醫(yī)院建筑電氣設(shè)計(jì)的要點(diǎn)及對策

王太

（建設(shè)綜合勘察研究設(shè)計(jì)院有限公司，北京100007）

1 引言

現(xiàn)階段，醫(yī)療機(jī)構(gòu)面臨著改善條件、提高服務(wù)、擴(kuò)大容量的迫切需求，醫(yī)院工程建設(shè)進(jìn)入了新的發(fā)展時(shí)期，在服務(wù)多元化、 功能綜合化新趨勢下， 現(xiàn)代醫(yī)院建筑電氣設(shè)計(jì)越來越復(fù)雜，必須不斷提高設(shè)計(jì)水平，充分考慮服務(wù)主體的特殊性，積極引入綠色化、智能化電氣技術(shù)，提高醫(yī)院建筑的運(yùn)行質(zhì)量和效率，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益的和諧統(tǒng)一。

2 工程簡介

西安高新醫(yī)院為改擴(kuò)建醫(yī)療建設(shè)項(xiàng)目， 項(xiàng)目位于陜西省西安市高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)高新六路東側(cè)、團(tuán)結(jié)南路西側(cè)，擴(kuò)建部分總建筑面積為118 809 m2，共包含兩個(gè)子項(xiàng)，分別是高新醫(yī)院綜合大樓和動(dòng)力中心。 其中，高新醫(yī)院綜合大樓地上16層，地下3 層，建筑高度78.15 m，包含了醫(yī)技、門診、人防、地下車庫等部分；動(dòng)力中心為地下室，地下兩層，包含了制冷站、鍋爐房等組成部分，建筑結(jié)構(gòu)類型為混凝土框架-剪力墻結(jié)構(gòu)。 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書及相關(guān)資料，遵循現(xiàn)行國家設(shè)計(jì)規(guī)范，對本項(xiàng)目建筑電氣設(shè)計(jì)專業(yè)進(jìn)行了重點(diǎn)把控， 通過設(shè)計(jì)要點(diǎn)及策略分析，為其他項(xiàng)目建設(shè)提供參考。

3 醫(yī)院建筑電氣設(shè)計(jì)要點(diǎn)及對策研究

3.1 變配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1.1 負(fù)荷分級

根據(jù)供電可靠性要求和中斷供電的影響程度進(jìn)行電力負(fù)荷劃分，共分為3 級。 本項(xiàng)目一級負(fù)荷包括消防系統(tǒng)、安防監(jiān)控系統(tǒng)、走道照明、應(yīng)急照明及疏散指示、監(jiān)控室、信息中心、急診診室、急診觀察室及處置室、檢驗(yàn)中心、門診部、病理科、血庫培養(yǎng)箱、客梯、生活水泵等。 一級負(fù)荷中還存在特別重要負(fù)荷，如急診搶救室、手術(shù)室、重癥監(jiān)護(hù)室、術(shù)后復(fù)蘇室、血液透析室、麻醉室等場所中涉及患者生命安全的設(shè)備儀器。 二級負(fù)荷主要包括一般診斷用CT 及X 光用電、 影像科診斷用電設(shè)備、高級病房、貴重藥品冷庫、肢體傷殘康復(fù)病房、空氣凈化機(jī)組、中心供應(yīng)室等。 三級負(fù)荷主要指的是其他電力負(fù)荷及一般照明，通過電力負(fù)荷分級，能夠明確醫(yī)院建筑不同科室、不同設(shè)備的用電重要性，為變配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供依據(jù)[1]。

3.1.2 變配電室供電設(shè)計(jì)

為了保證醫(yī)院建筑供電的可靠性， 本工程采用雙重10 kV電源供電。 如果其中一路發(fā)生故障， 另一路不會(huì)同時(shí)受到損害，主接線采用單母線分段，在正常運(yùn)行時(shí)，兩路電源分段運(yùn)行，當(dāng)一路電源失電時(shí)，由另一路電源承擔(dān)全部供電負(fù)荷，兩路電源進(jìn)線開關(guān)與母聯(lián)開關(guān)設(shè)電氣機(jī)械聯(lián)鎖。 根據(jù)電氣設(shè)計(jì)相關(guān)規(guī)范，變配電所的位置應(yīng)該接近負(fù)荷中心，而且要靠近電源側(cè)，可以設(shè)置在散熱、通風(fēng)、防潮相對較好的地下部分。 本工程在綜合樓地下一層設(shè)3 間變電所， 在動(dòng)力中心地下一層設(shè)置一間變電所，采用總變電所-分變電所的形式，總變電所位于綜合樓地下一層， 與一間分變電所共同負(fù)責(zé)門診病房、醫(yī)技、車庫等區(qū)域的供電，另外兩間分變電所主要負(fù)責(zé)汽車充電樁供電和動(dòng)力中心供電， 在一間總變電所和3 間分變電所內(nèi)分別設(shè)置兩臺2 000 kV·A 的帶防護(hù)罩強(qiáng)迫風(fēng)冷環(huán)氧樹脂絕緣干式變壓器，變壓器總安裝容量為16 000 kV·A。

3.1.3 應(yīng)急電源設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目在地下2 層設(shè)計(jì)了柴油發(fā)電機(jī)房， 選用了兩臺主用功率為1 000 kW 的柴油發(fā)電機(jī)組。 如果兩路10 kV 市政電源發(fā)生停電、缺相、電壓或頻率超出允許范圍的情況，或者同一變配電所的同一組兩臺變壓器同時(shí)出現(xiàn)故障， 那么就可以從各變配電室的兩個(gè)低壓進(jìn)線開關(guān)處拾取柴油發(fā)電機(jī)的延時(shí)啟動(dòng)信號，送至柴油發(fā)電機(jī)房，自動(dòng)啟動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)組，在15 s內(nèi)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速、頻率和電壓，提供穩(wěn)定負(fù)荷；如果市政供電恢復(fù)，柴油發(fā)電機(jī)組經(jīng)延時(shí)后自動(dòng)停機(jī)。 為了防止柴油發(fā)電機(jī)組和城市電網(wǎng)誤并列，需要采取有效的聯(lián)鎖措施。 柴油發(fā)電機(jī)所帶的負(fù)荷主要包括除非消防潛水泵、 客梯外的所有一級負(fù)荷以及二級負(fù)荷中的部分重要醫(yī)療診斷、 內(nèi)部生產(chǎn)、 廚房設(shè)備。 除了保證應(yīng)急電源的安全性和穩(wěn)定性，還應(yīng)該做好環(huán)保性設(shè)計(jì)，如柴油發(fā)電機(jī)房的進(jìn)出風(fēng)道需要做好降噪處理，滿足環(huán)境噪聲要求，不得影響正常生產(chǎn)生活，而且煙道設(shè)置也要符合環(huán)保部門相關(guān)規(guī)定。 加強(qiáng)柴油發(fā)電機(jī)組狀態(tài)檢測，每隔半個(gè)月空載試機(jī)一次， 每隔半年帶負(fù)載試機(jī)一次， 注意控制試機(jī)時(shí)間，同時(shí)要根據(jù)季節(jié)變化更換不同標(biāo)號燃油，并且保持燃油箱內(nèi)的清潔，如果濕度較大，還應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況定期排放燃油箱底部沉淀的水分[2]。

3.1.4 其他方面設(shè)計(jì)

合理選擇主要設(shè)備， 保證變配電系統(tǒng)運(yùn)行的協(xié)調(diào)性和穩(wěn)定性。在繼電保護(hù)、信號及聯(lián)鎖裝置設(shè)置方面，10 kV 進(jìn)線隔離車與進(jìn)線斷路器閉鎖， 高壓進(jìn)線斷路器與母聯(lián)斷路器閉鎖，10 kV 電源進(jìn)線開關(guān)和出線開關(guān)都要做好過電流保護(hù)、零序保護(hù)、 電流速斷保護(hù)，10 kV 母聯(lián)開關(guān)需要做好過電流保護(hù)和母聯(lián)自投裝置， 變壓器要設(shè)溫度保護(hù)，10 kV 總變電所設(shè)置直流電源屏及中央信號屏。 在計(jì)量、 無功補(bǔ)償及諧波治理方面，10 kV 總變電所要設(shè)高壓計(jì)量， 小單體建筑及科室設(shè)低壓計(jì)量，選用多功能監(jiān)控儀表，實(shí)現(xiàn)一表多用的效果，在低壓側(cè)設(shè)靜電電容器自動(dòng)補(bǔ)償裝置集中補(bǔ)償， 補(bǔ)償后功率因數(shù)要大于0.94，熒光燈、氣體放電燈單燈就地補(bǔ)償，醫(yī)療設(shè)備及手術(shù)室使用的變壓器低壓側(cè)設(shè)有源濾波裝置，根據(jù)實(shí)測諧波情況，采取針對性的治理措施。

3.2 低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

低壓供配電系統(tǒng)供電方式有很多，包括樹干式、放射式、鏈?zhǔn)?、混合式等?不同方式特點(diǎn)不同，適用性不同，樹干式供電方式相對靈活，而放射式供電方式具有較好的可靠性。 本項(xiàng)目采用了混合式的供電方式，即放射式與樹干式結(jié)合運(yùn)用。 對于單臺容量較大的負(fù)荷以及大型醫(yī)療設(shè)備、 消防等部分重要負(fù)荷采用放射式供電方式。手術(shù)室、重癥監(jiān)護(hù)室以及ICU 潔凈空調(diào)病理科等均設(shè)有專用配電柜，采用雙電源供電方式，末端自動(dòng)切換，除此之外，還配有UPS 電源。 每個(gè)病房內(nèi)非醫(yī)療插座采用專用分支回路，設(shè)置過電流保護(hù)裝置，不得使用電飯鍋、電爐等大功率設(shè)備。 強(qiáng)電豎井內(nèi)敷設(shè)封閉密集型插接母線，通過插接箱向各層照明配電箱供電。 根據(jù)相關(guān)部門規(guī)定，明確電源電纜規(guī)格及型號， 本項(xiàng)目消防用電負(fù)荷的配電干線均采用柔性礦物絕緣電纜，沿電氣豎井或橋架明敷，其他從配電室低壓屏引出的配電及照明電纜采用低煙無鹵阻燃電纜， 并采取同樣的敷設(shè)方式， 消防設(shè)備雙電源互投箱的引出線應(yīng)該采用低煙無鹵耐火型導(dǎo)線， 普通配電箱的引出線則可以采用低煙無鹵阻燃型導(dǎo)線[3]。

3.3 照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)

醫(yī)院建筑照明系統(tǒng)是電氣設(shè)計(jì)的重點(diǎn)內(nèi)容之一， 包括區(qū)域照明、手術(shù)照明、局部照明以及用于特殊病癥治療的光治療設(shè)備等，既要滿足醫(yī)療活動(dòng)的功能性需求，又要體現(xiàn)健康照明的理念，為患者和醫(yī)務(wù)人員提供良好的就醫(yī)環(huán)境，盡可能減少照明耗電，所以，必須在保證照明質(zhì)量的情況下，合理選擇照明裝置、 照明光源和控制開關(guān)。 本項(xiàng)目建筑根據(jù)正常照明使用及節(jié)能要求，采用配電箱集中控制及分散開關(guān)控制的方式，市政供電負(fù)責(zé)正常照明電源，應(yīng)急照明采用雙電源，末端自動(dòng)切換，應(yīng)急電源為集中蓄電池及柴油發(fā)電機(jī)，照明配電箱內(nèi)均設(shè)有帶復(fù)式脫扣器的低壓斷路器， 能夠很好地保護(hù)和控制照明用電設(shè)備。 在區(qū)域照明上，主要采用智能照明控制方式，包括門診、大廳、病房、等待區(qū)、地下車庫、公共走廊等，照度標(biāo)準(zhǔn)符合相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范，ICU 等潔凈場所采用封閉嵌入式潔凈燈，采用高顯色熒光燈管及電子鎮(zhèn)流器， 一般房間采用暖白熒光燈，變配電室、設(shè)備用房、走廊、車庫、診室、門廳、辦公室、實(shí)驗(yàn)室等場所以節(jié)能熒光燈為主， 車道入口考慮過渡照明的要求， 光源采用三基色日光燈，CT、MRI、DSA 等室多采用白熾燈、金鹵燈，具有可調(diào)光功能，燈具材料不能有磁性，在入口處設(shè)置紅色標(biāo)志燈，消毒室、候診室、污洗間、廁所等房間設(shè)置紫外線殺菌燈， 在開關(guān)處要有明顯的標(biāo)記， 手術(shù)室采用普通照明，手術(shù)部位要使用專用無影燈，合理設(shè)計(jì)應(yīng)急照明和疏散照明，本醫(yī)院建筑采用了智能消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)，所有照明管線均穿鍍鋅鋼管，敷設(shè)在吊頂或墻內(nèi)，同時(shí)要做好管線標(biāo)識[4]。

3.4 防雷與接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)

雷擊對建筑的危害不言而喻， 醫(yī)院建筑內(nèi)部的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、精密醫(yī)療設(shè)備很容易遭受電磁脈沖破壞，可能會(huì)造成嚴(yán)重的生命財(cái)產(chǎn)損失。 在進(jìn)行建筑防雷設(shè)計(jì)時(shí)，首先要根據(jù)建筑物重要程度和發(fā)生雷擊的概率等綜合因素確定防雷等級， 然后采取針對性的防雷設(shè)施設(shè)計(jì)。 經(jīng)過科學(xué)計(jì)算，本工程按照二類防雷建筑物要求設(shè)防，在屋面和女兒墻設(shè)置避雷帶，利用建筑物周圍結(jié)構(gòu)柱內(nèi)主鋼筋作為引下線， 利用基礎(chǔ)底板鋼筋做接地體，保證引下線、接閃器、接地體的可靠連接。 為了預(yù)防側(cè)擊雷，每兩層沿著建筑四周設(shè)水平均壓環(huán)，并且將各層外墻金屬構(gòu)件與防雷引下線可靠連接。 為了防止雷電感應(yīng)，建筑物內(nèi)的主要金屬物需要就近接到防直擊雷接地裝置或電氣設(shè)備保護(hù)接地裝置。 為了應(yīng)對雷電波侵害，對于引入、引出建筑的電纜，在進(jìn)出建筑處， 將電纜金屬鎧裝層與電氣設(shè)備的接地保護(hù)和建筑防雷接地相連。 對于架空和直接埋地的金屬管道，在進(jìn)出建筑處，需要與防雷接地裝置相連接。 在電源低壓母線側(cè)、電子系統(tǒng)引入的終端箱處以及電梯、排煙機(jī)、室外風(fēng)機(jī)等部位，都要設(shè)置相應(yīng)級別的電涌保護(hù)器。 做好接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)，保證接地系統(tǒng)的可靠性能夠滿足要求。 本醫(yī)院建筑共用統(tǒng)一接地體，當(dāng)自然接地體的接地電阻不滿足要求時(shí)， 需要設(shè)置人工接地體，采用TN-S 形式的接地系統(tǒng)，能夠兼具供電、保護(hù)、經(jīng)濟(jì)等多個(gè)方面，在本項(xiàng)目中具有較強(qiáng)的適用性[5]。

4 結(jié)語

綜上所述，醫(yī)院建筑電氣設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們的就醫(yī)需求持續(xù)增長，許多醫(yī)院面臨著改擴(kuò)建問題。 在進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)時(shí)，既要滿足醫(yī)療現(xiàn)代化的發(fā)展要求，又要提高建筑運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性，為患者和醫(yī)護(hù)人員提供健康、舒適、便捷的內(nèi)部環(huán)境，因此，必須認(rèn)真研讀設(shè)計(jì)任務(wù)書， 全面掌握相關(guān)資料和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范， 找準(zhǔn)電氣設(shè)計(jì)要點(diǎn)，采取行之有效的應(yīng)對策略，保證最終的設(shè)計(jì)效果能夠滿足建設(shè)需求。