醫(yī)療建筑電氣設(shè)計(jì)

李戰(zhàn)贈(zèng) / 何 穆 (中國(guó)建筑設(shè)計(jì)研究院機(jī)電院, 北京 100044)

醫(yī)療建筑是一項(xiàng)涉及醫(yī)學(xué)、生物工程、衛(wèi)生工程學(xué)、建筑學(xué)、管理學(xué)等多學(xué)科的系統(tǒng)工程,現(xiàn)代醫(yī)院建筑是所有民用建筑工程設(shè)計(jì)中最為復(fù)雜和特殊的類(lèi)型之一。

近年來(lái),作者有幸參與了山西省腫瘤醫(yī)院放療醫(yī)技綜合樓、大同市御東新區(qū)婦幼醫(yī)院綜合樓、延慶縣醫(yī)院改擴(kuò)建工程、解放軍第88醫(yī)院、解放軍第456醫(yī)院、鄂爾多斯東仕康復(fù)醫(yī)院等多個(gè)醫(yī)療建筑項(xiàng)目的電氣設(shè)計(jì),本文從設(shè)計(jì)的角度談?wù)勛约簩?duì)醫(yī)療建筑電氣的認(rèn)知。

1 標(biāo)準(zhǔn)的選擇

醫(yī)院建筑電氣設(shè)計(jì)除執(zhí)行常用規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)之外,一般還需參照《綜合醫(yī)院建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》 JGJ49-88、《人民防空醫(yī)療救護(hù)工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》RFJ 10-95及《醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范》GB50333-2002。

目前,在醫(yī)院電氣設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)人員遵循的主要還是住建部、衛(wèi)生部發(fā)布的《綜合醫(yī)院建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ49-88,這部規(guī)范是1988年發(fā)布的,已經(jīng)很難適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)的需要。新《醫(yī)療建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》目前正在送審過(guò)程中,不久即將發(fā)布實(shí)施,這對(duì)醫(yī)院建筑電氣設(shè)計(jì)能起到很好的指導(dǎo)和規(guī)范化的作用。

2 設(shè)計(jì)范圍

除一般民用建筑常見(jiàn)系統(tǒng)外,醫(yī)院建筑一般還包括醫(yī)護(hù)對(duì)講系統(tǒng)、手術(shù)室閉路示教系統(tǒng)、手術(shù)部監(jiān)控管理系統(tǒng)、群呼專(zhuān)呼系統(tǒng)、大屏顯示及多媒體查詢(xún)系統(tǒng)、排隊(duì)叫號(hào)系統(tǒng)。

3 二級(jí)及以上醫(yī)院負(fù)荷分級(jí)

重要手術(shù)室、重癥監(jiān)護(hù)等涉及患者生命安全的設(shè)備(如呼吸機(jī)等)及照明用電為一級(jí)負(fù)荷中特別重要負(fù)荷;急診部、監(jiān)護(hù)病房、手術(shù)部、分娩室、嬰兒室、血液病房的凈化室、血液透析室、病例切片分析、磁共振、介入治療用CT及X光掃描室、血庫(kù)、高壓氧倉(cāng)、加速器機(jī)房、治療室及配血室的電力照明,培養(yǎng)箱、冰箱、恒溫箱用電,走道照明用電,百級(jí)潔凈手術(shù)室空調(diào)系統(tǒng)用電、重癥呼吸道感染區(qū)的通風(fēng)系統(tǒng)用電為一級(jí)負(fù)荷。

除上述之外的其他手術(shù)室空調(diào)系統(tǒng)用電,電子顯微鏡、一般診斷用CT及X光機(jī)用電,客梯用電,高級(jí)病房、肢體傷殘康復(fù)病房照明用電為二級(jí)負(fù)荷,其他負(fù)荷為三級(jí)負(fù)荷。

醫(yī)院的級(jí)別不同,其功能與裝備不同,用戶(hù)的用電負(fù)荷級(jí)別和重要程度也不同。如二級(jí)及以上級(jí)別醫(yī)院的急診部、急診診室、急診搶救室和急診觀察室與處置室,分別為0類(lèi)、2類(lèi)和1類(lèi)場(chǎng)所,三者應(yīng)均為一級(jí)負(fù)荷,其中只有搶救室為特別重要負(fù)荷。

相同的醫(yī)療設(shè)備,用途不同、用電負(fù)荷等級(jí)也不同。如CT機(jī)、X光機(jī)等,對(duì)治療用與檢查診斷用的可區(qū)別對(duì)待,前者可為一級(jí)負(fù)荷,后者不一定為一級(jí)負(fù)荷。

同時(shí),醫(yī)院負(fù)荷分級(jí)還應(yīng)執(zhí)行《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》、《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》和《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》等規(guī)范的規(guī)定。

4 用電指標(biāo)統(tǒng)計(jì)

《全國(guó)民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施》電氣專(zhuān)冊(cè)2009年版中,醫(yī)院建筑的單位建筑面積用電指標(biāo)為30 ～70W/m2,變壓器容量指標(biāo)為50 100VA/m2。

在作者設(shè)計(jì)和調(diào)研的工程中,大同市御東新區(qū)婦幼醫(yī)院總建筑面積為11.8萬(wàn)m2,變壓器總安裝容量為8200kVA ,用電指標(biāo)為69VA/m2;鄂爾多斯東仕康復(fù)醫(yī)院總建筑面積為6.4萬(wàn)m2,變壓器總安裝容量為4500kVA ,用電指標(biāo)為70VA/m2;中國(guó)人民武裝警察部隊(duì)總醫(yī)院醫(yī)療綜合樓總建筑面積為4.7萬(wàn)m2,變壓器總安裝容量為3200kVA ,用電指標(biāo)為68VA/m2。

根據(jù)醫(yī)院的實(shí)際用電情況和設(shè)計(jì)資料,本人認(rèn)為一般二級(jí)及以上醫(yī)院,單位面積的變壓器容量指標(biāo)在70VA/m2左右基本能滿(mǎn)足使用要求。

5 變配電系統(tǒng)

二級(jí)及以上的綜合醫(yī)院的醫(yī)療場(chǎng)所及醫(yī)療設(shè)備用電負(fù)荷,其負(fù)荷級(jí)別大致可分為三種情況:2類(lèi)場(chǎng)所自動(dòng)恢復(fù)供電時(shí)間須≤0.5s,為一級(jí)負(fù)荷中特別重要負(fù)荷;1類(lèi)及0類(lèi)場(chǎng)所中,斷電恢復(fù)供電時(shí)間為＞0.5s,但須≤1s,為一級(jí)負(fù)荷。

由于此類(lèi)醫(yī)院最高用電等級(jí)為一級(jí)負(fù)荷,根據(jù)醫(yī)院的負(fù)荷等級(jí),如有條件,要求供電電源為兩路10kV高壓獨(dú)立電源。當(dāng)一個(gè)電源發(fā)生故障時(shí),另一個(gè)電源應(yīng)不致同時(shí)受到破壞,而且當(dāng)一個(gè)電源中斷供電時(shí),另一個(gè)電源應(yīng)能承擔(dān)本工程全部負(fù)荷。一級(jí)負(fù)荷中特別重要負(fù)荷應(yīng)設(shè)置自備應(yīng)急電源,一般可設(shè)置柴油發(fā)電機(jī)組,供給消防負(fù)荷和一級(jí)負(fù)荷中特別重要負(fù)荷以及醫(yī)院中一些重要的保障性負(fù)荷。保障性負(fù)荷只是在非火災(zāi)情況下,兩路市電故障時(shí),柴油機(jī)對(duì)它們提供電力保障。一旦發(fā)生火災(zāi),須停止對(duì)這些負(fù)荷的電力供應(yīng),以保障消防應(yīng)急負(fù)荷的正常使用。

如果不能提供兩路10kV高壓獨(dú)立電源,由于二級(jí)及以上醫(yī)院中一級(jí)負(fù)荷和二級(jí)負(fù)荷用電比較大,需設(shè)置柴油發(fā)電機(jī)組作為備用電源。柴油發(fā)電機(jī)組的容量既要滿(mǎn)足火災(zāi)時(shí)消防應(yīng)急負(fù)荷的使用,也要滿(mǎn)足非消防市電停電時(shí)醫(yī)院的正常運(yùn)行。

如果核磁共振、CT機(jī)、X光機(jī)、加速器治療機(jī)等大型醫(yī)療設(shè)備比較多,其設(shè)備電源宜采用專(zhuān)用變壓器供電。

6 低壓配電設(shè)計(jì)

配電系統(tǒng)采用放射式與樹(shù)干式相結(jié)合的方式,對(duì)于單臺(tái)容量較大的負(fù)荷或重要負(fù)荷采用放射式供電;對(duì)于一般負(fù)荷采用樹(shù)干式與放射式相結(jié)合的供電方式。一級(jí)負(fù)荷采用雙電源專(zhuān)用回路供電并在末端或適當(dāng)位置互投。二級(jí)負(fù)荷供電電源采用雙回路供電并在末端或適當(dāng)位置互投。一般負(fù)荷采用單電源供電。

某些停電要求小于0.5s的負(fù)荷(如手術(shù)室無(wú)影燈、應(yīng)急照明、通信設(shè)備等),采用UPS或EPS設(shè)備供電。設(shè)置了柴油發(fā)電機(jī)組,并可應(yīng)急自動(dòng)啟動(dòng)時(shí),UPS裝置應(yīng)急供電時(shí)間不應(yīng)小于10min,一般取15min即可。

大型醫(yī)技設(shè)備由變電所低壓配電屏采用放射式直接供電,設(shè)備采用雙路電源供電,自動(dòng)切換。MRI、CT等配線管采用非鐵磁性材料。大型影像設(shè)備和放療設(shè)備等對(duì)電壓質(zhì)量要求較高,其配電電纜截面應(yīng)滿(mǎn)足電源內(nèi)阻的要求并適當(dāng)加大;難以滿(mǎn)足要求時(shí),由設(shè)備供應(yīng)商配套提供穩(wěn)壓電源。

諧波治理采用有源電網(wǎng)諧波濾波器和無(wú)源電網(wǎng)諧波濾波器,有源電網(wǎng)諧波濾波器詳細(xì)設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合醫(yī)院運(yùn)行情況,根據(jù)實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)由專(zhuān)業(yè)公司負(fù)責(zé)安裝調(diào)試。無(wú)源電網(wǎng)濾波器裝在負(fù)荷側(cè),主要有:各大型醫(yī)療設(shè)備、透析、手術(shù)室、重癥監(jiān)護(hù)室、通訊及其他較大非線性負(fù)荷控制室或配電間。

手術(shù)室一般可預(yù)留10kVA容量,配電箱設(shè)置在清潔走道區(qū),嵌墻安裝。手術(shù)室的外墻潔凈裝修處理后比較厚,可以二次施工時(shí)處理。手術(shù)室需采用UPS設(shè)備供電,UPS可集中設(shè)置在手術(shù)部的配電間內(nèi),也可分散設(shè)置在每個(gè)手術(shù)室的配電箱旁邊。

7 照明系統(tǒng)

照明種類(lèi)分為一般照明、應(yīng)急照明、疏散照明、精裝修照明及室外照明等。照明標(biāo)準(zhǔn)參考《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB 50034-2004。

診斷室、治療室、檢驗(yàn)室、手術(shù)室等部門(mén)選用漫反射、高顯色性燈具,采取減少眩光措施,以滿(mǎn)足醫(yī)療環(huán)境的視覺(jué)要求;病房、護(hù)理單元通道的照明設(shè)計(jì)宜避免臥床病人在其視野范圍內(nèi)產(chǎn)生直射眩光。

公用場(chǎng)所、護(hù)士站及醫(yī)生辦公室采用格柵式燈具;手術(shù)室、處置室入口處安裝紅色信號(hào)標(biāo)志燈。病房及其走廊設(shè)夜間巡視腳燈;病房門(mén)口設(shè)門(mén)燈。醫(yī)院候診室、診室、廁所、呼吸科、婦科沖洗、手術(shù)室等場(chǎng)所設(shè)置紫外線殺菌消毒燈,可采用移動(dòng)式。

為了便于管理和節(jié)約能源,建議采用智能照明控制系統(tǒng),對(duì)大廳、公共走道、樓梯間、候診室、醫(yī)院街等公共場(chǎng)所的照明進(jìn)行控制。

8 安全防護(hù)及接地系統(tǒng)

醫(yī)院的接地系統(tǒng)包括防雷接地、保護(hù)接地、弱電設(shè)備接地、醫(yī)療設(shè)備接地、屏蔽接地及防靜電接地等。醫(yī)院建筑一般采用TN-S配電系統(tǒng),中性線和保護(hù)地線在接地點(diǎn)接地后要嚴(yán)格分開(kāi),各接地系統(tǒng)宜共用統(tǒng)一的接地裝置。

醫(yī)療場(chǎng)所應(yīng)按使用接觸部件的接觸部位及場(chǎng)所分為0、1、2三類(lèi),各類(lèi)應(yīng)符合下列規(guī)定:

1)0類(lèi)醫(yī)療場(chǎng)所為無(wú)需與患者身體接觸的電氣裝置工作的場(chǎng)所;

2)1類(lèi)醫(yī)療場(chǎng)所為除了2類(lèi)醫(yī)療場(chǎng)所所述環(huán)境以外,醫(yī)療電氣設(shè)備的接觸部件需要與患者體表、體內(nèi)接觸的電氣裝置工作的場(chǎng)所;

3)2類(lèi)醫(yī)療場(chǎng)所為醫(yī)療電氣設(shè)備的接觸部件需要與患者體內(nèi)接觸以及電源中斷危及患者生命的電氣裝置工作的場(chǎng)所。

醫(yī)療場(chǎng)所的安全防護(hù)應(yīng)符合下列規(guī)定:

1)在1類(lèi)和2類(lèi)醫(yī)療場(chǎng)所內(nèi),當(dāng)采用安全特低電壓系統(tǒng)(SELV),保護(hù)特低壓系統(tǒng)(PELV)時(shí),用電設(shè)備的標(biāo)稱(chēng)供電電壓不應(yīng)超過(guò)交流25V和直流60V;

2)在1類(lèi)和2類(lèi)醫(yī)療場(chǎng)所內(nèi),IT、TN和TT系統(tǒng)的約定接觸電壓不應(yīng)大于25V;

3)TN系統(tǒng)在故障情況下切斷電源的最大分?jǐn)鄷r(shí)間230V應(yīng)為0.2s,400V應(yīng)為0.05s;IT系統(tǒng)最大分?jǐn)鄷r(shí)間230V應(yīng)為0.2s。

重要手術(shù)室、ICU、NICU等二類(lèi)醫(yī)療場(chǎng)所的供電采用IT不接地系統(tǒng)。醫(yī)療IT系統(tǒng)一般由隔離變壓器、絕緣監(jiān)視器和外接報(bào)警顯示裝置三部分組成。隔離變壓器應(yīng)靠近手術(shù)室,盡量縮短出線端與供電插座之間的距離,并要考慮其通風(fēng)和散熱,外接報(bào)警顯示設(shè)備應(yīng)安裝在現(xiàn)場(chǎng)。一般選用專(zhuān)用配電箱(內(nèi)設(shè)隔離變壓器及絕緣監(jiān)視裝置),當(dāng)發(fā)生第一次絕緣故障時(shí),絕緣監(jiān)視裝置發(fā)生預(yù)告信號(hào),便于盡快排除故障,避免發(fā)生相間短路,造成危害。

MRI、CT、DSA、DR、X光機(jī)的機(jī)房和控制室等的醫(yī)療設(shè)備需要專(zhuān)用接地,采用專(zhuān)用接地線與大樓統(tǒng)一接地裝置相連接。

9 智能化設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)和要求

醫(yī)院智能化系統(tǒng)是通過(guò)現(xiàn)代化信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和自動(dòng)化控制技術(shù)來(lái)提高醫(yī)院的管理水平,達(dá)到方便病人就醫(yī)、縮短病人就醫(yī)時(shí)間,提高醫(yī)療服務(wù)水平和醫(yī)生的工作效率,提供良好的醫(yī)療服務(wù)環(huán)境的目的。

醫(yī)院智能化系統(tǒng)應(yīng)分為醫(yī)用信息應(yīng)用系統(tǒng)、建筑自動(dòng)化管理系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及智能化基礎(chǔ)平臺(tái)四個(gè)方面。

醫(yī)院內(nèi)應(yīng)設(shè)置廣播系統(tǒng),平時(shí)用于日常事物及醫(yī)學(xué)宣傳廣播,消防情況時(shí)強(qiáng)行切至緊急廣播。宜共用末端設(shè)備(揚(yáng)聲器)和采用一套線路,應(yīng)設(shè)置消防強(qiáng)切開(kāi)關(guān)。

門(mén)診部各診室應(yīng)按照每個(gè)醫(yī)生1個(gè)雙孔信息插座進(jìn)行設(shè)置,各門(mén)診科室病人等候區(qū)前應(yīng)設(shè)置1個(gè)雙孔信息插座。醫(yī)技部應(yīng)按照醫(yī)療設(shè)備和操作醫(yī)生的位置進(jìn)行信息插座的設(shè)置,應(yīng)在每個(gè)位置設(shè)置1個(gè)雙孔信息插座。病房部分的單人房間應(yīng)設(shè)置1個(gè)雙孔信息插座;帶套間的特殊單人病房可根據(jù)需要宜設(shè)置多個(gè)信息插座;2床以上的房間每床宜設(shè)置一個(gè)單孔信息插座;護(hù)士站應(yīng)至少設(shè)置2個(gè)雙孔信息插座。

多人的醫(yī)生辦公室宜按照每個(gè)醫(yī)生1個(gè)雙孔信息插座進(jìn)行設(shè)置;主任辦公室應(yīng)至少設(shè)置1個(gè)雙孔信息插座;示教室應(yīng)至少設(shè)置1個(gè)雙孔信息插座;醫(yī)生值班及其他的醫(yī)用房間可根據(jù)需要設(shè)置1個(gè)單孔信息插座用于語(yǔ)音。收費(fèi)及掛號(hào)處應(yīng)按照每1.2 1.5m的柜臺(tái)長(zhǎng)度設(shè)置1個(gè)雙孔信息插座。

醫(yī)院大堂、收費(fèi)和掛號(hào)窗前、候診室、點(diǎn)滴室、休息室及咖啡廳等公共場(chǎng)所應(yīng)設(shè)置有線電視插座。會(huì)議室、示教室、醫(yī)療康復(fù)中心等處應(yīng)設(shè)置有線電視插座。在每個(gè)病房應(yīng)至少設(shè)置1個(gè)有線電視插座,帶套間的單人病房可根據(jù)需要在多處設(shè)置有線電視插座。病房?jī)?nèi)電視節(jié)目音頻信號(hào)宜采用耳機(jī)提供病人收聽(tīng)的方式。

病房的護(hù)理單元應(yīng)設(shè)置醫(yī)護(hù)對(duì)講系統(tǒng),建立病人與護(hù)士的聯(lián)系。護(hù)士站設(shè)置呼叫對(duì)講主機(jī),病房外護(hù)理通道設(shè)置大型顯示器顯示呼叫床位號(hào),病床前設(shè)置呼叫按鈕及語(yǔ)音對(duì)講話筒,衛(wèi)生間應(yīng)設(shè)置呼叫按鈕。

10 結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)人民生活水平的日益改善和醫(yī)療水平的提高,我國(guó)的醫(yī)院事業(yè)有了長(zhǎng)足的發(fā)展。在醫(yī)療科技領(lǐng)域達(dá)到國(guó)際一流水平,但醫(yī)院建筑科技水平與之相比還比較滯后,醫(yī)院電氣設(shè)計(jì)一直是國(guó)內(nèi)電氣行業(yè)相對(duì)薄弱的一個(gè)領(lǐng)域。電氣是醫(yī)院建筑的靈魂,我相信用不了多久,中國(guó)醫(yī)院建筑電氣設(shè)計(jì)一定能達(dá)到世界一流的水平。

[1]中華人民共和國(guó)衛(wèi)生部.JGJ49-88 綜合醫(yī)院建筑設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京: 中國(guó)計(jì)劃出版社,1988.

[1]中國(guó)建筑科學(xué)研究院.GB50034-2004建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[S].北京: 中國(guó)建筑工業(yè)出版社, 2004.