時(shí)會(huì)遇到更大的困難，因此需要提高供配電消防審查標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步保障患者的生命財(cái)產(chǎn)安全。為了更好的實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，醫(yī)療建筑供配電設(shè)計(jì)需要在火情前期報(bào)警、人員疏散以及裝修材料的選擇上執(zhí)行更高的規(guī)格。一般情況下，需要在供配電設(shè)計(jì)中使用阻燃低煙無(wú)鹵交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜、電線或無(wú)煙無(wú)鹵電力電纜、電線，以便獲得更好的防火性能，保證醫(yī)院的消防安全。

4.3 根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行電纜敷設(shè)

根據(jù)建筑供配電設(shè)計(jì)規(guī)范，需要根據(jù)醫(yī)療建筑的實(shí)際情況進(jìn)行供配電電纜的敷設(shè)，如果將電纜與普通電纜敷設(shè)在相同的豎井中，需要選擇礦物絕緣電纜。在我國(guó)，礦物絕緣電纜包括BTZ系列與柔性礦物絕緣電纜系列。其中BTZ系列雖然執(zhí)行統(tǒng)一的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，但其電纜外層通常會(huì)使用銅管作為金屬護(hù)套，在一定程度上增加了電纜敷設(shè)的成本，同時(shí)也增加了電纜敷設(shè)施工的難度。因此，目前大部分民用建筑供選擇柔性礦物絕緣電纜應(yīng)用到供配電設(shè)計(jì)中。在電纜鋪設(shè)工作中，使用的柔性礦物絕緣電纜主要有鋁合金金屬護(hù)套柔性礦物絕緣電纜和螺旋形銅護(hù)套的無(wú)機(jī)礦物絕緣電纜，在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，這兩種工藝類型可以替代BTZ礦物絕緣電纜。為了對(duì)工程施工成本進(jìn)行有效的控制，在施工過(guò)程中需要考慮到電纜的成本因素，具體的電纜選擇還要參考不同電纜的價(jià)格情況，結(jié)合實(shí)際需求確定最終的電纜類型。在以上兩種類型的柔性礦物絕緣電纜中，螺旋形銅護(hù)套的無(wú)機(jī)礦物絕緣電纜的銅護(hù)套可以作為PE線使用，而鋁合金金屬護(hù)套柔性礦物絕緣電纜的鋁合金保護(hù)套則不能作為PE線使用，因此，使用螺旋形銅護(hù)套的無(wú)機(jī)礦物絕緣電纜可以有效的降低施工成本。然而，如果在使用過(guò)程中受到巨大的外力沖擊，螺旋形銅護(hù)套的無(wú)機(jī)礦物絕緣電纜可能會(huì)出現(xiàn)裂開(kāi)的情況，導(dǎo)致其中的無(wú)極礦物絕緣失效。因此，對(duì)于重點(diǎn)防火項(xiàng)目而言，需要選擇鋁合金金屬保護(hù)套柔性礦物絕緣電纜，雖然會(huì)在一定程度上造成施工成本增加，但具有更好的可靠性，有利于醫(yī)院建筑中供配電系統(tǒng)安全、穩(wěn)定的運(yùn)行。

5 結(jié)語(yǔ)

總而言之，在醫(yī)院建筑項(xiàng)目中，供配電系統(tǒng)是一項(xiàng)關(guān)鍵性的施工項(xiàng)目，為了保證醫(yī)院建筑的正常運(yùn)行，必須對(duì)做好供配電設(shè)計(jì)工作，充分發(fā)揮供配電系統(tǒng)的各項(xiàng)功能，使醫(yī)院能夠更好的為患者提供醫(yī)療服務(wù)。然而，在實(shí)際的醫(yī)院建筑供配電設(shè)計(jì)工作中，由于供配電系統(tǒng)的復(fù)雜程度較高，因此可能會(huì)出現(xiàn)不同的問(wèn)題，需要把握設(shè)計(jì)要點(diǎn)，根據(jù)問(wèn)題的實(shí)際情況制定針對(duì)性的措施，妥善解決這些問(wèn)題，保證醫(yī)院建筑供配電設(shè)計(jì)的科學(xué)性與合理性，促進(jìn)醫(yī)院建筑項(xiàng)目施工質(zhì)量的提升。